]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/mir/mod.rs
fix most compiler/ doctests
[rust.git] / compiler / rustc_middle / src / mir / mod.rs
1 //! MIR datatypes and passes. See the [rustc dev guide] for more info.
2 //!
3 //! [rustc dev guide]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/mir/index.html
4
5 use crate::mir::coverage::{CodeRegion, CoverageKind};
6 use crate::mir::interpret::{ConstAllocation, ConstValue, GlobalAlloc, Scalar};
7 use crate::mir::visit::MirVisitable;
8 use crate::ty::adjustment::PointerCast;
9 use crate::ty::codec::{TyDecoder, TyEncoder};
10 use crate::ty::fold::{FallibleTypeFolder, TypeFoldable, TypeVisitor};
11 use crate::ty::print::{FmtPrinter, Printer};
12 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
13 use crate::ty::{self, List, Ty, TyCtxt};
14 use crate::ty::{AdtDef, InstanceDef, Region, ScalarInt, UserTypeAnnotationIndex};
15
16 use rustc_errors::ErrorGuaranteed;
17 use rustc_hir::def::{CtorKind, Namespace};
18 use rustc_hir::def_id::{DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_ID};
19 use rustc_hir::{self, GeneratorKind};
20 use rustc_hir::{self as hir, HirId};
21 use rustc_session::Session;
22 use rustc_target::abi::{Size, VariantIdx};
23
24 use polonius_engine::Atom;
25 pub use rustc_ast::Mutability;
26 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
27 use rustc_data_structures::graph::dominators::{dominators, Dominators};
28 use rustc_data_structures::graph::{self, GraphSuccessors};
29 use rustc_index::bit_set::BitMatrix;
30 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
31 use rustc_serialize::{Decodable, Encodable};
32 use rustc_span::symbol::Symbol;
33 use rustc_span::{Span, DUMMY_SP};
34 use rustc_target::asm::InlineAsmRegOrRegClass;
35
36 use either::Either;
37
38 use std::borrow::Cow;
39 use std::convert::TryInto;
40 use std::fmt::{self, Debug, Display, Formatter, Write};
41 use std::ops::{ControlFlow, Index, IndexMut};
42 use std::slice;
43 use std::{iter, mem, option};
44
45 use self::graph_cyclic_cache::GraphIsCyclicCache;
46 use self::predecessors::{PredecessorCache, Predecessors};
47 pub use self::query::*;
48 use self::switch_sources::{SwitchSourceCache, SwitchSources};
49
50 pub mod coverage;
51 mod generic_graph;
52 pub mod generic_graphviz;
53 mod graph_cyclic_cache;
54 pub mod graphviz;
55 pub mod interpret;
56 pub mod mono;
57 pub mod patch;
58 mod predecessors;
59 pub mod pretty;
60 mod query;
61 pub mod spanview;
62 mod switch_sources;
63 pub mod tcx;
64 pub mod terminator;
65 use crate::mir::traversal::PostorderCache;
66 pub use terminator::*;
67
68 pub mod traversal;
69 mod type_foldable;
70 pub mod visit;
71
72 pub use self::generic_graph::graphviz_safe_def_name;
73 pub use self::graphviz::write_mir_graphviz;
74 pub use self::pretty::{
75     create_dump_file, display_allocation, dump_enabled, dump_mir, write_mir_pretty, PassWhere,
76 };
77
78 /// Types for locals
79 pub type LocalDecls<'tcx> = IndexVec<Local, LocalDecl<'tcx>>;
80
81 pub trait HasLocalDecls<'tcx> {
82     fn local_decls(&self) -> &LocalDecls<'tcx>;
83 }
84
85 impl<'tcx> HasLocalDecls<'tcx> for LocalDecls<'tcx> {
86     #[inline]
87     fn local_decls(&self) -> &LocalDecls<'tcx> {
88         self
89     }
90 }
91
92 impl<'tcx> HasLocalDecls<'tcx> for Body<'tcx> {
93     #[inline]
94     fn local_decls(&self) -> &LocalDecls<'tcx> {
95         &self.local_decls
96     }
97 }
98
99 /// A streamlined trait that you can implement to create a pass; the
100 /// pass will be named after the type, and it will consist of a main
101 /// loop that goes over each available MIR and applies `run_pass`.
102 pub trait MirPass<'tcx> {
103     fn name(&self) -> Cow<'_, str> {
104         let name = std::any::type_name::<Self>();
105         if let Some(tail) = name.rfind(':') {
106             Cow::from(&name[tail + 1..])
107         } else {
108             Cow::from(name)
109         }
110     }
111
112     /// Returns `true` if this pass is enabled with the current combination of compiler flags.
113     fn is_enabled(&self, _sess: &Session) -> bool {
114         true
115     }
116
117     fn run_pass(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>);
118
119     /// If this pass causes the MIR to enter a new phase, return that phase.
120     fn phase_change(&self) -> Option<MirPhase> {
121         None
122     }
123
124     fn is_mir_dump_enabled(&self) -> bool {
125         true
126     }
127 }
128
129 /// The various "big phases" that MIR goes through.
130 ///
131 /// These phases all describe dialects of MIR. Since all MIR uses the same datastructures, the
132 /// dialects forbid certain variants or values in certain phases. The sections below summarize the
133 /// changes, but do not document them thoroughly. The full documentation is found in the appropriate
134 /// documentation for the thing the change is affecting.
135 ///
136 /// Warning: ordering of variants is significant.
137 #[derive(Copy, Clone, TyEncodable, TyDecodable, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
138 #[derive(HashStable)]
139 pub enum MirPhase {
140     /// The dialect of MIR used during all phases before `DropsLowered` is the same. This is also
141     /// the MIR that analysis such as borrowck uses.
142     ///
143     /// One important thing to remember about the behavior of this section of MIR is that drop terminators
144     /// (including drop and replace) are *conditional*. The elaborate drops pass will then replace each
145     /// instance of a drop terminator with a nop, an unconditional drop, or a drop conditioned on a drop
146     /// flag. Of course, this means that it is important that the drop elaboration can accurately recognize
147     /// when things are initialized and when things are de-initialized. That means any code running on this
148     /// version of MIR must be sure to produce output that drop elaboration can reason about. See the
149     /// section on the drop terminatorss for more details.
150     Built = 0,
151     // FIXME(oli-obk): it's unclear whether we still need this phase (and its corresponding query).
152     // We used to have this for pre-miri MIR based const eval.
153     Const = 1,
154     /// This phase checks the MIR for promotable elements and takes them out of the main MIR body
155     /// by creating a new MIR body per promoted element. After this phase (and thus the termination
156     /// of the `mir_promoted` query), these promoted elements are available in the `promoted_mir`
157     /// query.
158     ConstsPromoted = 2,
159     /// Beginning with this phase, the following variants are disallowed:
160     /// * [`TerminatorKind::DropAndReplace`](terminator::TerminatorKind::DropAndReplace)
161     /// * [`TerminatorKind::FalseUnwind`](terminator::TerminatorKind::FalseUnwind)
162     /// * [`TerminatorKind::FalseEdge`](terminator::TerminatorKind::FalseEdge)
163     /// * [`StatementKind::FakeRead`]
164     /// * [`StatementKind::AscribeUserType`]
165     /// * [`Rvalue::Ref`] with `BorrowKind::Shallow`
166     ///
167     /// And the following variant is allowed:
168     /// * [`StatementKind::Retag`]
169     ///
170     /// Furthermore, `Drop` now uses explicit drop flags visible in the MIR and reaching a `Drop`
171     /// terminator means that the auto-generated drop glue will be invoked. Also, `Copy` operands
172     /// are allowed for non-`Copy` types.
173     DropsLowered = 3,
174     /// Beginning with this phase, the following variant is disallowed:
175     /// * [`Rvalue::Aggregate`] for any `AggregateKind` except `Array`
176     ///
177     /// And the following variant is allowed:
178     /// * [`StatementKind::SetDiscriminant`]
179     Deaggregated = 4,
180     /// Before this phase, generators are in the "source code" form, featuring `yield` statements
181     /// and such. With this phase change, they are transformed into a proper state machine. Running
182     /// optimizations before this change can be potentially dangerous because the source code is to
183     /// some extent a "lie." In particular, `yield` terminators effectively make the value of all
184     /// locals visible to the caller. This means that dead store elimination before them, or code
185     /// motion across them, is not correct in general. This is also exasperated by type checking
186     /// having pre-computed a list of the types that it thinks are ok to be live across a yield
187     /// point - this is necessary to decide eg whether autotraits are implemented. Introducing new
188     /// types across a yield point will lead to ICEs becaues of this.
189     ///
190     /// Beginning with this phase, the following variants are disallowed:
191     /// * [`TerminatorKind::Yield`](terminator::TerminatorKind::Yield)
192     /// * [`TerminatorKind::GeneratorDrop](terminator::TerminatorKind::GeneratorDrop)
193     GeneratorsLowered = 5,
194     Optimized = 6,
195 }
196
197 impl MirPhase {
198     /// Gets the index of the current MirPhase within the set of all `MirPhase`s.
199     pub fn phase_index(&self) -> usize {
200         *self as usize
201     }
202 }
203
204 /// Where a specific `mir::Body` comes from.
205 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
206 #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable)]
207 pub struct MirSource<'tcx> {
208     pub instance: InstanceDef<'tcx>,
209
210     /// If `Some`, this is a promoted rvalue within the parent function.
211     pub promoted: Option<Promoted>,
212 }
213
214 impl<'tcx> MirSource<'tcx> {
215     pub fn item(def_id: DefId) -> Self {
216         MirSource {
217             instance: InstanceDef::Item(ty::WithOptConstParam::unknown(def_id)),
218             promoted: None,
219         }
220     }
221
222     pub fn from_instance(instance: InstanceDef<'tcx>) -> Self {
223         MirSource { instance, promoted: None }
224     }
225
226     pub fn with_opt_param(self) -> ty::WithOptConstParam<DefId> {
227         self.instance.with_opt_param()
228     }
229
230     #[inline]
231     pub fn def_id(&self) -> DefId {
232         self.instance.def_id()
233     }
234 }
235
236 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, Debug, HashStable, TypeFoldable)]
237 pub struct GeneratorInfo<'tcx> {
238     /// The yield type of the function, if it is a generator.
239     pub yield_ty: Option<Ty<'tcx>>,
240
241     /// Generator drop glue.
242     pub generator_drop: Option<Body<'tcx>>,
243
244     /// The layout of a generator. Produced by the state transformation.
245     pub generator_layout: Option<GeneratorLayout<'tcx>>,
246
247     /// If this is a generator then record the type of source expression that caused this generator
248     /// to be created.
249     pub generator_kind: GeneratorKind,
250 }
251
252 /// The lowered representation of a single function.
253 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, Debug, HashStable, TypeFoldable)]
254 pub struct Body<'tcx> {
255     /// A list of basic blocks. References to basic block use a newtyped index type [`BasicBlock`]
256     /// that indexes into this vector.
257     basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
258
259     /// Records how far through the "desugaring and optimization" process this particular
260     /// MIR has traversed. This is particularly useful when inlining, since in that context
261     /// we instantiate the promoted constants and add them to our promoted vector -- but those
262     /// promoted items have already been optimized, whereas ours have not. This field allows
263     /// us to see the difference and forego optimization on the inlined promoted items.
264     pub phase: MirPhase,
265
266     pub source: MirSource<'tcx>,
267
268     /// A list of source scopes; these are referenced by statements
269     /// and used for debuginfo. Indexed by a `SourceScope`.
270     pub source_scopes: IndexVec<SourceScope, SourceScopeData<'tcx>>,
271
272     pub generator: Option<Box<GeneratorInfo<'tcx>>>,
273
274     /// Declarations of locals.
275     ///
276     /// The first local is the return value pointer, followed by `arg_count`
277     /// locals for the function arguments, followed by any user-declared
278     /// variables and temporaries.
279     pub local_decls: LocalDecls<'tcx>,
280
281     /// User type annotations.
282     pub user_type_annotations: ty::CanonicalUserTypeAnnotations<'tcx>,
283
284     /// The number of arguments this function takes.
285     ///
286     /// Starting at local 1, `arg_count` locals will be provided by the caller
287     /// and can be assumed to be initialized.
288     ///
289     /// If this MIR was built for a constant, this will be 0.
290     pub arg_count: usize,
291
292     /// Mark an argument local (which must be a tuple) as getting passed as
293     /// its individual components at the LLVM level.
294     ///
295     /// This is used for the "rust-call" ABI.
296     pub spread_arg: Option<Local>,
297
298     /// Debug information pertaining to user variables, including captures.
299     pub var_debug_info: Vec<VarDebugInfo<'tcx>>,
300
301     /// A span representing this MIR, for error reporting.
302     pub span: Span,
303
304     /// Constants that are required to evaluate successfully for this MIR to be well-formed.
305     /// We hold in this field all the constants we are not able to evaluate yet.
306     pub required_consts: Vec<Constant<'tcx>>,
307
308     /// Does this body use generic parameters. This is used for the `ConstEvaluatable` check.
309     ///
310     /// Note that this does not actually mean that this body is not computable right now.
311     /// The repeat count in the following example is polymorphic, but can still be evaluated
312     /// without knowing anything about the type parameter `T`.
313     ///
314     /// ```rust
315     /// fn test<T>() {
316     ///     let _ = [0; std::mem::size_of::<*mut T>()];
317     /// }
318     /// ```
319     ///
320     /// **WARNING**: Do not change this flags after the MIR was originally created, even if an optimization
321     /// removed the last mention of all generic params. We do not want to rely on optimizations and
322     /// potentially allow things like `[u8; std::mem::size_of::<T>() * 0]` due to this.
323     pub is_polymorphic: bool,
324
325     predecessor_cache: PredecessorCache,
326     switch_source_cache: SwitchSourceCache,
327     is_cyclic: GraphIsCyclicCache,
328     postorder_cache: PostorderCache,
329
330     pub tainted_by_errors: Option<ErrorGuaranteed>,
331 }
332
333 impl<'tcx> Body<'tcx> {
334     pub fn new(
335         source: MirSource<'tcx>,
336         basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
337         source_scopes: IndexVec<SourceScope, SourceScopeData<'tcx>>,
338         local_decls: LocalDecls<'tcx>,
339         user_type_annotations: ty::CanonicalUserTypeAnnotations<'tcx>,
340         arg_count: usize,
341         var_debug_info: Vec<VarDebugInfo<'tcx>>,
342         span: Span,
343         generator_kind: Option<GeneratorKind>,
344         tainted_by_errors: Option<ErrorGuaranteed>,
345     ) -> Self {
346         // We need `arg_count` locals, and one for the return place.
347         assert!(
348             local_decls.len() > arg_count,
349             "expected at least {} locals, got {}",
350             arg_count + 1,
351             local_decls.len()
352         );
353
354         let mut body = Body {
355             phase: MirPhase::Built,
356             source,
357             basic_blocks,
358             source_scopes,
359             generator: generator_kind.map(|generator_kind| {
360                 Box::new(GeneratorInfo {
361                     yield_ty: None,
362                     generator_drop: None,
363                     generator_layout: None,
364                     generator_kind,
365                 })
366             }),
367             local_decls,
368             user_type_annotations,
369             arg_count,
370             spread_arg: None,
371             var_debug_info,
372             span,
373             required_consts: Vec::new(),
374             is_polymorphic: false,
375             predecessor_cache: PredecessorCache::new(),
376             switch_source_cache: SwitchSourceCache::new(),
377             is_cyclic: GraphIsCyclicCache::new(),
378             postorder_cache: PostorderCache::new(),
379             tainted_by_errors,
380         };
381         body.is_polymorphic = body.has_param_types_or_consts();
382         body
383     }
384
385     /// Returns a partially initialized MIR body containing only a list of basic blocks.
386     ///
387     /// The returned MIR contains no `LocalDecl`s (even for the return place) or source scopes. It
388     /// is only useful for testing but cannot be `#[cfg(test)]` because it is used in a different
389     /// crate.
390     pub fn new_cfg_only(basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>) -> Self {
391         let mut body = Body {
392             phase: MirPhase::Built,
393             source: MirSource::item(CRATE_DEF_ID.to_def_id()),
394             basic_blocks,
395             source_scopes: IndexVec::new(),
396             generator: None,
397             local_decls: IndexVec::new(),
398             user_type_annotations: IndexVec::new(),
399             arg_count: 0,
400             spread_arg: None,
401             span: DUMMY_SP,
402             required_consts: Vec::new(),
403             var_debug_info: Vec::new(),
404             is_polymorphic: false,
405             predecessor_cache: PredecessorCache::new(),
406             switch_source_cache: SwitchSourceCache::new(),
407             is_cyclic: GraphIsCyclicCache::new(),
408             postorder_cache: PostorderCache::new(),
409             tainted_by_errors: None,
410         };
411         body.is_polymorphic = body.has_param_types_or_consts();
412         body
413     }
414
415     #[inline]
416     pub fn basic_blocks(&self) -> &IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>> {
417         &self.basic_blocks
418     }
419
420     #[inline]
421     pub fn basic_blocks_mut(&mut self) -> &mut IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>> {
422         // Because the user could mutate basic block terminators via this reference, we need to
423         // invalidate the caches.
424         //
425         // FIXME: Use a finer-grained API for this, so only transformations that alter terminators
426         // invalidate the caches.
427         self.predecessor_cache.invalidate();
428         self.switch_source_cache.invalidate();
429         self.is_cyclic.invalidate();
430         self.postorder_cache.invalidate();
431         &mut self.basic_blocks
432     }
433
434     #[inline]
435     pub fn basic_blocks_and_local_decls_mut(
436         &mut self,
437     ) -> (&mut IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>, &mut LocalDecls<'tcx>) {
438         self.predecessor_cache.invalidate();
439         self.switch_source_cache.invalidate();
440         self.is_cyclic.invalidate();
441         self.postorder_cache.invalidate();
442         (&mut self.basic_blocks, &mut self.local_decls)
443     }
444
445     #[inline]
446     pub fn basic_blocks_local_decls_mut_and_var_debug_info(
447         &mut self,
448     ) -> (
449         &mut IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
450         &mut LocalDecls<'tcx>,
451         &mut Vec<VarDebugInfo<'tcx>>,
452     ) {
453         self.predecessor_cache.invalidate();
454         self.switch_source_cache.invalidate();
455         self.is_cyclic.invalidate();
456         self.postorder_cache.invalidate();
457         (&mut self.basic_blocks, &mut self.local_decls, &mut self.var_debug_info)
458     }
459
460     /// Returns `true` if a cycle exists in the control-flow graph that is reachable from the
461     /// `START_BLOCK`.
462     pub fn is_cfg_cyclic(&self) -> bool {
463         self.is_cyclic.is_cyclic(self)
464     }
465
466     #[inline]
467     pub fn local_kind(&self, local: Local) -> LocalKind {
468         let index = local.as_usize();
469         if index == 0 {
470             debug_assert!(
471                 self.local_decls[local].mutability == Mutability::Mut,
472                 "return place should be mutable"
473             );
474
475             LocalKind::ReturnPointer
476         } else if index < self.arg_count + 1 {
477             LocalKind::Arg
478         } else if self.local_decls[local].is_user_variable() {
479             LocalKind::Var
480         } else {
481             LocalKind::Temp
482         }
483     }
484
485     /// Returns an iterator over all user-declared mutable locals.
486     #[inline]
487     pub fn mut_vars_iter<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = Local> + 'a {
488         (self.arg_count + 1..self.local_decls.len()).filter_map(move |index| {
489             let local = Local::new(index);
490             let decl = &self.local_decls[local];
491             if decl.is_user_variable() && decl.mutability == Mutability::Mut {
492                 Some(local)
493             } else {
494                 None
495             }
496         })
497     }
498
499     /// Returns an iterator over all user-declared mutable arguments and locals.
500     #[inline]
501     pub fn mut_vars_and_args_iter<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = Local> + 'a {
502         (1..self.local_decls.len()).filter_map(move |index| {
503             let local = Local::new(index);
504             let decl = &self.local_decls[local];
505             if (decl.is_user_variable() || index < self.arg_count + 1)
506                 && decl.mutability == Mutability::Mut
507             {
508                 Some(local)
509             } else {
510                 None
511             }
512         })
513     }
514
515     /// Returns an iterator over all function arguments.
516     #[inline]
517     pub fn args_iter(&self) -> impl Iterator<Item = Local> + ExactSizeIterator {
518         (1..self.arg_count + 1).map(Local::new)
519     }
520
521     /// Returns an iterator over all user-defined variables and compiler-generated temporaries (all
522     /// locals that are neither arguments nor the return place).
523     #[inline]
524     pub fn vars_and_temps_iter(
525         &self,
526     ) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Local> + ExactSizeIterator {
527         (self.arg_count + 1..self.local_decls.len()).map(Local::new)
528     }
529
530     #[inline]
531     pub fn drain_vars_and_temps<'a>(&'a mut self) -> impl Iterator<Item = LocalDecl<'tcx>> + 'a {
532         self.local_decls.drain(self.arg_count + 1..)
533     }
534
535     /// Changes a statement to a nop. This is both faster than deleting instructions and avoids
536     /// invalidating statement indices in `Location`s.
537     pub fn make_statement_nop(&mut self, location: Location) {
538         let block = &mut self.basic_blocks[location.block];
539         debug_assert!(location.statement_index < block.statements.len());
540         block.statements[location.statement_index].make_nop()
541     }
542
543     /// Returns the source info associated with `location`.
544     pub fn source_info(&self, location: Location) -> &SourceInfo {
545         let block = &self[location.block];
546         let stmts = &block.statements;
547         let idx = location.statement_index;
548         if idx < stmts.len() {
549             &stmts[idx].source_info
550         } else {
551             assert_eq!(idx, stmts.len());
552             &block.terminator().source_info
553         }
554     }
555
556     /// Returns the return type; it always return first element from `local_decls` array.
557     #[inline]
558     pub fn return_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
559         self.local_decls[RETURN_PLACE].ty
560     }
561
562     /// Gets the location of the terminator for the given block.
563     #[inline]
564     pub fn terminator_loc(&self, bb: BasicBlock) -> Location {
565         Location { block: bb, statement_index: self[bb].statements.len() }
566     }
567
568     pub fn stmt_at(&self, location: Location) -> Either<&Statement<'tcx>, &Terminator<'tcx>> {
569         let Location { block, statement_index } = location;
570         let block_data = &self.basic_blocks[block];
571         block_data
572             .statements
573             .get(statement_index)
574             .map(Either::Left)
575             .unwrap_or_else(|| Either::Right(block_data.terminator()))
576     }
577
578     #[inline]
579     pub fn predecessors(&self) -> &Predecessors {
580         self.predecessor_cache.compute(&self.basic_blocks)
581     }
582
583     #[inline]
584     pub fn switch_sources(&self) -> &SwitchSources {
585         self.switch_source_cache.compute(&self.basic_blocks)
586     }
587
588     #[inline]
589     pub fn dominators(&self) -> Dominators<BasicBlock> {
590         dominators(self)
591     }
592
593     #[inline]
594     pub fn yield_ty(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
595         self.generator.as_ref().and_then(|generator| generator.yield_ty)
596     }
597
598     #[inline]
599     pub fn generator_layout(&self) -> Option<&GeneratorLayout<'tcx>> {
600         self.generator.as_ref().and_then(|generator| generator.generator_layout.as_ref())
601     }
602
603     #[inline]
604     pub fn generator_drop(&self) -> Option<&Body<'tcx>> {
605         self.generator.as_ref().and_then(|generator| generator.generator_drop.as_ref())
606     }
607
608     #[inline]
609     pub fn generator_kind(&self) -> Option<GeneratorKind> {
610         self.generator.as_ref().map(|generator| generator.generator_kind)
611     }
612 }
613
614 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
615 pub enum Safety {
616     Safe,
617     /// Unsafe because of compiler-generated unsafe code, like `await` desugaring
618     BuiltinUnsafe,
619     /// Unsafe because of an unsafe fn
620     FnUnsafe,
621     /// Unsafe because of an `unsafe` block
622     ExplicitUnsafe(hir::HirId),
623 }
624
625 impl<'tcx> Index<BasicBlock> for Body<'tcx> {
626     type Output = BasicBlockData<'tcx>;
627
628     #[inline]
629     fn index(&self, index: BasicBlock) -> &BasicBlockData<'tcx> {
630         &self.basic_blocks()[index]
631     }
632 }
633
634 impl<'tcx> IndexMut<BasicBlock> for Body<'tcx> {
635     #[inline]
636     fn index_mut(&mut self, index: BasicBlock) -> &mut BasicBlockData<'tcx> {
637         &mut self.basic_blocks_mut()[index]
638     }
639 }
640
641 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable, TypeFoldable)]
642 pub enum ClearCrossCrate<T> {
643     Clear,
644     Set(T),
645 }
646
647 impl<T> ClearCrossCrate<T> {
648     pub fn as_ref(&self) -> ClearCrossCrate<&T> {
649         match self {
650             ClearCrossCrate::Clear => ClearCrossCrate::Clear,
651             ClearCrossCrate::Set(v) => ClearCrossCrate::Set(v),
652         }
653     }
654
655     pub fn assert_crate_local(self) -> T {
656         match self {
657             ClearCrossCrate::Clear => bug!("unwrapping cross-crate data"),
658             ClearCrossCrate::Set(v) => v,
659         }
660     }
661 }
662
663 const TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_CLEAR: u8 = 0;
664 const TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_SET: u8 = 1;
665
666 impl<'tcx, E: TyEncoder<'tcx>, T: Encodable<E>> Encodable<E> for ClearCrossCrate<T> {
667     #[inline]
668     fn encode(&self, e: &mut E) -> Result<(), E::Error> {
669         if E::CLEAR_CROSS_CRATE {
670             return Ok(());
671         }
672
673         match *self {
674             ClearCrossCrate::Clear => TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_CLEAR.encode(e),
675             ClearCrossCrate::Set(ref val) => {
676                 TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_SET.encode(e)?;
677                 val.encode(e)
678             }
679         }
680     }
681 }
682 impl<'tcx, D: TyDecoder<'tcx>, T: Decodable<D>> Decodable<D> for ClearCrossCrate<T> {
683     #[inline]
684     fn decode(d: &mut D) -> ClearCrossCrate<T> {
685         if D::CLEAR_CROSS_CRATE {
686             return ClearCrossCrate::Clear;
687         }
688
689         let discr = u8::decode(d);
690
691         match discr {
692             TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_CLEAR => ClearCrossCrate::Clear,
693             TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_SET => {
694                 let val = T::decode(d);
695                 ClearCrossCrate::Set(val)
696             }
697             tag => panic!("Invalid tag for ClearCrossCrate: {:?}", tag),
698         }
699     }
700 }
701
702 /// Grouped information about the source code origin of a MIR entity.
703 /// Intended to be inspected by diagnostics and debuginfo.
704 /// Most passes can work with it as a whole, within a single function.
705 // The unofficial Cranelift backend, at least as of #65828, needs `SourceInfo` to implement `Eq` and
706 // `Hash`. Please ping @bjorn3 if removing them.
707 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable)]
708 pub struct SourceInfo {
709     /// The source span for the AST pertaining to this MIR entity.
710     pub span: Span,
711
712     /// The source scope, keeping track of which bindings can be
713     /// seen by debuginfo, active lint levels, `unsafe {...}`, etc.
714     pub scope: SourceScope,
715 }
716
717 impl SourceInfo {
718     #[inline]
719     pub fn outermost(span: Span) -> Self {
720         SourceInfo { span, scope: OUTERMOST_SOURCE_SCOPE }
721     }
722 }
723
724 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
725 // Borrow kinds
726
727 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, TyEncodable, TyDecodable)]
728 #[derive(Hash, HashStable)]
729 pub enum BorrowKind {
730     /// Data must be immutable and is aliasable.
731     Shared,
732
733     /// The immediately borrowed place must be immutable, but projections from
734     /// it don't need to be. For example, a shallow borrow of `a.b` doesn't
735     /// conflict with a mutable borrow of `a.b.c`.
736     ///
737     /// This is used when lowering matches: when matching on a place we want to
738     /// ensure that place have the same value from the start of the match until
739     /// an arm is selected. This prevents this code from compiling:
740     /// ```compile_fail,E0510
741     /// let mut x = &Some(0);
742     /// match *x {
743     ///     None => (),
744     ///     Some(_) if { x = &None; false } => (),
745     ///     Some(_) => (),
746     /// }
747     /// ```
748     /// This can't be a shared borrow because mutably borrowing (*x as Some).0
749     /// should not prevent `if let None = x { ... }`, for example, because the
750     /// mutating `(*x as Some).0` can't affect the discriminant of `x`.
751     /// We can also report errors with this kind of borrow differently.
752     Shallow,
753
754     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
755     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
756     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure is
757     /// borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
758     /// ```
759     /// let mut z = 3;
760     /// let x: &mut isize = &mut z;
761     /// let y = || *x += 5;
762     /// ```
763     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
764     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
765     /// ```compile_fail,E0594
766     /// struct Env<'a> { x: &'a &'a mut isize }
767     /// let mut z = 3;
768     /// let x: &mut isize = &mut z;
769     /// let y = (&mut Env { x: &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
770     /// fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
771     /// ```
772     /// This is then illegal because you cannot mutate an `&mut` found
773     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
774     /// an `&mut` borrow:
775     /// ```compile_fail,E0596
776     /// struct Env<'a> { x: &'a mut &'a mut isize }
777     /// let mut z = 3;
778     /// let x: &mut isize = &mut z;
779     /// let y = (&mut Env { x: &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
780     /// fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
781     /// ```
782     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
783     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
784     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
785     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
786     /// borrow is hidden.
787     ///
788     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
789     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
790     /// simplicity, we don't give users the way to express this
791     /// borrow, it's just used when translating closures.
792     Unique,
793
794     /// Data is mutable and not aliasable.
795     Mut {
796         /// `true` if this borrow arose from method-call auto-ref
797         /// (i.e., `adjustment::Adjust::Borrow`).
798         allow_two_phase_borrow: bool,
799     },
800 }
801
802 impl BorrowKind {
803     pub fn allows_two_phase_borrow(&self) -> bool {
804         match *self {
805             BorrowKind::Shared | BorrowKind::Shallow | BorrowKind::Unique => false,
806             BorrowKind::Mut { allow_two_phase_borrow } => allow_two_phase_borrow,
807         }
808     }
809
810     pub fn describe_mutability(&self) -> String {
811         match *self {
812             BorrowKind::Shared | BorrowKind::Shallow | BorrowKind::Unique => {
813                 "immutable".to_string()
814             }
815             BorrowKind::Mut { .. } => "mutable".to_string(),
816         }
817     }
818 }
819
820 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
821 // Variables and temps
822
823 rustc_index::newtype_index! {
824     pub struct Local {
825         derive [HashStable]
826         DEBUG_FORMAT = "_{}",
827         const RETURN_PLACE = 0,
828     }
829 }
830
831 impl Atom for Local {
832     fn index(self) -> usize {
833         Idx::index(self)
834     }
835 }
836
837 /// Classifies locals into categories. See `Body::local_kind`.
838 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
839 pub enum LocalKind {
840     /// User-declared variable binding.
841     Var,
842     /// Compiler-introduced temporary.
843     Temp,
844     /// Function argument.
845     Arg,
846     /// Location of function's return value.
847     ReturnPointer,
848 }
849
850 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
851 pub struct VarBindingForm<'tcx> {
852     /// Is variable bound via `x`, `mut x`, `ref x`, or `ref mut x`?
853     pub binding_mode: ty::BindingMode,
854     /// If an explicit type was provided for this variable binding,
855     /// this holds the source Span of that type.
856     ///
857     /// NOTE: if you want to change this to a `HirId`, be wary that
858     /// doing so breaks incremental compilation (as of this writing),
859     /// while a `Span` does not cause our tests to fail.
860     pub opt_ty_info: Option<Span>,
861     /// Place of the RHS of the =, or the subject of the `match` where this
862     /// variable is initialized. None in the case of `let PATTERN;`.
863     /// Some((None, ..)) in the case of and `let [mut] x = ...` because
864     /// (a) the right-hand side isn't evaluated as a place expression.
865     /// (b) it gives a way to separate this case from the remaining cases
866     ///     for diagnostics.
867     pub opt_match_place: Option<(Option<Place<'tcx>>, Span)>,
868     /// The span of the pattern in which this variable was bound.
869     pub pat_span: Span,
870 }
871
872 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
873 pub enum BindingForm<'tcx> {
874     /// This is a binding for a non-`self` binding, or a `self` that has an explicit type.
875     Var(VarBindingForm<'tcx>),
876     /// Binding for a `self`/`&self`/`&mut self` binding where the type is implicit.
877     ImplicitSelf(ImplicitSelfKind),
878     /// Reference used in a guard expression to ensure immutability.
879     RefForGuard,
880 }
881
882 /// Represents what type of implicit self a function has, if any.
883 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
884 pub enum ImplicitSelfKind {
885     /// Represents a `fn x(self);`.
886     Imm,
887     /// Represents a `fn x(mut self);`.
888     Mut,
889     /// Represents a `fn x(&self);`.
890     ImmRef,
891     /// Represents a `fn x(&mut self);`.
892     MutRef,
893     /// Represents when a function does not have a self argument or
894     /// when a function has a `self: X` argument.
895     None,
896 }
897
898 TrivialTypeFoldableAndLiftImpls! { BindingForm<'tcx>, }
899
900 mod binding_form_impl {
901     use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
902     use rustc_query_system::ich::StableHashingContext;
903
904     impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for super::BindingForm<'tcx> {
905         fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
906             use super::BindingForm::*;
907             std::mem::discriminant(self).hash_stable(hcx, hasher);
908
909             match self {
910                 Var(binding) => binding.hash_stable(hcx, hasher),
911                 ImplicitSelf(kind) => kind.hash_stable(hcx, hasher),
912                 RefForGuard => (),
913             }
914         }
915     }
916 }
917
918 /// `BlockTailInfo` is attached to the `LocalDecl` for temporaries
919 /// created during evaluation of expressions in a block tail
920 /// expression; that is, a block like `{ STMT_1; STMT_2; EXPR }`.
921 ///
922 /// It is used to improve diagnostics when such temporaries are
923 /// involved in borrow_check errors, e.g., explanations of where the
924 /// temporaries come from, when their destructors are run, and/or how
925 /// one might revise the code to satisfy the borrow checker's rules.
926 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
927 pub struct BlockTailInfo {
928     /// If `true`, then the value resulting from evaluating this tail
929     /// expression is ignored by the block's expression context.
930     ///
931     /// Examples include `{ ...; tail };` and `let _ = { ...; tail };`
932     /// but not e.g., `let _x = { ...; tail };`
933     pub tail_result_is_ignored: bool,
934
935     /// `Span` of the tail expression.
936     pub span: Span,
937 }
938
939 /// A MIR local.
940 ///
941 /// This can be a binding declared by the user, a temporary inserted by the compiler, a function
942 /// argument, or the return place.
943 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
944 pub struct LocalDecl<'tcx> {
945     /// Whether this is a mutable binding (i.e., `let x` or `let mut x`).
946     ///
947     /// Temporaries and the return place are always mutable.
948     pub mutability: Mutability,
949
950     // FIXME(matthewjasper) Don't store in this in `Body`
951     pub local_info: Option<Box<LocalInfo<'tcx>>>,
952
953     /// `true` if this is an internal local.
954     ///
955     /// These locals are not based on types in the source code and are only used
956     /// for a few desugarings at the moment.
957     ///
958     /// The generator transformation will sanity check the locals which are live
959     /// across a suspension point against the type components of the generator
960     /// which type checking knows are live across a suspension point. We need to
961     /// flag drop flags to avoid triggering this check as they are introduced
962     /// outside of type inference.
963     ///
964     /// This should be sound because the drop flags are fully algebraic, and
965     /// therefore don't affect the auto-trait or outlives properties of the
966     /// generator.
967     pub internal: bool,
968
969     /// If this local is a temporary and `is_block_tail` is `Some`,
970     /// then it is a temporary created for evaluation of some
971     /// subexpression of some block's tail expression (with no
972     /// intervening statement context).
973     // FIXME(matthewjasper) Don't store in this in `Body`
974     pub is_block_tail: Option<BlockTailInfo>,
975
976     /// The type of this local.
977     pub ty: Ty<'tcx>,
978
979     /// If the user manually ascribed a type to this variable,
980     /// e.g., via `let x: T`, then we carry that type here. The MIR
981     /// borrow checker needs this information since it can affect
982     /// region inference.
983     // FIXME(matthewjasper) Don't store in this in `Body`
984     pub user_ty: Option<Box<UserTypeProjections>>,
985
986     /// The *syntactic* (i.e., not visibility) source scope the local is defined
987     /// in. If the local was defined in a let-statement, this
988     /// is *within* the let-statement, rather than outside
989     /// of it.
990     ///
991     /// This is needed because the visibility source scope of locals within
992     /// a let-statement is weird.
993     ///
994     /// The reason is that we want the local to be *within* the let-statement
995     /// for lint purposes, but we want the local to be *after* the let-statement
996     /// for names-in-scope purposes.
997     ///
998     /// That's it, if we have a let-statement like the one in this
999     /// function:
1000     ///
1001     /// ```
1002     /// fn foo(x: &str) {
1003     ///     #[allow(unused_mut)]
1004     ///     let mut x: u32 = { // <- one unused mut
1005     ///         let mut y: u32 = x.parse().unwrap();
1006     ///         y + 2
1007     ///     };
1008     ///     drop(x);
1009     /// }
1010     /// ```
1011     ///
1012     /// Then, from a lint point of view, the declaration of `x: u32`
1013     /// (and `y: u32`) are within the `#[allow(unused_mut)]` scope - the
1014     /// lint scopes are the same as the AST/HIR nesting.
1015     ///
1016     /// However, from a name lookup point of view, the scopes look more like
1017     /// as if the let-statements were `match` expressions:
1018     ///
1019     /// ```
1020     /// fn foo(x: &str) {
1021     ///     match {
1022     ///         match x.parse::<u32>().unwrap() {
1023     ///             y => y + 2
1024     ///         }
1025     ///     } {
1026     ///         x => drop(x)
1027     ///     };
1028     /// }
1029     /// ```
1030     ///
1031     /// We care about the name-lookup scopes for debuginfo - if the
1032     /// debuginfo instruction pointer is at the call to `x.parse()`, we
1033     /// want `x` to refer to `x: &str`, but if it is at the call to
1034     /// `drop(x)`, we want it to refer to `x: u32`.
1035     ///
1036     /// To allow both uses to work, we need to have more than a single scope
1037     /// for a local. We have the `source_info.scope` represent the "syntactic"
1038     /// lint scope (with a variable being under its let block) while the
1039     /// `var_debug_info.source_info.scope` represents the "local variable"
1040     /// scope (where the "rest" of a block is under all prior let-statements).
1041     ///
1042     /// The end result looks like this:
1043     ///
1044     /// ```text
1045     /// ROOT SCOPE
1046     ///  │{ argument x: &str }
1047     ///  │
1048     ///  │ │{ #[allow(unused_mut)] } // This is actually split into 2 scopes
1049     ///  │ │                         // in practice because I'm lazy.
1050     ///  │ │
1051     ///  │ │← x.source_info.scope
1052     ///  │ │← `x.parse().unwrap()`
1053     ///  │ │
1054     ///  │ │ │← y.source_info.scope
1055     ///  │ │
1056     ///  │ │ │{ let y: u32 }
1057     ///  │ │ │
1058     ///  │ │ │← y.var_debug_info.source_info.scope
1059     ///  │ │ │← `y + 2`
1060     ///  │
1061     ///  │ │{ let x: u32 }
1062     ///  │ │← x.var_debug_info.source_info.scope
1063     ///  │ │← `drop(x)` // This accesses `x: u32`.
1064     /// ```
1065     pub source_info: SourceInfo,
1066 }
1067
1068 // `LocalDecl` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
1069 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
1070 static_assert_size!(LocalDecl<'_>, 56);
1071
1072 /// Extra information about a some locals that's used for diagnostics and for
1073 /// classifying variables into local variables, statics, etc, which is needed e.g.
1074 /// for unsafety checking.
1075 ///
1076 /// Not used for non-StaticRef temporaries, the return place, or anonymous
1077 /// function parameters.
1078 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1079 pub enum LocalInfo<'tcx> {
1080     /// A user-defined local variable or function parameter
1081     ///
1082     /// The `BindingForm` is solely used for local diagnostics when generating
1083     /// warnings/errors when compiling the current crate, and therefore it need
1084     /// not be visible across crates.
1085     User(ClearCrossCrate<BindingForm<'tcx>>),
1086     /// A temporary created that references the static with the given `DefId`.
1087     StaticRef { def_id: DefId, is_thread_local: bool },
1088     /// A temporary created that references the const with the given `DefId`
1089     ConstRef { def_id: DefId },
1090     /// A temporary created during the creation of an aggregate
1091     /// (e.g. a temporary for `foo` in `MyStruct { my_field: foo }`)
1092     AggregateTemp,
1093 }
1094
1095 impl<'tcx> LocalDecl<'tcx> {
1096     /// Returns `true` only if local is a binding that can itself be
1097     /// made mutable via the addition of the `mut` keyword, namely
1098     /// something like the occurrences of `x` in:
1099     /// - `fn foo(x: Type) { ... }`,
1100     /// - `let x = ...`,
1101     /// - or `match ... { C(x) => ... }`
1102     pub fn can_be_made_mutable(&self) -> bool {
1103         matches!(
1104             self.local_info,
1105             Some(box LocalInfo::User(ClearCrossCrate::Set(
1106                 BindingForm::Var(VarBindingForm {
1107                     binding_mode: ty::BindingMode::BindByValue(_),
1108                     opt_ty_info: _,
1109                     opt_match_place: _,
1110                     pat_span: _,
1111                 }) | BindingForm::ImplicitSelf(ImplicitSelfKind::Imm),
1112             )))
1113         )
1114     }
1115
1116     /// Returns `true` if local is definitely not a `ref ident` or
1117     /// `ref mut ident` binding. (Such bindings cannot be made into
1118     /// mutable bindings, but the inverse does not necessarily hold).
1119     pub fn is_nonref_binding(&self) -> bool {
1120         matches!(
1121             self.local_info,
1122             Some(box LocalInfo::User(ClearCrossCrate::Set(
1123                 BindingForm::Var(VarBindingForm {
1124                     binding_mode: ty::BindingMode::BindByValue(_),
1125                     opt_ty_info: _,
1126                     opt_match_place: _,
1127                     pat_span: _,
1128                 }) | BindingForm::ImplicitSelf(_),
1129             )))
1130         )
1131     }
1132
1133     /// Returns `true` if this variable is a named variable or function
1134     /// parameter declared by the user.
1135     #[inline]
1136     pub fn is_user_variable(&self) -> bool {
1137         matches!(self.local_info, Some(box LocalInfo::User(_)))
1138     }
1139
1140     /// Returns `true` if this is a reference to a variable bound in a `match`
1141     /// expression that is used to access said variable for the guard of the
1142     /// match arm.
1143     pub fn is_ref_for_guard(&self) -> bool {
1144         matches!(
1145             self.local_info,
1146             Some(box LocalInfo::User(ClearCrossCrate::Set(BindingForm::RefForGuard)))
1147         )
1148     }
1149
1150     /// Returns `Some` if this is a reference to a static item that is used to
1151     /// access that static.
1152     pub fn is_ref_to_static(&self) -> bool {
1153         matches!(self.local_info, Some(box LocalInfo::StaticRef { .. }))
1154     }
1155
1156     /// Returns `Some` if this is a reference to a thread-local static item that is used to
1157     /// access that static.
1158     pub fn is_ref_to_thread_local(&self) -> bool {
1159         match self.local_info {
1160             Some(box LocalInfo::StaticRef { is_thread_local, .. }) => is_thread_local,
1161             _ => false,
1162         }
1163     }
1164
1165     /// Returns `true` is the local is from a compiler desugaring, e.g.,
1166     /// `__next` from a `for` loop.
1167     #[inline]
1168     pub fn from_compiler_desugaring(&self) -> bool {
1169         self.source_info.span.desugaring_kind().is_some()
1170     }
1171
1172     /// Creates a new `LocalDecl` for a temporary: mutable, non-internal.
1173     #[inline]
1174     pub fn new(ty: Ty<'tcx>, span: Span) -> Self {
1175         Self::with_source_info(ty, SourceInfo::outermost(span))
1176     }
1177
1178     /// Like `LocalDecl::new`, but takes a `SourceInfo` instead of a `Span`.
1179     #[inline]
1180     pub fn with_source_info(ty: Ty<'tcx>, source_info: SourceInfo) -> Self {
1181         LocalDecl {
1182             mutability: Mutability::Mut,
1183             local_info: None,
1184             internal: false,
1185             is_block_tail: None,
1186             ty,
1187             user_ty: None,
1188             source_info,
1189         }
1190     }
1191
1192     /// Converts `self` into same `LocalDecl` except tagged as internal.
1193     #[inline]
1194     pub fn internal(mut self) -> Self {
1195         self.internal = true;
1196         self
1197     }
1198
1199     /// Converts `self` into same `LocalDecl` except tagged as immutable.
1200     #[inline]
1201     pub fn immutable(mut self) -> Self {
1202         self.mutability = Mutability::Not;
1203         self
1204     }
1205
1206     /// Converts `self` into same `LocalDecl` except tagged as internal temporary.
1207     #[inline]
1208     pub fn block_tail(mut self, info: BlockTailInfo) -> Self {
1209         assert!(self.is_block_tail.is_none());
1210         self.is_block_tail = Some(info);
1211         self
1212     }
1213 }
1214
1215 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1216 pub enum VarDebugInfoContents<'tcx> {
1217     /// NOTE(eddyb) There's an unenforced invariant that this `Place` is
1218     /// based on a `Local`, not a `Static`, and contains no indexing.
1219     Place(Place<'tcx>),
1220     Const(Constant<'tcx>),
1221 }
1222
1223 impl<'tcx> Debug for VarDebugInfoContents<'tcx> {
1224     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1225         match self {
1226             VarDebugInfoContents::Const(c) => write!(fmt, "{}", c),
1227             VarDebugInfoContents::Place(p) => write!(fmt, "{:?}", p),
1228         }
1229     }
1230 }
1231
1232 /// Debug information pertaining to a user variable.
1233 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1234 pub struct VarDebugInfo<'tcx> {
1235     pub name: Symbol,
1236
1237     /// Source info of the user variable, including the scope
1238     /// within which the variable is visible (to debuginfo)
1239     /// (see `LocalDecl`'s `source_info` field for more details).
1240     pub source_info: SourceInfo,
1241
1242     /// Where the data for this user variable is to be found.
1243     pub value: VarDebugInfoContents<'tcx>,
1244 }
1245
1246 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1247 // BasicBlock
1248
1249 rustc_index::newtype_index! {
1250     /// A node in the MIR [control-flow graph][CFG].
1251     ///
1252     /// There are no branches (e.g., `if`s, function calls, etc.) within a basic block, which makes
1253     /// it easier to do [data-flow analyses] and optimizations. Instead, branches are represented
1254     /// as an edge in a graph between basic blocks.
1255     ///
1256     /// Basic blocks consist of a series of [statements][Statement], ending with a
1257     /// [terminator][Terminator]. Basic blocks can have multiple predecessors and successors,
1258     /// however there is a MIR pass ([`CriticalCallEdges`]) that removes *critical edges*, which
1259     /// are edges that go from a multi-successor node to a multi-predecessor node. This pass is
1260     /// needed because some analyses require that there are no critical edges in the CFG.
1261     ///
1262     /// Note that this type is just an index into [`Body.basic_blocks`](Body::basic_blocks);
1263     /// the actual data that a basic block holds is in [`BasicBlockData`].
1264     ///
1265     /// Read more about basic blocks in the [rustc-dev-guide][guide-mir].
1266     ///
1267     /// [CFG]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/appendix/background.html#cfg
1268     /// [data-flow analyses]:
1269     ///     https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/appendix/background.html#what-is-a-dataflow-analysis
1270     /// [`CriticalCallEdges`]: ../../rustc_const_eval/transform/add_call_guards/enum.AddCallGuards.html#variant.CriticalCallEdges
1271     /// [guide-mir]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/mir/
1272     pub struct BasicBlock {
1273         derive [HashStable]
1274         DEBUG_FORMAT = "bb{}",
1275         const START_BLOCK = 0,
1276     }
1277 }
1278
1279 impl BasicBlock {
1280     pub fn start_location(self) -> Location {
1281         Location { block: self, statement_index: 0 }
1282     }
1283 }
1284
1285 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1286 // BasicBlockData and Terminator
1287
1288 /// See [`BasicBlock`] for documentation on what basic blocks are at a high level.
1289 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1290 pub struct BasicBlockData<'tcx> {
1291     /// List of statements in this block.
1292     pub statements: Vec<Statement<'tcx>>,
1293
1294     /// Terminator for this block.
1295     ///
1296     /// N.B., this should generally ONLY be `None` during construction.
1297     /// Therefore, you should generally access it via the
1298     /// `terminator()` or `terminator_mut()` methods. The only
1299     /// exception is that certain passes, such as `simplify_cfg`, swap
1300     /// out the terminator temporarily with `None` while they continue
1301     /// to recurse over the set of basic blocks.
1302     pub terminator: Option<Terminator<'tcx>>,
1303
1304     /// If true, this block lies on an unwind path. This is used
1305     /// during codegen where distinct kinds of basic blocks may be
1306     /// generated (particularly for MSVC cleanup). Unwind blocks must
1307     /// only branch to other unwind blocks.
1308     pub is_cleanup: bool,
1309 }
1310
1311 /// Information about an assertion failure.
1312 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable, PartialEq, PartialOrd)]
1313 pub enum AssertKind<O> {
1314     BoundsCheck { len: O, index: O },
1315     Overflow(BinOp, O, O),
1316     OverflowNeg(O),
1317     DivisionByZero(O),
1318     RemainderByZero(O),
1319     ResumedAfterReturn(GeneratorKind),
1320     ResumedAfterPanic(GeneratorKind),
1321 }
1322
1323 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable, TypeFoldable)]
1324 pub enum InlineAsmOperand<'tcx> {
1325     In {
1326         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
1327         value: Operand<'tcx>,
1328     },
1329     Out {
1330         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
1331         late: bool,
1332         place: Option<Place<'tcx>>,
1333     },
1334     InOut {
1335         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
1336         late: bool,
1337         in_value: Operand<'tcx>,
1338         out_place: Option<Place<'tcx>>,
1339     },
1340     Const {
1341         value: Box<Constant<'tcx>>,
1342     },
1343     SymFn {
1344         value: Box<Constant<'tcx>>,
1345     },
1346     SymStatic {
1347         def_id: DefId,
1348     },
1349 }
1350
1351 /// Type for MIR `Assert` terminator error messages.
1352 pub type AssertMessage<'tcx> = AssertKind<Operand<'tcx>>;
1353
1354 // FIXME: Change `Successors` to `impl Iterator<Item = BasicBlock>`.
1355 #[allow(rustc::pass_by_value)]
1356 pub type Successors<'a> =
1357     iter::Chain<option::IntoIter<&'a BasicBlock>, slice::Iter<'a, BasicBlock>>;
1358 pub type SuccessorsMut<'a> =
1359     iter::Chain<option::IntoIter<&'a mut BasicBlock>, slice::IterMut<'a, BasicBlock>>;
1360
1361 impl<'tcx> BasicBlockData<'tcx> {
1362     pub fn new(terminator: Option<Terminator<'tcx>>) -> BasicBlockData<'tcx> {
1363         BasicBlockData { statements: vec![], terminator, is_cleanup: false }
1364     }
1365
1366     /// Accessor for terminator.
1367     ///
1368     /// Terminator may not be None after construction of the basic block is complete. This accessor
1369     /// provides a convenience way to reach the terminator.
1370     #[inline]
1371     pub fn terminator(&self) -> &Terminator<'tcx> {
1372         self.terminator.as_ref().expect("invalid terminator state")
1373     }
1374
1375     #[inline]
1376     pub fn terminator_mut(&mut self) -> &mut Terminator<'tcx> {
1377         self.terminator.as_mut().expect("invalid terminator state")
1378     }
1379
1380     pub fn retain_statements<F>(&mut self, mut f: F)
1381     where
1382         F: FnMut(&mut Statement<'_>) -> bool,
1383     {
1384         for s in &mut self.statements {
1385             if !f(s) {
1386                 s.make_nop();
1387             }
1388         }
1389     }
1390
1391     pub fn expand_statements<F, I>(&mut self, mut f: F)
1392     where
1393         F: FnMut(&mut Statement<'tcx>) -> Option<I>,
1394         I: iter::TrustedLen<Item = Statement<'tcx>>,
1395     {
1396         // Gather all the iterators we'll need to splice in, and their positions.
1397         let mut splices: Vec<(usize, I)> = vec![];
1398         let mut extra_stmts = 0;
1399         for (i, s) in self.statements.iter_mut().enumerate() {
1400             if let Some(mut new_stmts) = f(s) {
1401                 if let Some(first) = new_stmts.next() {
1402                     // We can already store the first new statement.
1403                     *s = first;
1404
1405                     // Save the other statements for optimized splicing.
1406                     let remaining = new_stmts.size_hint().0;
1407                     if remaining > 0 {
1408                         splices.push((i + 1 + extra_stmts, new_stmts));
1409                         extra_stmts += remaining;
1410                     }
1411                 } else {
1412                     s.make_nop();
1413                 }
1414             }
1415         }
1416
1417         // Splice in the new statements, from the end of the block.
1418         // FIXME(eddyb) This could be more efficient with a "gap buffer"
1419         // where a range of elements ("gap") is left uninitialized, with
1420         // splicing adding new elements to the end of that gap and moving
1421         // existing elements from before the gap to the end of the gap.
1422         // For now, this is safe code, emulating a gap but initializing it.
1423         let mut gap = self.statements.len()..self.statements.len() + extra_stmts;
1424         self.statements.resize(
1425             gap.end,
1426             Statement { source_info: SourceInfo::outermost(DUMMY_SP), kind: StatementKind::Nop },
1427         );
1428         for (splice_start, new_stmts) in splices.into_iter().rev() {
1429             let splice_end = splice_start + new_stmts.size_hint().0;
1430             while gap.end > splice_end {
1431                 gap.start -= 1;
1432                 gap.end -= 1;
1433                 self.statements.swap(gap.start, gap.end);
1434             }
1435             self.statements.splice(splice_start..splice_end, new_stmts);
1436             gap.end = splice_start;
1437         }
1438     }
1439
1440     pub fn visitable(&self, index: usize) -> &dyn MirVisitable<'tcx> {
1441         if index < self.statements.len() { &self.statements[index] } else { &self.terminator }
1442     }
1443 }
1444
1445 impl<O> AssertKind<O> {
1446     /// Getting a description does not require `O` to be printable, and does not
1447     /// require allocation.
1448     /// The caller is expected to handle `BoundsCheck` separately.
1449     pub fn description(&self) -> &'static str {
1450         use AssertKind::*;
1451         match self {
1452             Overflow(BinOp::Add, _, _) => "attempt to add with overflow",
1453             Overflow(BinOp::Sub, _, _) => "attempt to subtract with overflow",
1454             Overflow(BinOp::Mul, _, _) => "attempt to multiply with overflow",
1455             Overflow(BinOp::Div, _, _) => "attempt to divide with overflow",
1456             Overflow(BinOp::Rem, _, _) => "attempt to calculate the remainder with overflow",
1457             OverflowNeg(_) => "attempt to negate with overflow",
1458             Overflow(BinOp::Shr, _, _) => "attempt to shift right with overflow",
1459             Overflow(BinOp::Shl, _, _) => "attempt to shift left with overflow",
1460             Overflow(op, _, _) => bug!("{:?} cannot overflow", op),
1461             DivisionByZero(_) => "attempt to divide by zero",
1462             RemainderByZero(_) => "attempt to calculate the remainder with a divisor of zero",
1463             ResumedAfterReturn(GeneratorKind::Gen) => "generator resumed after completion",
1464             ResumedAfterReturn(GeneratorKind::Async(_)) => "`async fn` resumed after completion",
1465             ResumedAfterPanic(GeneratorKind::Gen) => "generator resumed after panicking",
1466             ResumedAfterPanic(GeneratorKind::Async(_)) => "`async fn` resumed after panicking",
1467             BoundsCheck { .. } => bug!("Unexpected AssertKind"),
1468         }
1469     }
1470
1471     /// Format the message arguments for the `assert(cond, msg..)` terminator in MIR printing.
1472     pub fn fmt_assert_args<W: Write>(&self, f: &mut W) -> fmt::Result
1473     where
1474         O: Debug,
1475     {
1476         use AssertKind::*;
1477         match self {
1478             BoundsCheck { ref len, ref index } => write!(
1479                 f,
1480                 "\"index out of bounds: the length is {{}} but the index is {{}}\", {:?}, {:?}",
1481                 len, index
1482             ),
1483
1484             OverflowNeg(op) => {
1485                 write!(f, "\"attempt to negate `{{}}`, which would overflow\", {:?}", op)
1486             }
1487             DivisionByZero(op) => write!(f, "\"attempt to divide `{{}}` by zero\", {:?}", op),
1488             RemainderByZero(op) => write!(
1489                 f,
1490                 "\"attempt to calculate the remainder of `{{}}` with a divisor of zero\", {:?}",
1491                 op
1492             ),
1493             Overflow(BinOp::Add, l, r) => write!(
1494                 f,
1495                 "\"attempt to compute `{{}} + {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1496                 l, r
1497             ),
1498             Overflow(BinOp::Sub, l, r) => write!(
1499                 f,
1500                 "\"attempt to compute `{{}} - {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1501                 l, r
1502             ),
1503             Overflow(BinOp::Mul, l, r) => write!(
1504                 f,
1505                 "\"attempt to compute `{{}} * {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1506                 l, r
1507             ),
1508             Overflow(BinOp::Div, l, r) => write!(
1509                 f,
1510                 "\"attempt to compute `{{}} / {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1511                 l, r
1512             ),
1513             Overflow(BinOp::Rem, l, r) => write!(
1514                 f,
1515                 "\"attempt to compute the remainder of `{{}} % {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1516                 l, r
1517             ),
1518             Overflow(BinOp::Shr, _, r) => {
1519                 write!(f, "\"attempt to shift right by `{{}}`, which would overflow\", {:?}", r)
1520             }
1521             Overflow(BinOp::Shl, _, r) => {
1522                 write!(f, "\"attempt to shift left by `{{}}`, which would overflow\", {:?}", r)
1523             }
1524             _ => write!(f, "\"{}\"", self.description()),
1525         }
1526     }
1527 }
1528
1529 impl<O: fmt::Debug> fmt::Debug for AssertKind<O> {
1530     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1531         use AssertKind::*;
1532         match self {
1533             BoundsCheck { ref len, ref index } => write!(
1534                 f,
1535                 "index out of bounds: the length is {:?} but the index is {:?}",
1536                 len, index
1537             ),
1538             OverflowNeg(op) => write!(f, "attempt to negate `{:#?}`, which would overflow", op),
1539             DivisionByZero(op) => write!(f, "attempt to divide `{:#?}` by zero", op),
1540             RemainderByZero(op) => write!(
1541                 f,
1542                 "attempt to calculate the remainder of `{:#?}` with a divisor of zero",
1543                 op
1544             ),
1545             Overflow(BinOp::Add, l, r) => {
1546                 write!(f, "attempt to compute `{:#?} + {:#?}`, which would overflow", l, r)
1547             }
1548             Overflow(BinOp::Sub, l, r) => {
1549                 write!(f, "attempt to compute `{:#?} - {:#?}`, which would overflow", l, r)
1550             }
1551             Overflow(BinOp::Mul, l, r) => {
1552                 write!(f, "attempt to compute `{:#?} * {:#?}`, which would overflow", l, r)
1553             }
1554             Overflow(BinOp::Div, l, r) => {
1555                 write!(f, "attempt to compute `{:#?} / {:#?}`, which would overflow", l, r)
1556             }
1557             Overflow(BinOp::Rem, l, r) => write!(
1558                 f,
1559                 "attempt to compute the remainder of `{:#?} % {:#?}`, which would overflow",
1560                 l, r
1561             ),
1562             Overflow(BinOp::Shr, _, r) => {
1563                 write!(f, "attempt to shift right by `{:#?}`, which would overflow", r)
1564             }
1565             Overflow(BinOp::Shl, _, r) => {
1566                 write!(f, "attempt to shift left by `{:#?}`, which would overflow", r)
1567             }
1568             _ => write!(f, "{}", self.description()),
1569         }
1570     }
1571 }
1572
1573 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1574 // Statements
1575
1576 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1577 pub struct Statement<'tcx> {
1578     pub source_info: SourceInfo,
1579     pub kind: StatementKind<'tcx>,
1580 }
1581
1582 // `Statement` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
1583 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
1584 static_assert_size!(Statement<'_>, 32);
1585
1586 impl Statement<'_> {
1587     /// Changes a statement to a nop. This is both faster than deleting instructions and avoids
1588     /// invalidating statement indices in `Location`s.
1589     pub fn make_nop(&mut self) {
1590         self.kind = StatementKind::Nop
1591     }
1592
1593     /// Changes a statement to a nop and returns the original statement.
1594     #[must_use = "If you don't need the statement, use `make_nop` instead"]
1595     pub fn replace_nop(&mut self) -> Self {
1596         Statement {
1597             source_info: self.source_info,
1598             kind: mem::replace(&mut self.kind, StatementKind::Nop),
1599         }
1600     }
1601 }
1602
1603 /// The various kinds of statements that can appear in MIR.
1604 ///
1605 /// Not all of these are allowed at every [`MirPhase`]. Check the documentation there to see which
1606 /// ones you do not have to worry about. The MIR validator will generally enforce such restrictions,
1607 /// causing an ICE if they are violated.
1608 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable, TypeFoldable)]
1609 pub enum StatementKind<'tcx> {
1610     /// Assign statements roughly correspond to an assignment in Rust proper (`x = ...`) except
1611     /// without the possibility of dropping the previous value (that must be done separately, if at
1612     /// all). The *exact* way this works is undecided. It probably does something like evaluating
1613     /// the LHS to a place and the RHS to a value, and then storing the value to the place. Various
1614     /// parts of this may do type specific things that are more complicated than simply copying
1615     /// bytes.
1616     ///
1617     /// **Needs clarification**: The implication of the above idea would be that assignment implies
1618     /// that the resulting value is initialized. I believe we could commit to this separately from
1619     /// committing to whatever part of the memory model we would need to decide on to make the above
1620     /// paragragh precise. Do we want to?
1621     ///
1622     /// Assignments in which the types of the place and rvalue differ are not well-formed.
1623     ///
1624     /// **Needs clarification**: Do we ever want to worry about non-free (in the body) lifetimes for
1625     /// the typing requirement in post drop-elaboration MIR? I think probably not - I'm not sure we
1626     /// could meaningfully require this anyway. How about free lifetimes? Is ignoring this
1627     /// interesting for optimizations? Do we want to allow such optimizations?
1628     ///
1629     /// **Needs clarification**: We currently require that the LHS place not overlap with any place
1630     /// read as part of computation of the RHS for some rvalues (generally those not producing
1631     /// primitives). This requirement is under discussion in [#68364]. As a part of this discussion,
1632     /// it is also unclear in what order the components are evaluated.
1633     ///
1634     /// [#68364]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/68364
1635     ///
1636     /// See [`Rvalue`] documentation for details on each of those.
1637     Assign(Box<(Place<'tcx>, Rvalue<'tcx>)>),
1638
1639     /// This represents all the reading that a pattern match may do (e.g., inspecting constants and
1640     /// discriminant values), and the kind of pattern it comes from. This is in order to adapt
1641     /// potential error messages to these specific patterns.
1642     ///
1643     /// Note that this also is emitted for regular `let` bindings to ensure that locals that are
1644     /// never accessed still get some sanity checks for, e.g., `let x: ! = ..;`
1645     ///
1646     /// When executed at runtime this is a nop.
1647     ///
1648     /// Disallowed after drop elaboration.
1649     FakeRead(Box<(FakeReadCause, Place<'tcx>)>),
1650
1651     /// Write the discriminant for a variant to the enum Place.
1652     ///
1653     /// This is permitted for both generators and ADTs. This does not necessarily write to the
1654     /// entire place; instead, it writes to the minimum set of bytes as required by the layout for
1655     /// the type.
1656     SetDiscriminant { place: Box<Place<'tcx>>, variant_index: VariantIdx },
1657
1658     /// Deinitializes the place.
1659     ///
1660     /// This writes `uninit` bytes to the entire place.
1661     Deinit(Box<Place<'tcx>>),
1662
1663     /// `StorageLive` and `StorageDead` statements mark the live range of a local.
1664     ///
1665     /// Using a local before a `StorageLive` or after a `StorageDead` is not well-formed. These
1666     /// statements are not required. If the entire MIR body contains no `StorageLive`/`StorageDead`
1667     /// statements for a particular local, the local is always considered live.
1668     ///
1669     /// More precisely, the MIR validator currently does a `MaybeStorageLiveLocals` analysis to
1670     /// check validity of each use of a local. I believe this is equivalent to requiring for every
1671     /// use of a local, there exist at least one path from the root to that use that contains a
1672     /// `StorageLive` more recently than a `StorageDead`.
1673     ///
1674     /// **Needs clarification**: Is it permitted to have two `StorageLive`s without an intervening
1675     /// `StorageDead`? Two `StorageDead`s without an intervening `StorageLive`? LLVM says poison,
1676     /// yes. If the answer to any of these is "no," is breaking that rule UB or is it an error to
1677     /// have a path in the CFG that might do this?
1678     StorageLive(Local),
1679
1680     /// See `StorageLive` above.
1681     StorageDead(Local),
1682
1683     /// Retag references in the given place, ensuring they got fresh tags.
1684     ///
1685     /// This is part of the Stacked Borrows model. These statements are currently only interpreted
1686     /// by miri and only generated when `-Z mir-emit-retag` is passed. See
1687     /// <https://internals.rust-lang.org/t/stacked-borrows-an-aliasing-model-for-rust/8153/> for
1688     /// more details.
1689     ///
1690     /// For code that is not specific to stacked borrows, you should consider retags to read
1691     /// and modify the place in an opaque way.
1692     Retag(RetagKind, Box<Place<'tcx>>),
1693
1694     /// Encodes a user's type ascription. These need to be preserved
1695     /// intact so that NLL can respect them. For example:
1696     /// ```ignore (illustrative)
1697     /// let a: T = y;
1698     /// ```
1699     /// The effect of this annotation is to relate the type `T_y` of the place `y`
1700     /// to the user-given type `T`. The effect depends on the specified variance:
1701     ///
1702     /// - `Covariant` -- requires that `T_y <: T`
1703     /// - `Contravariant` -- requires that `T_y :> T`
1704     /// - `Invariant` -- requires that `T_y == T`
1705     /// - `Bivariant` -- no effect
1706     ///
1707     /// When executed at runtime this is a nop.
1708     ///
1709     /// Disallowed after drop elaboration.
1710     AscribeUserType(Box<(Place<'tcx>, UserTypeProjection)>, ty::Variance),
1711
1712     /// Marks the start of a "coverage region", injected with '-Cinstrument-coverage'. A
1713     /// `Coverage` statement carries metadata about the coverage region, used to inject a coverage
1714     /// map into the binary. If `Coverage::kind` is a `Counter`, the statement also generates
1715     /// executable code, to increment a counter variable at runtime, each time the code region is
1716     /// executed.
1717     Coverage(Box<Coverage>),
1718
1719     /// Denotes a call to the intrinsic function `copy_nonoverlapping`.
1720     ///
1721     /// First, all three operands are evaluated. `src` and `dest` must each be a reference, pointer,
1722     /// or `Box` pointing to the same type `T`. `count` must evaluate to a `usize`. Then, `src` and
1723     /// `dest` are dereferenced, and `count * size_of::<T>()` bytes beginning with the first byte of
1724     /// the `src` place are copied to the continguous range of bytes beginning with the first byte
1725     /// of `dest`.
1726     ///
1727     /// **Needs clarification**: In what order are operands computed and dereferenced? It should
1728     /// probably match the order for assignment, but that is also undecided.
1729     ///
1730     /// **Needs clarification**: Is this typed or not, ie is there a typed load and store involved?
1731     /// I vaguely remember Ralf saying somewhere that he thought it should not be.
1732     CopyNonOverlapping(Box<CopyNonOverlapping<'tcx>>),
1733
1734     /// No-op. Useful for deleting instructions without affecting statement indices.
1735     Nop,
1736 }
1737
1738 impl<'tcx> StatementKind<'tcx> {
1739     pub fn as_assign_mut(&mut self) -> Option<&mut (Place<'tcx>, Rvalue<'tcx>)> {
1740         match self {
1741             StatementKind::Assign(x) => Some(x),
1742             _ => None,
1743         }
1744     }
1745
1746     pub fn as_assign(&self) -> Option<&(Place<'tcx>, Rvalue<'tcx>)> {
1747         match self {
1748             StatementKind::Assign(x) => Some(x),
1749             _ => None,
1750         }
1751     }
1752 }
1753
1754 /// Describes what kind of retag is to be performed.
1755 #[derive(Copy, Clone, TyEncodable, TyDecodable, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1756 pub enum RetagKind {
1757     /// The initial retag when entering a function.
1758     FnEntry,
1759     /// Retag preparing for a two-phase borrow.
1760     TwoPhase,
1761     /// Retagging raw pointers.
1762     Raw,
1763     /// A "normal" retag.
1764     Default,
1765 }
1766
1767 /// The `FakeReadCause` describes the type of pattern why a FakeRead statement exists.
1768 #[derive(Copy, Clone, TyEncodable, TyDecodable, Debug, Hash, HashStable, PartialEq)]
1769 pub enum FakeReadCause {
1770     /// Inject a fake read of the borrowed input at the end of each guards
1771     /// code.
1772     ///
1773     /// This should ensure that you cannot change the variant for an enum while
1774     /// you are in the midst of matching on it.
1775     ForMatchGuard,
1776
1777     /// `let x: !; match x {}` doesn't generate any read of x so we need to
1778     /// generate a read of x to check that it is initialized and safe.
1779     ///
1780     /// If a closure pattern matches a Place starting with an Upvar, then we introduce a
1781     /// FakeRead for that Place outside the closure, in such a case this option would be
1782     /// Some(closure_def_id).
1783     /// Otherwise, the value of the optional DefId will be None.
1784     ForMatchedPlace(Option<DefId>),
1785
1786     /// A fake read of the RefWithinGuard version of a bind-by-value variable
1787     /// in a match guard to ensure that its value hasn't change by the time
1788     /// we create the OutsideGuard version.
1789     ForGuardBinding,
1790
1791     /// Officially, the semantics of
1792     ///
1793     /// `let pattern = <expr>;`
1794     ///
1795     /// is that `<expr>` is evaluated into a temporary and then this temporary is
1796     /// into the pattern.
1797     ///
1798     /// However, if we see the simple pattern `let var = <expr>`, we optimize this to
1799     /// evaluate `<expr>` directly into the variable `var`. This is mostly unobservable,
1800     /// but in some cases it can affect the borrow checker, as in #53695.
1801     /// Therefore, we insert a "fake read" here to ensure that we get
1802     /// appropriate errors.
1803     ///
1804     /// If a closure pattern matches a Place starting with an Upvar, then we introduce a
1805     /// FakeRead for that Place outside the closure, in such a case this option would be
1806     /// Some(closure_def_id).
1807     /// Otherwise, the value of the optional DefId will be None.
1808     ForLet(Option<DefId>),
1809
1810     /// If we have an index expression like
1811     ///
1812     /// (*x)[1][{ x = y; 4}]
1813     ///
1814     /// then the first bounds check is invalidated when we evaluate the second
1815     /// index expression. Thus we create a fake borrow of `x` across the second
1816     /// indexer, which will cause a borrow check error.
1817     ForIndex,
1818 }
1819
1820 impl Debug for Statement<'_> {
1821     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1822         use self::StatementKind::*;
1823         match self.kind {
1824             Assign(box (ref place, ref rv)) => write!(fmt, "{:?} = {:?}", place, rv),
1825             FakeRead(box (ref cause, ref place)) => {
1826                 write!(fmt, "FakeRead({:?}, {:?})", cause, place)
1827             }
1828             Retag(ref kind, ref place) => write!(
1829                 fmt,
1830                 "Retag({}{:?})",
1831                 match kind {
1832                     RetagKind::FnEntry => "[fn entry] ",
1833                     RetagKind::TwoPhase => "[2phase] ",
1834                     RetagKind::Raw => "[raw] ",
1835                     RetagKind::Default => "",
1836                 },
1837                 place,
1838             ),
1839             StorageLive(ref place) => write!(fmt, "StorageLive({:?})", place),
1840             StorageDead(ref place) => write!(fmt, "StorageDead({:?})", place),
1841             SetDiscriminant { ref place, variant_index } => {
1842                 write!(fmt, "discriminant({:?}) = {:?}", place, variant_index)
1843             }
1844             Deinit(ref place) => write!(fmt, "Deinit({:?})", place),
1845             AscribeUserType(box (ref place, ref c_ty), ref variance) => {
1846                 write!(fmt, "AscribeUserType({:?}, {:?}, {:?})", place, variance, c_ty)
1847             }
1848             Coverage(box self::Coverage { ref kind, code_region: Some(ref rgn) }) => {
1849                 write!(fmt, "Coverage::{:?} for {:?}", kind, rgn)
1850             }
1851             Coverage(box ref coverage) => write!(fmt, "Coverage::{:?}", coverage.kind),
1852             CopyNonOverlapping(box crate::mir::CopyNonOverlapping {
1853                 ref src,
1854                 ref dst,
1855                 ref count,
1856             }) => {
1857                 write!(fmt, "copy_nonoverlapping(src={:?}, dst={:?}, count={:?})", src, dst, count)
1858             }
1859             Nop => write!(fmt, "nop"),
1860         }
1861     }
1862 }
1863
1864 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable, TypeFoldable)]
1865 pub struct Coverage {
1866     pub kind: CoverageKind,
1867     pub code_region: Option<CodeRegion>,
1868 }
1869
1870 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable, TypeFoldable)]
1871 pub struct CopyNonOverlapping<'tcx> {
1872     pub src: Operand<'tcx>,
1873     pub dst: Operand<'tcx>,
1874     /// Number of elements to copy from src to dest, not bytes.
1875     pub count: Operand<'tcx>,
1876 }
1877
1878 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1879 // Places
1880
1881 /// Places roughly correspond to a "location in memory." Places in MIR are the same mathematical
1882 /// object as places in Rust. This of course means that what exactly they are is undecided and part
1883 /// of the Rust memory model. However, they will likely contain at least the following pieces of
1884 /// information in some form:
1885 ///
1886 ///  1. The address in memory that the place refers to.
1887 ///  2. The provenance with which the place is being accessed.
1888 ///  3. The type of the place and an optional variant index. See [`PlaceTy`][tcx::PlaceTy].
1889 ///  4. Optionally, some metadata. This exists if and only if the type of the place is not `Sized`.
1890 ///
1891 /// We'll give a description below of how all pieces of the place except for the provenance are
1892 /// calculated. We cannot give a description of the provenance, because that is part of the
1893 /// undecided aliasing model - we only include it here at all to acknowledge its existence.
1894 ///
1895 /// Each local naturally corresponds to the place `Place { local, projection: [] }`. This place has
1896 /// the address of the local's allocation and the type of the local.
1897 ///
1898 /// **Needs clarification:** Unsized locals seem to present a bit of an issue. Their allocation
1899 /// can't actually be created on `StorageLive`, because it's unclear how big to make the allocation.
1900 /// Furthermore, MIR produces assignments to unsized locals, although that is not permitted under
1901 /// `#![feature(unsized_locals)]` in Rust. Besides just putting "unsized locals are special and
1902 /// different" in a bunch of places, I (JakobDegen) don't know how to incorporate this behavior into
1903 /// the current MIR semantics in a clean way - possibly this needs some design work first.
1904 ///
1905 /// For places that are not locals, ie they have a non-empty list of projections, we define the
1906 /// values as a function of the parent place, that is the place with its last [`ProjectionElem`]
1907 /// stripped. The way this is computed of course depends on the kind of that last projection
1908 /// element:
1909 ///
1910 ///  - [`Downcast`](ProjectionElem::Downcast): This projection sets the place's variant index to the
1911 ///    given one, and makes no other changes. A `Downcast` projection on a place with its variant
1912 ///    index already set is not well-formed.
1913 ///  - [`Field`](ProjectionElem::Field): `Field` projections take their parent place and create a
1914 ///    place referring to one of the fields of the type. The resulting address is the parent
1915 ///    address, plus the offset of the field. The type becomes the type of the field. If the parent
1916 ///    was unsized and so had metadata associated with it, then the metadata is retained if the
1917 ///    field is unsized and thrown out if it is sized.
1918 ///
1919 ///    These projections are only legal for tuples, ADTs, closures, and generators. If the ADT or
1920 ///    generator has more than one variant, the parent place's variant index must be set, indicating
1921 ///    which variant is being used. If it has just one variant, the variant index may or may not be
1922 ///    included - the single possible variant is inferred if it is not included.
1923 ///  - [`ConstantIndex`](ProjectionElem::ConstantIndex): Computes an offset in units of `T` into the
1924 ///    place as described in the documentation for the `ProjectionElem`. The resulting address is
1925 ///    the parent's address plus that offset, and the type is `T`. This is only legal if the parent
1926 ///    place has type `[T;  N]` or `[T]` (*not* `&[T]`). Since such a `T` is always sized, any
1927 ///    resulting metadata is thrown out.
1928 ///  - [`Subslice`](ProjectionElem::Subslice): This projection calculates an offset and a new
1929 ///    address in a similar manner as `ConstantIndex`. It is also only legal on `[T; N]` and `[T]`.
1930 ///    However, this yields a `Place` of type `[T]`, and additionally sets the metadata to be the
1931 ///    length of the subslice.
1932 ///  - [`Index`](ProjectionElem::Index): Like `ConstantIndex`, only legal on `[T; N]` or `[T]`.
1933 ///    However, `Index` additionally takes a local from which the value of the index is computed at
1934 ///    runtime. Computing the value of the index involves interpreting the `Local` as a
1935 ///    `Place { local, projection: [] }`, and then computing its value as if done via
1936 ///    [`Operand::Copy`]. The array/slice is then indexed with the resulting value. The local must
1937 ///    have type `usize`.
1938 ///  - [`Deref`](ProjectionElem::Deref): Derefs are the last type of projection, and the most
1939 ///    complicated. They are only legal on parent places that are references, pointers, or `Box`. A
1940 ///    `Deref` projection begins by loading a value from the parent place, as if by
1941 ///    [`Operand::Copy`]. It then dereferences the resulting pointer, creating a place of the
1942 ///    pointee's type. The resulting address is the address that was stored in the pointer. If the
1943 ///    pointee type is unsized, the pointer additionally stored the value of the metadata.
1944 ///
1945 /// Computing a place may cause UB. One possibility is that the pointer used for a `Deref` may not
1946 /// be suitably aligned. Another possibility is that the place is not in bounds, meaning it does not
1947 /// point to an actual allocation.
1948 ///
1949 /// However, if this is actually UB and when the UB kicks in is undecided. This is being discussed
1950 /// in [UCG#319]. The options include that every place must obey those rules, that only some places
1951 /// must obey them, or that places impose no rules of their own.
1952 ///
1953 /// [UCG#319]: https://github.com/rust-lang/unsafe-code-guidelines/issues/319
1954 ///
1955 /// Rust currently requires that every place obey those two rules. This is checked by MIRI and taken
1956 /// advantage of by codegen (via `gep inbounds`). That is possibly subject to change.
1957 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, HashStable)]
1958 pub struct Place<'tcx> {
1959     pub local: Local,
1960
1961     /// projection out of a place (access a field, deref a pointer, etc)
1962     pub projection: &'tcx List<PlaceElem<'tcx>>,
1963 }
1964
1965 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
1966 static_assert_size!(Place<'_>, 16);
1967
1968 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
1969 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1970 pub enum ProjectionElem<V, T> {
1971     Deref,
1972     Field(Field, T),
1973     /// Index into a slice/array.
1974     ///
1975     /// Note that this does not also dereference, and so it does not exactly correspond to slice
1976     /// indexing in Rust. In other words, in the below Rust code:
1977     ///
1978     /// ```rust
1979     /// let x = &[1, 2, 3, 4];
1980     /// let i = 2;
1981     /// x[i];
1982     /// ```
1983     ///
1984     /// The `x[i]` is turned into a `Deref` followed by an `Index`, not just an `Index`. The same
1985     /// thing is true of the `ConstantIndex` and `Subslice` projections below.
1986     Index(V),
1987
1988     /// These indices are generated by slice patterns. Easiest to explain
1989     /// by example:
1990     ///
1991     /// ```ignore (illustrative)
1992     /// [X, _, .._, _, _] => { offset: 0, min_length: 4, from_end: false },
1993     /// [_, X, .._, _, _] => { offset: 1, min_length: 4, from_end: false },
1994     /// [_, _, .._, X, _] => { offset: 2, min_length: 4, from_end: true },
1995     /// [_, _, .._, _, X] => { offset: 1, min_length: 4, from_end: true },
1996     /// ```
1997     ConstantIndex {
1998         /// index or -index (in Python terms), depending on from_end
1999         offset: u64,
2000         /// The thing being indexed must be at least this long. For arrays this
2001         /// is always the exact length.
2002         min_length: u64,
2003         /// Counting backwards from end? This is always false when indexing an
2004         /// array.
2005         from_end: bool,
2006     },
2007
2008     /// These indices are generated by slice patterns.
2009     ///
2010     /// If `from_end` is true `slice[from..slice.len() - to]`.
2011     /// Otherwise `array[from..to]`.
2012     Subslice {
2013         from: u64,
2014         to: u64,
2015         /// Whether `to` counts from the start or end of the array/slice.
2016         /// For `PlaceElem`s this is `true` if and only if the base is a slice.
2017         /// For `ProjectionKind`, this can also be `true` for arrays.
2018         from_end: bool,
2019     },
2020
2021     /// "Downcast" to a variant of an ADT. Currently, we only introduce
2022     /// this for ADTs with more than one variant. It may be better to
2023     /// just introduce it always, or always for enums.
2024     ///
2025     /// The included Symbol is the name of the variant, used for printing MIR.
2026     Downcast(Option<Symbol>, VariantIdx),
2027 }
2028
2029 impl<V, T> ProjectionElem<V, T> {
2030     /// Returns `true` if the target of this projection may refer to a different region of memory
2031     /// than the base.
2032     fn is_indirect(&self) -> bool {
2033         match self {
2034             Self::Deref => true,
2035
2036             Self::Field(_, _)
2037             | Self::Index(_)
2038             | Self::ConstantIndex { .. }
2039             | Self::Subslice { .. }
2040             | Self::Downcast(_, _) => false,
2041         }
2042     }
2043
2044     /// Returns `true` if this is a `Downcast` projection with the given `VariantIdx`.
2045     pub fn is_downcast_to(&self, v: VariantIdx) -> bool {
2046         matches!(*self, Self::Downcast(_, x) if x == v)
2047     }
2048
2049     /// Returns `true` if this is a `Field` projection with the given index.
2050     pub fn is_field_to(&self, f: Field) -> bool {
2051         matches!(*self, Self::Field(x, _) if x == f)
2052     }
2053 }
2054
2055 /// Alias for projections as they appear in places, where the base is a place
2056 /// and the index is a local.
2057 pub type PlaceElem<'tcx> = ProjectionElem<Local, Ty<'tcx>>;
2058
2059 // This type is fairly frequently used, so we shouldn't unintentionally increase
2060 // its size.
2061 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
2062 static_assert_size!(PlaceElem<'_>, 24);
2063
2064 /// Alias for projections as they appear in `UserTypeProjection`, where we
2065 /// need neither the `V` parameter for `Index` nor the `T` for `Field`.
2066 pub type ProjectionKind = ProjectionElem<(), ()>;
2067
2068 rustc_index::newtype_index! {
2069     /// A [newtype'd][wrapper] index type in the MIR [control-flow graph][CFG]
2070     ///
2071     /// A field (e.g., `f` in `_1.f`) is one variant of [`ProjectionElem`]. Conceptually,
2072     /// rustc can identify that a field projection refers to either two different regions of memory
2073     /// or the same one between the base and the 'projection element'.
2074     /// Read more about projections in the [rustc-dev-guide][mir-datatypes]
2075     ///
2076     /// [wrapper]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/appendix/glossary.html#newtype
2077     /// [CFG]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/appendix/background.html#cfg
2078     /// [mir-datatypes]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/mir/index.html#mir-data-types
2079     pub struct Field {
2080         derive [HashStable]
2081         DEBUG_FORMAT = "field[{}]"
2082     }
2083 }
2084
2085 #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
2086 pub struct PlaceRef<'tcx> {
2087     pub local: Local,
2088     pub projection: &'tcx [PlaceElem<'tcx>],
2089 }
2090
2091 impl<'tcx> Place<'tcx> {
2092     // FIXME change this to a const fn by also making List::empty a const fn.
2093     pub fn return_place() -> Place<'tcx> {
2094         Place { local: RETURN_PLACE, projection: List::empty() }
2095     }
2096
2097     /// Returns `true` if this `Place` contains a `Deref` projection.
2098     ///
2099     /// If `Place::is_indirect` returns false, the caller knows that the `Place` refers to the
2100     /// same region of memory as its base.
2101     pub fn is_indirect(&self) -> bool {
2102         self.projection.iter().any(|elem| elem.is_indirect())
2103     }
2104
2105     /// Finds the innermost `Local` from this `Place`, *if* it is either a local itself or
2106     /// a single deref of a local.
2107     #[inline(always)]
2108     pub fn local_or_deref_local(&self) -> Option<Local> {
2109         self.as_ref().local_or_deref_local()
2110     }
2111
2112     /// If this place represents a local variable like `_X` with no
2113     /// projections, return `Some(_X)`.
2114     #[inline(always)]
2115     pub fn as_local(&self) -> Option<Local> {
2116         self.as_ref().as_local()
2117     }
2118
2119     #[inline]
2120     pub fn as_ref(&self) -> PlaceRef<'tcx> {
2121         PlaceRef { local: self.local, projection: &self.projection }
2122     }
2123
2124     /// Iterate over the projections in evaluation order, i.e., the first element is the base with
2125     /// its projection and then subsequently more projections are added.
2126     /// As a concrete example, given the place a.b.c, this would yield:
2127     /// - (a, .b)
2128     /// - (a.b, .c)
2129     ///
2130     /// Given a place without projections, the iterator is empty.
2131     #[inline]
2132     pub fn iter_projections(
2133         self,
2134     ) -> impl Iterator<Item = (PlaceRef<'tcx>, PlaceElem<'tcx>)> + DoubleEndedIterator {
2135         self.projection.iter().enumerate().map(move |(i, proj)| {
2136             let base = PlaceRef { local: self.local, projection: &self.projection[..i] };
2137             (base, proj)
2138         })
2139     }
2140
2141     /// Generates a new place by appending `more_projections` to the existing ones
2142     /// and interning the result.
2143     pub fn project_deeper(self, more_projections: &[PlaceElem<'tcx>], tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
2144         if more_projections.is_empty() {
2145             return self;
2146         }
2147
2148         let mut v: Vec<PlaceElem<'tcx>>;
2149
2150         let new_projections = if self.projection.is_empty() {
2151             more_projections
2152         } else {
2153             v = Vec::with_capacity(self.projection.len() + more_projections.len());
2154             v.extend(self.projection);
2155             v.extend(more_projections);
2156             &v
2157         };
2158
2159         Place { local: self.local, projection: tcx.intern_place_elems(new_projections) }
2160     }
2161 }
2162
2163 impl From<Local> for Place<'_> {
2164     fn from(local: Local) -> Self {
2165         Place { local, projection: List::empty() }
2166     }
2167 }
2168
2169 impl<'tcx> PlaceRef<'tcx> {
2170     /// Finds the innermost `Local` from this `Place`, *if* it is either a local itself or
2171     /// a single deref of a local.
2172     pub fn local_or_deref_local(&self) -> Option<Local> {
2173         match *self {
2174             PlaceRef { local, projection: [] }
2175             | PlaceRef { local, projection: [ProjectionElem::Deref] } => Some(local),
2176             _ => None,
2177         }
2178     }
2179
2180     /// If this place represents a local variable like `_X` with no
2181     /// projections, return `Some(_X)`.
2182     #[inline]
2183     pub fn as_local(&self) -> Option<Local> {
2184         match *self {
2185             PlaceRef { local, projection: [] } => Some(local),
2186             _ => None,
2187         }
2188     }
2189
2190     #[inline]
2191     pub fn last_projection(&self) -> Option<(PlaceRef<'tcx>, PlaceElem<'tcx>)> {
2192         if let &[ref proj_base @ .., elem] = self.projection {
2193             Some((PlaceRef { local: self.local, projection: proj_base }, elem))
2194         } else {
2195             None
2196         }
2197     }
2198 }
2199
2200 impl Debug for Place<'_> {
2201     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2202         for elem in self.projection.iter().rev() {
2203             match elem {
2204                 ProjectionElem::Downcast(_, _) | ProjectionElem::Field(_, _) => {
2205                     write!(fmt, "(").unwrap();
2206                 }
2207                 ProjectionElem::Deref => {
2208                     write!(fmt, "(*").unwrap();
2209                 }
2210                 ProjectionElem::Index(_)
2211                 | ProjectionElem::ConstantIndex { .. }
2212                 | ProjectionElem::Subslice { .. } => {}
2213             }
2214         }
2215
2216         write!(fmt, "{:?}", self.local)?;
2217
2218         for elem in self.projection.iter() {
2219             match elem {
2220                 ProjectionElem::Downcast(Some(name), _index) => {
2221                     write!(fmt, " as {})", name)?;
2222                 }
2223                 ProjectionElem::Downcast(None, index) => {
2224                     write!(fmt, " as variant#{:?})", index)?;
2225                 }
2226                 ProjectionElem::Deref => {
2227                     write!(fmt, ")")?;
2228                 }
2229                 ProjectionElem::Field(field, ty) => {
2230                     write!(fmt, ".{:?}: {:?})", field.index(), ty)?;
2231                 }
2232                 ProjectionElem::Index(ref index) => {
2233                     write!(fmt, "[{:?}]", index)?;
2234                 }
2235                 ProjectionElem::ConstantIndex { offset, min_length, from_end: false } => {
2236                     write!(fmt, "[{:?} of {:?}]", offset, min_length)?;
2237                 }
2238                 ProjectionElem::ConstantIndex { offset, min_length, from_end: true } => {
2239                     write!(fmt, "[-{:?} of {:?}]", offset, min_length)?;
2240                 }
2241                 ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: true } if to == 0 => {
2242                     write!(fmt, "[{:?}:]", from)?;
2243                 }
2244                 ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: true } if from == 0 => {
2245                     write!(fmt, "[:-{:?}]", to)?;
2246                 }
2247                 ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: true } => {
2248                     write!(fmt, "[{:?}:-{:?}]", from, to)?;
2249                 }
2250                 ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: false } => {
2251                     write!(fmt, "[{:?}..{:?}]", from, to)?;
2252                 }
2253             }
2254         }
2255
2256         Ok(())
2257     }
2258 }
2259
2260 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2261 // Scopes
2262
2263 rustc_index::newtype_index! {
2264     pub struct SourceScope {
2265         derive [HashStable]
2266         DEBUG_FORMAT = "scope[{}]",
2267         const OUTERMOST_SOURCE_SCOPE = 0,
2268     }
2269 }
2270
2271 impl SourceScope {
2272     /// Finds the original HirId this MIR item came from.
2273     /// This is necessary after MIR optimizations, as otherwise we get a HirId
2274     /// from the function that was inlined instead of the function call site.
2275     pub fn lint_root<'tcx>(
2276         self,
2277         source_scopes: &IndexVec<SourceScope, SourceScopeData<'tcx>>,
2278     ) -> Option<HirId> {
2279         let mut data = &source_scopes[self];
2280         // FIXME(oli-obk): we should be able to just walk the `inlined_parent_scope`, but it
2281         // does not work as I thought it would. Needs more investigation and documentation.
2282         while data.inlined.is_some() {
2283             trace!(?data);
2284             data = &source_scopes[data.parent_scope.unwrap()];
2285         }
2286         trace!(?data);
2287         match &data.local_data {
2288             ClearCrossCrate::Set(data) => Some(data.lint_root),
2289             ClearCrossCrate::Clear => None,
2290         }
2291     }
2292 }
2293
2294 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
2295 pub struct SourceScopeData<'tcx> {
2296     pub span: Span,
2297     pub parent_scope: Option<SourceScope>,
2298
2299     /// Whether this scope is the root of a scope tree of another body,
2300     /// inlined into this body by the MIR inliner.
2301     /// `ty::Instance` is the callee, and the `Span` is the call site.
2302     pub inlined: Option<(ty::Instance<'tcx>, Span)>,
2303
2304     /// Nearest (transitive) parent scope (if any) which is inlined.
2305     /// This is an optimization over walking up `parent_scope`
2306     /// until a scope with `inlined: Some(...)` is found.
2307     pub inlined_parent_scope: Option<SourceScope>,
2308
2309     /// Crate-local information for this source scope, that can't (and
2310     /// needn't) be tracked across crates.
2311     pub local_data: ClearCrossCrate<SourceScopeLocalData>,
2312 }
2313
2314 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2315 pub struct SourceScopeLocalData {
2316     /// An `HirId` with lint levels equivalent to this scope's lint levels.
2317     pub lint_root: hir::HirId,
2318     /// The unsafe block that contains this node.
2319     pub safety: Safety,
2320 }
2321
2322 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2323 // Operands
2324
2325 /// An operand in MIR represents a "value" in Rust, the definition of which is undecided and part of
2326 /// the memory model. One proposal for a definition of values can be found [on UCG][value-def].
2327 ///
2328 /// [value-def]: https://github.com/rust-lang/unsafe-code-guidelines/blob/master/wip/value-domain.md
2329 ///
2330 /// The most common way to create values is via loading a place. Loading a place is an operation
2331 /// which reads the memory of the place and converts it to a value. This is a fundamentally *typed*
2332 /// operation. The nature of the value produced depends on the type of the conversion. Furthermore,
2333 /// there may be other effects: if the type has a validity constraint loading the place might be UB
2334 /// if the validity constraint is not met.
2335 ///
2336 /// **Needs clarification:** Ralf proposes that loading a place not have side-effects.
2337 /// This is what is implemented in miri today. Are these the semantics we want for MIR? Is this
2338 /// something we can even decide without knowing more about Rust's memory model?
2339 ///
2340 /// **Needs clarifiation:** Is loading a place that has its variant index set well-formed? Miri
2341 /// currently implements it, but it seems like this may be something to check against in the
2342 /// validator.
2343 #[derive(Clone, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable)]
2344 pub enum Operand<'tcx> {
2345     /// Creates a value by loading the given place.
2346     ///
2347     /// Before drop elaboration, the type of the place must be `Copy`. After drop elaboration there
2348     /// is no such requirement.
2349     Copy(Place<'tcx>),
2350
2351     /// Creates a value by performing loading the place, just like the `Copy` operand.
2352     ///
2353     /// This *may* additionally overwrite the place with `uninit` bytes, depending on how we decide
2354     /// in [UCG#188]. You should not emit MIR that may attempt a subsequent second load of this
2355     /// place without first re-initializing it.
2356     ///
2357     /// [UCG#188]: https://github.com/rust-lang/unsafe-code-guidelines/issues/188
2358     Move(Place<'tcx>),
2359
2360     /// Constants are already semantically values, and remain unchanged.
2361     Constant(Box<Constant<'tcx>>),
2362 }
2363
2364 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
2365 static_assert_size!(Operand<'_>, 24);
2366
2367 impl<'tcx> Debug for Operand<'tcx> {
2368     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2369         use self::Operand::*;
2370         match *self {
2371             Constant(ref a) => write!(fmt, "{:?}", a),
2372             Copy(ref place) => write!(fmt, "{:?}", place),
2373             Move(ref place) => write!(fmt, "move {:?}", place),
2374         }
2375     }
2376 }
2377
2378 impl<'tcx> Operand<'tcx> {
2379     /// Convenience helper to make a constant that refers to the fn
2380     /// with given `DefId` and substs. Since this is used to synthesize
2381     /// MIR, assumes `user_ty` is None.
2382     pub fn function_handle(
2383         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2384         def_id: DefId,
2385         substs: SubstsRef<'tcx>,
2386         span: Span,
2387     ) -> Self {
2388         let ty = tcx.type_of(def_id).subst(tcx, substs);
2389         Operand::Constant(Box::new(Constant {
2390             span,
2391             user_ty: None,
2392             literal: ConstantKind::Ty(ty::Const::zero_sized(tcx, ty)),
2393         }))
2394     }
2395
2396     pub fn is_move(&self) -> bool {
2397         matches!(self, Operand::Move(..))
2398     }
2399
2400     /// Convenience helper to make a literal-like constant from a given scalar value.
2401     /// Since this is used to synthesize MIR, assumes `user_ty` is None.
2402     pub fn const_from_scalar(
2403         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2404         ty: Ty<'tcx>,
2405         val: Scalar,
2406         span: Span,
2407     ) -> Operand<'tcx> {
2408         debug_assert!({
2409             let param_env_and_ty = ty::ParamEnv::empty().and(ty);
2410             let type_size = tcx
2411                 .layout_of(param_env_and_ty)
2412                 .unwrap_or_else(|e| panic!("could not compute layout for {:?}: {:?}", ty, e))
2413                 .size;
2414             let scalar_size = match val {
2415                 Scalar::Int(int) => int.size(),
2416                 _ => panic!("Invalid scalar type {:?}", val),
2417             };
2418             scalar_size == type_size
2419         });
2420         Operand::Constant(Box::new(Constant {
2421             span,
2422             user_ty: None,
2423             literal: ConstantKind::Val(ConstValue::Scalar(val), ty),
2424         }))
2425     }
2426
2427     pub fn to_copy(&self) -> Self {
2428         match *self {
2429             Operand::Copy(_) | Operand::Constant(_) => self.clone(),
2430             Operand::Move(place) => Operand::Copy(place),
2431         }
2432     }
2433
2434     /// Returns the `Place` that is the target of this `Operand`, or `None` if this `Operand` is a
2435     /// constant.
2436     pub fn place(&self) -> Option<Place<'tcx>> {
2437         match self {
2438             Operand::Copy(place) | Operand::Move(place) => Some(*place),
2439             Operand::Constant(_) => None,
2440         }
2441     }
2442
2443     /// Returns the `Constant` that is the target of this `Operand`, or `None` if this `Operand` is a
2444     /// place.
2445     pub fn constant(&self) -> Option<&Constant<'tcx>> {
2446         match self {
2447             Operand::Constant(x) => Some(&**x),
2448             Operand::Copy(_) | Operand::Move(_) => None,
2449         }
2450     }
2451
2452     /// Gets the `ty::FnDef` from an operand if it's a constant function item.
2453     ///
2454     /// While this is unlikely in general, it's the normal case of what you'll
2455     /// find as the `func` in a [`TerminatorKind::Call`].
2456     pub fn const_fn_def(&self) -> Option<(DefId, SubstsRef<'tcx>)> {
2457         let const_ty = self.constant()?.literal.ty();
2458         if let ty::FnDef(def_id, substs) = *const_ty.kind() { Some((def_id, substs)) } else { None }
2459     }
2460 }
2461
2462 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2463 /// Rvalues
2464
2465 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable, PartialEq)]
2466 /// The various kinds of rvalues that can appear in MIR.
2467 ///
2468 /// Not all of these are allowed at every [`MirPhase`] - when this is the case, it's stated below.
2469 ///
2470 /// Computing any rvalue begins by evaluating the places and operands in some order (**Needs
2471 /// clarification**: Which order?). These are then used to produce a "value" - the same kind of
2472 /// value that an [`Operand`] produces.
2473 pub enum Rvalue<'tcx> {
2474     /// Yields the operand unchanged
2475     Use(Operand<'tcx>),
2476
2477     /// Creates an array where each element is the value of the operand.
2478     ///
2479     /// This is the cause of a bug in the case where the repetition count is zero because the value
2480     /// is not dropped, see [#74836].
2481     ///
2482     /// Corresponds to source code like `[x; 32]`.
2483     ///
2484     /// [#74836]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/74836
2485     Repeat(Operand<'tcx>, ty::Const<'tcx>),
2486
2487     /// Creates a reference of the indicated kind to the place.
2488     ///
2489     /// There is not much to document here, because besides the obvious parts the semantics of this
2490     /// are essentially entirely a part of the aliasing model. There are many UCG issues discussing
2491     /// exactly what the behavior of this operation should be.
2492     ///
2493     /// `Shallow` borrows are disallowed after drop lowering.
2494     Ref(Region<'tcx>, BorrowKind, Place<'tcx>),
2495
2496     /// Creates a pointer/reference to the given thread local.
2497     ///
2498     /// The yielded type is a `*mut T` if the static is mutable, otherwise if the static is extern a
2499     /// `*const T`, and if neither of those apply a `&T`.
2500     ///
2501     /// **Note:** This is a runtime operation that actually executes code and is in this sense more
2502     /// like a function call. Also, eliminating dead stores of this rvalue causes `fn main() {}` to
2503     /// SIGILL for some reason that I (JakobDegen) never got a chance to look into.
2504     ///
2505     /// **Needs clarification**: Are there weird additional semantics here related to the runtime
2506     /// nature of this operation?
2507     ThreadLocalRef(DefId),
2508
2509     /// Creates a pointer with the indicated mutability to the place.
2510     ///
2511     /// This is generated by pointer casts like `&v as *const _` or raw address of expressions like
2512     /// `&raw v` or `addr_of!(v)`.
2513     ///
2514     /// Like with references, the semantics of this operation are heavily dependent on the aliasing
2515     /// model.
2516     AddressOf(Mutability, Place<'tcx>),
2517
2518     /// Yields the length of the place, as a `usize`.
2519     ///
2520     /// If the type of the place is an array, this is the array length. For slices (`[T]`, not
2521     /// `&[T]`) this accesses the place's metadata to determine the length. This rvalue is
2522     /// ill-formed for places of other types.
2523     Len(Place<'tcx>),
2524
2525     /// Performs essentially all of the casts that can be performed via `as`.
2526     ///
2527     /// This allows for casts from/to a variety of types.
2528     ///
2529     /// **FIXME**: Document exactly which `CastKind`s allow which types of casts. Figure out why
2530     /// `ArrayToPointer` and `MutToConstPointer` are special.
2531     Cast(CastKind, Operand<'tcx>, Ty<'tcx>),
2532
2533     /// * `Offset` has the same semantics as [`offset`](pointer::offset), except that the second
2534     ///   parameter may be a `usize` as well.
2535     /// * The comparison operations accept `bool`s, `char`s, signed or unsigned integers, floats,
2536     ///   raw pointers, or function pointers and return a `bool`. The types of the operands must be
2537     ///   matching, up to the usual caveat of the lifetimes in function pointers.
2538     /// * Left and right shift operations accept signed or unsigned integers not necessarily of the
2539     ///   same type and return a value of the same type as their LHS. Like in Rust, the RHS is
2540     ///   truncated as needed.
2541     /// * The `Bit*` operations accept signed integers, unsigned integers, or bools with matching
2542     ///   types and return a value of that type.
2543     /// * The remaining operations accept signed integers, unsigned integers, or floats with
2544     ///   matching types and return a value of that type.
2545     BinaryOp(BinOp, Box<(Operand<'tcx>, Operand<'tcx>)>),
2546
2547     /// Same as `BinaryOp`, but yields `(T, bool)` instead of `T`. In addition to performing the
2548     /// same computation as the matching `BinaryOp`, checks if the infinite precison result would be
2549     /// unequal to the actual result and sets the `bool` if this is the case.
2550     ///
2551     /// This only supports addition, subtraction, multiplication, and shift operations on integers.
2552     CheckedBinaryOp(BinOp, Box<(Operand<'tcx>, Operand<'tcx>)>),
2553
2554     /// Computes a value as described by the operation.
2555     NullaryOp(NullOp, Ty<'tcx>),
2556
2557     /// Exactly like `BinaryOp`, but less operands.
2558     ///
2559     /// Also does two's-complement arithmetic. Negation requires a signed integer or a float;
2560     /// bitwise not requires a signed integer, unsigned integer, or bool. Both operation kinds
2561     /// return a value with the same type as their operand.
2562     UnaryOp(UnOp, Operand<'tcx>),
2563
2564     /// Computes the discriminant of the place, returning it as an integer of type
2565     /// [`discriminant_ty`].
2566     ///
2567     /// The validity requirements for the underlying value are undecided for this rvalue, see
2568     /// [#91095]. Note too that the value of the discriminant is not the same thing as the
2569     /// variant index; use [`discriminant_for_variant`] to convert.
2570     ///
2571     /// For types defined in the source code as enums, this is well behaved. This is also well
2572     /// formed for other types, but yields no particular value - there is no reason it couldn't be
2573     /// defined to yield eg zero though.
2574     ///
2575     /// [`discriminant_ty`]: crate::ty::Ty::discriminant_ty
2576     /// [#91095]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/91095
2577     /// [`discriminant_for_variant`]: crate::ty::Ty::discriminant_for_variant
2578     Discriminant(Place<'tcx>),
2579
2580     /// Creates an aggregate value, like a tuple or struct.
2581     ///
2582     /// This is needed because dataflow analysis needs to distinguish
2583     /// `dest = Foo { x: ..., y: ... }` from `dest.x = ...; dest.y = ...;` in the case that `Foo`
2584     /// has a destructor.
2585     ///
2586     /// Disallowed after deaggregation for all aggregate kinds except `Array` and `Generator`. After
2587     /// generator lowering, `Generator` aggregate kinds are disallowed too.
2588     Aggregate(Box<AggregateKind<'tcx>>, Vec<Operand<'tcx>>),
2589
2590     /// Transmutes a `*mut u8` into shallow-initialized `Box<T>`.
2591     ///
2592     /// This is different from a normal transmute because dataflow analysis will treat the box as
2593     /// initialized but its content as uninitialized. Like other pointer casts, this in general
2594     /// affects alias analysis.
2595     ShallowInitBox(Operand<'tcx>, Ty<'tcx>),
2596 }
2597
2598 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
2599 static_assert_size!(Rvalue<'_>, 40);
2600
2601 #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable)]
2602 pub enum CastKind {
2603     Misc,
2604     Pointer(PointerCast),
2605 }
2606
2607 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable)]
2608 pub enum AggregateKind<'tcx> {
2609     /// The type is of the element
2610     Array(Ty<'tcx>),
2611     Tuple,
2612
2613     /// The second field is the variant index. It's equal to 0 for struct
2614     /// and union expressions. The fourth field is
2615     /// active field number and is present only for union expressions
2616     /// -- e.g., for a union expression `SomeUnion { c: .. }`, the
2617     /// active field index would identity the field `c`
2618     Adt(DefId, VariantIdx, SubstsRef<'tcx>, Option<UserTypeAnnotationIndex>, Option<usize>),
2619
2620     Closure(DefId, SubstsRef<'tcx>),
2621     Generator(DefId, SubstsRef<'tcx>, hir::Movability),
2622 }
2623
2624 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
2625 static_assert_size!(AggregateKind<'_>, 48);
2626
2627 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, PartialOrd, Eq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable)]
2628 pub enum BinOp {
2629     /// The `+` operator (addition)
2630     Add,
2631     /// The `-` operator (subtraction)
2632     Sub,
2633     /// The `*` operator (multiplication)
2634     Mul,
2635     /// The `/` operator (division)
2636     ///
2637     /// Division by zero is UB, because the compiler should have inserted checks
2638     /// prior to this.
2639     Div,
2640     /// The `%` operator (modulus)
2641     ///
2642     /// Using zero as the modulus (second operand) is UB, because the compiler
2643     /// should have inserted checks prior to this.
2644     Rem,
2645     /// The `^` operator (bitwise xor)
2646     BitXor,
2647     /// The `&` operator (bitwise and)
2648     BitAnd,
2649     /// The `|` operator (bitwise or)
2650     BitOr,
2651     /// The `<<` operator (shift left)
2652     ///
2653     /// The offset is truncated to the size of the first operand before shifting.
2654     Shl,
2655     /// The `>>` operator (shift right)
2656     ///
2657     /// The offset is truncated to the size of the first operand before shifting.
2658     Shr,
2659     /// The `==` operator (equality)
2660     Eq,
2661     /// The `<` operator (less than)
2662     Lt,
2663     /// The `<=` operator (less than or equal to)
2664     Le,
2665     /// The `!=` operator (not equal to)
2666     Ne,
2667     /// The `>=` operator (greater than or equal to)
2668     Ge,
2669     /// The `>` operator (greater than)
2670     Gt,
2671     /// The `ptr.offset` operator
2672     Offset,
2673 }
2674
2675 impl BinOp {
2676     pub fn is_checkable(self) -> bool {
2677         use self::BinOp::*;
2678         matches!(self, Add | Sub | Mul | Shl | Shr)
2679     }
2680 }
2681
2682 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable)]
2683 pub enum NullOp {
2684     /// Returns the size of a value of that type
2685     SizeOf,
2686     /// Returns the minimum alignment of a type
2687     AlignOf,
2688 }
2689
2690 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable)]
2691 pub enum UnOp {
2692     /// The `!` operator for logical inversion
2693     Not,
2694     /// The `-` operator for negation
2695     Neg,
2696 }
2697
2698 impl<'tcx> Debug for Rvalue<'tcx> {
2699     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2700         use self::Rvalue::*;
2701
2702         match *self {
2703             Use(ref place) => write!(fmt, "{:?}", place),
2704             Repeat(ref a, b) => {
2705                 write!(fmt, "[{:?}; ", a)?;
2706                 pretty_print_const(b, fmt, false)?;
2707                 write!(fmt, "]")
2708             }
2709             Len(ref a) => write!(fmt, "Len({:?})", a),
2710             Cast(ref kind, ref place, ref ty) => {
2711                 write!(fmt, "{:?} as {:?} ({:?})", place, ty, kind)
2712             }
2713             BinaryOp(ref op, box (ref a, ref b)) => write!(fmt, "{:?}({:?}, {:?})", op, a, b),
2714             CheckedBinaryOp(ref op, box (ref a, ref b)) => {
2715                 write!(fmt, "Checked{:?}({:?}, {:?})", op, a, b)
2716             }
2717             UnaryOp(ref op, ref a) => write!(fmt, "{:?}({:?})", op, a),
2718             Discriminant(ref place) => write!(fmt, "discriminant({:?})", place),
2719             NullaryOp(ref op, ref t) => write!(fmt, "{:?}({:?})", op, t),
2720             ThreadLocalRef(did) => ty::tls::with(|tcx| {
2721                 let muta = tcx.static_mutability(did).unwrap().prefix_str();
2722                 write!(fmt, "&/*tls*/ {}{}", muta, tcx.def_path_str(did))
2723             }),
2724             Ref(region, borrow_kind, ref place) => {
2725                 let kind_str = match borrow_kind {
2726                     BorrowKind::Shared => "",
2727                     BorrowKind::Shallow => "shallow ",
2728                     BorrowKind::Mut { .. } | BorrowKind::Unique => "mut ",
2729                 };
2730
2731                 // When printing regions, add trailing space if necessary.
2732                 let print_region = ty::tls::with(|tcx| {
2733                     tcx.sess.verbose() || tcx.sess.opts.debugging_opts.identify_regions
2734                 });
2735                 let region = if print_region {
2736                     let mut region = region.to_string();
2737                     if !region.is_empty() {
2738                         region.push(' ');
2739                     }
2740                     region
2741                 } else {
2742                     // Do not even print 'static
2743                     String::new()
2744                 };
2745                 write!(fmt, "&{}{}{:?}", region, kind_str, place)
2746             }
2747
2748             AddressOf(mutability, ref place) => {
2749                 let kind_str = match mutability {
2750                     Mutability::Mut => "mut",
2751                     Mutability::Not => "const",
2752                 };
2753
2754                 write!(fmt, "&raw {} {:?}", kind_str, place)
2755             }
2756
2757             Aggregate(ref kind, ref places) => {
2758                 let fmt_tuple = |fmt: &mut Formatter<'_>, name: &str| {
2759                     let mut tuple_fmt = fmt.debug_tuple(name);
2760                     for place in places {
2761                         tuple_fmt.field(place);
2762                     }
2763                     tuple_fmt.finish()
2764                 };
2765
2766                 match **kind {
2767                     AggregateKind::Array(_) => write!(fmt, "{:?}", places),
2768
2769                     AggregateKind::Tuple => {
2770                         if places.is_empty() {
2771                             write!(fmt, "()")
2772                         } else {
2773                             fmt_tuple(fmt, "")
2774                         }
2775                     }
2776
2777                     AggregateKind::Adt(adt_did, variant, substs, _user_ty, _) => {
2778                         ty::tls::with(|tcx| {
2779                             let variant_def = &tcx.adt_def(adt_did).variant(variant);
2780                             let substs = tcx.lift(substs).expect("could not lift for printing");
2781                             let name = FmtPrinter::new(tcx, Namespace::ValueNS)
2782                                 .print_def_path(variant_def.def_id, substs)?
2783                                 .into_buffer();
2784
2785                             match variant_def.ctor_kind {
2786                                 CtorKind::Const => fmt.write_str(&name),
2787                                 CtorKind::Fn => fmt_tuple(fmt, &name),
2788                                 CtorKind::Fictive => {
2789                                     let mut struct_fmt = fmt.debug_struct(&name);
2790                                     for (field, place) in iter::zip(&variant_def.fields, places) {
2791                                         struct_fmt.field(field.name.as_str(), place);
2792                                     }
2793                                     struct_fmt.finish()
2794                                 }
2795                             }
2796                         })
2797                     }
2798
2799                     AggregateKind::Closure(def_id, substs) => ty::tls::with(|tcx| {
2800                         if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2801                             let name = if tcx.sess.opts.debugging_opts.span_free_formats {
2802                                 let substs = tcx.lift(substs).unwrap();
2803                                 format!(
2804                                     "[closure@{}]",
2805                                     tcx.def_path_str_with_substs(def_id.to_def_id(), substs),
2806                                 )
2807                             } else {
2808                                 let span = tcx.def_span(def_id);
2809                                 format!(
2810                                     "[closure@{}]",
2811                                     tcx.sess.source_map().span_to_diagnostic_string(span)
2812                                 )
2813                             };
2814                             let mut struct_fmt = fmt.debug_struct(&name);
2815
2816                             // FIXME(project-rfc-2229#48): This should be a list of capture names/places
2817                             if let Some(upvars) = tcx.upvars_mentioned(def_id) {
2818                                 for (&var_id, place) in iter::zip(upvars.keys(), places) {
2819                                     let var_name = tcx.hir().name(var_id);
2820                                     struct_fmt.field(var_name.as_str(), place);
2821                                 }
2822                             }
2823
2824                             struct_fmt.finish()
2825                         } else {
2826                             write!(fmt, "[closure]")
2827                         }
2828                     }),
2829
2830                     AggregateKind::Generator(def_id, _, _) => ty::tls::with(|tcx| {
2831                         if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2832                             let name = format!("[generator@{:?}]", tcx.def_span(def_id));
2833                             let mut struct_fmt = fmt.debug_struct(&name);
2834
2835                             // FIXME(project-rfc-2229#48): This should be a list of capture names/places
2836                             if let Some(upvars) = tcx.upvars_mentioned(def_id) {
2837                                 for (&var_id, place) in iter::zip(upvars.keys(), places) {
2838                                     let var_name = tcx.hir().name(var_id);
2839                                     struct_fmt.field(var_name.as_str(), place);
2840                                 }
2841                             }
2842
2843                             struct_fmt.finish()
2844                         } else {
2845                             write!(fmt, "[generator]")
2846                         }
2847                     }),
2848                 }
2849             }
2850
2851             ShallowInitBox(ref place, ref ty) => {
2852                 write!(fmt, "ShallowInitBox({:?}, {:?})", place, ty)
2853             }
2854         }
2855     }
2856 }
2857
2858 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2859 /// Constants
2860 ///
2861 /// Two constants are equal if they are the same constant. Note that
2862 /// this does not necessarily mean that they are `==` in Rust. In
2863 /// particular, one must be wary of `NaN`!
2864
2865 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable)]
2866 pub struct Constant<'tcx> {
2867     pub span: Span,
2868
2869     /// Optional user-given type: for something like
2870     /// `collect::<Vec<_>>`, this would be present and would
2871     /// indicate that `Vec<_>` was explicitly specified.
2872     ///
2873     /// Needed for NLL to impose user-given type constraints.
2874     pub user_ty: Option<UserTypeAnnotationIndex>,
2875
2876     pub literal: ConstantKind<'tcx>,
2877 }
2878
2879 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable, Debug)]
2880 #[derive(Lift)]
2881 pub enum ConstantKind<'tcx> {
2882     /// This constant came from the type system
2883     Ty(ty::Const<'tcx>),
2884     /// This constant cannot go back into the type system, as it represents
2885     /// something the type system cannot handle (e.g. pointers).
2886     Val(interpret::ConstValue<'tcx>, Ty<'tcx>),
2887 }
2888
2889 impl<'tcx> Constant<'tcx> {
2890     pub fn check_static_ptr(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<DefId> {
2891         match self.literal.try_to_scalar() {
2892             Some(Scalar::Ptr(ptr, _size)) => match tcx.global_alloc(ptr.provenance) {
2893                 GlobalAlloc::Static(def_id) => {
2894                     assert!(!tcx.is_thread_local_static(def_id));
2895                     Some(def_id)
2896                 }
2897                 _ => None,
2898             },
2899             _ => None,
2900         }
2901     }
2902     #[inline]
2903     pub fn ty(&self) -> Ty<'tcx> {
2904         self.literal.ty()
2905     }
2906 }
2907
2908 impl<'tcx> From<ty::Const<'tcx>> for ConstantKind<'tcx> {
2909     #[inline]
2910     fn from(ct: ty::Const<'tcx>) -> Self {
2911         match ct.val() {
2912             ty::ConstKind::Value(cv) => {
2913                 // FIXME Once valtrees are introduced we need to convert those
2914                 // into `ConstValue` instances here
2915                 Self::Val(cv, ct.ty())
2916             }
2917             _ => Self::Ty(ct),
2918         }
2919     }
2920 }
2921
2922 impl<'tcx> ConstantKind<'tcx> {
2923     /// Returns `None` if the constant is not trivially safe for use in the type system.
2924     pub fn const_for_ty(&self) -> Option<ty::Const<'tcx>> {
2925         match self {
2926             ConstantKind::Ty(c) => Some(*c),
2927             ConstantKind::Val(..) => None,
2928         }
2929     }
2930
2931     pub fn ty(&self) -> Ty<'tcx> {
2932         match self {
2933             ConstantKind::Ty(c) => c.ty(),
2934             ConstantKind::Val(_, ty) => *ty,
2935         }
2936     }
2937
2938     pub fn try_val(&self) -> Option<ConstValue<'tcx>> {
2939         match self {
2940             ConstantKind::Ty(c) => match c.val() {
2941                 ty::ConstKind::Value(v) => Some(v),
2942                 _ => None,
2943             },
2944             ConstantKind::Val(v, _) => Some(*v),
2945         }
2946     }
2947
2948     #[inline]
2949     pub fn try_to_value(self) -> Option<interpret::ConstValue<'tcx>> {
2950         match self {
2951             ConstantKind::Ty(c) => c.val().try_to_value(),
2952             ConstantKind::Val(val, _) => Some(val),
2953         }
2954     }
2955
2956     #[inline]
2957     pub fn try_to_scalar(self) -> Option<Scalar> {
2958         self.try_to_value()?.try_to_scalar()
2959     }
2960
2961     #[inline]
2962     pub fn try_to_scalar_int(self) -> Option<ScalarInt> {
2963         Some(self.try_to_value()?.try_to_scalar()?.assert_int())
2964     }
2965
2966     #[inline]
2967     pub fn try_to_bits(self, size: Size) -> Option<u128> {
2968         self.try_to_scalar_int()?.to_bits(size).ok()
2969     }
2970
2971     #[inline]
2972     pub fn try_to_bool(self) -> Option<bool> {
2973         self.try_to_scalar_int()?.try_into().ok()
2974     }
2975
2976     #[inline]
2977     pub fn eval(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ty::ParamEnv<'tcx>) -> Self {
2978         match self {
2979             Self::Ty(c) => {
2980                 // FIXME Need to use a different evaluation function that directly returns a `ConstValue`
2981                 // if evaluation succeeds and does not create a ValTree first
2982                 if let Some(val) = c.val().try_eval(tcx, param_env) {
2983                     match val {
2984                         Ok(val) => Self::Val(val, c.ty()),
2985                         Err(_) => Self::Ty(tcx.const_error(self.ty())),
2986                     }
2987                 } else {
2988                     self
2989                 }
2990             }
2991             Self::Val(_, _) => self,
2992         }
2993     }
2994
2995     /// Panics if the value cannot be evaluated or doesn't contain a valid integer of the given type.
2996     #[inline]
2997     pub fn eval_bits(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ty::ParamEnv<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> u128 {
2998         self.try_eval_bits(tcx, param_env, ty)
2999             .unwrap_or_else(|| bug!("expected bits of {:#?}, got {:#?}", ty, self))
3000     }
3001
3002     #[inline]
3003     pub fn try_eval_bits(
3004         &self,
3005         tcx: TyCtxt<'tcx>,
3006         param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
3007         ty: Ty<'tcx>,
3008     ) -> Option<u128> {
3009         match self {
3010             Self::Ty(ct) => ct.try_eval_bits(tcx, param_env, ty),
3011             Self::Val(val, t) => {
3012                 assert_eq!(*t, ty);
3013                 let size =
3014                     tcx.layout_of(param_env.with_reveal_all_normalized(tcx).and(ty)).ok()?.size;
3015                 val.try_to_bits(size)
3016             }
3017         }
3018     }
3019
3020     #[inline]
3021     pub fn try_eval_bool(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ty::ParamEnv<'tcx>) -> Option<bool> {
3022         match self {
3023             Self::Ty(ct) => ct.try_eval_bool(tcx, param_env),
3024             Self::Val(val, _) => val.try_to_bool(),
3025         }
3026     }
3027
3028     #[inline]
3029     pub fn try_eval_usize(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ty::ParamEnv<'tcx>) -> Option<u64> {
3030         match self {
3031             Self::Ty(ct) => ct.try_eval_usize(tcx, param_env),
3032             Self::Val(val, _) => val.try_to_machine_usize(tcx),
3033         }
3034     }
3035
3036     pub fn from_bits(
3037         tcx: TyCtxt<'tcx>,
3038         bits: u128,
3039         param_env_ty: ty::ParamEnvAnd<'tcx, Ty<'tcx>>,
3040     ) -> Self {
3041         let size = tcx
3042             .layout_of(param_env_ty)
3043             .unwrap_or_else(|e| {
3044                 bug!("could not compute layout for {:?}: {:?}", param_env_ty.value, e)
3045             })
3046             .size;
3047         let cv = ConstValue::Scalar(Scalar::from_uint(bits, size));
3048
3049         Self::Val(cv, param_env_ty.value)
3050     }
3051
3052     pub fn from_bool(tcx: TyCtxt<'tcx>, v: bool) -> Self {
3053         let cv = ConstValue::from_bool(v);
3054         Self::Val(cv, tcx.types.bool)
3055     }
3056
3057     pub fn zero_sized(ty: Ty<'tcx>) -> Self {
3058         let cv = ConstValue::Scalar(Scalar::ZST);
3059         Self::Val(cv, ty)
3060     }
3061
3062     pub fn from_usize(tcx: TyCtxt<'tcx>, n: u64) -> Self {
3063         let ty = tcx.types.usize;
3064         Self::from_bits(tcx, n as u128, ty::ParamEnv::empty().and(ty))
3065     }
3066
3067     /// Literals are converted to `ConstantKindVal`, const generic parameters are eagerly
3068     /// converted to a constant, everything else becomes `Unevaluated`.
3069     pub fn from_anon_const(
3070         tcx: TyCtxt<'tcx>,
3071         def_id: LocalDefId,
3072         param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
3073     ) -> Self {
3074         Self::from_opt_const_arg_anon_const(tcx, ty::WithOptConstParam::unknown(def_id), param_env)
3075     }
3076
3077     #[instrument(skip(tcx), level = "debug")]
3078     fn from_opt_const_arg_anon_const(
3079         tcx: TyCtxt<'tcx>,
3080         def: ty::WithOptConstParam<LocalDefId>,
3081         param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
3082     ) -> Self {
3083         let body_id = match tcx.hir().get_by_def_id(def.did) {
3084             hir::Node::AnonConst(ac) => ac.body,
3085             _ => span_bug!(
3086                 tcx.def_span(def.did.to_def_id()),
3087                 "from_anon_const can only process anonymous constants"
3088             ),
3089         };
3090
3091         let expr = &tcx.hir().body(body_id).value;
3092         debug!(?expr);
3093
3094         // Unwrap a block, so that e.g. `{ P }` is recognised as a parameter. Const arguments
3095         // currently have to be wrapped in curly brackets, so it's necessary to special-case.
3096         let expr = match &expr.kind {
3097             hir::ExprKind::Block(block, _) if block.stmts.is_empty() && block.expr.is_some() => {
3098                 block.expr.as_ref().unwrap()
3099             }
3100             _ => expr,
3101         };
3102
3103         let ty = tcx.type_of(def.def_id_for_type_of());
3104
3105         // FIXME(const_generics): We currently have to special case parameters because `min_const_generics`
3106         // does not provide the parents generics to anonymous constants. We still allow generic const
3107         // parameters by themselves however, e.g. `N`.  These constants would cause an ICE if we were to
3108         // ever try to substitute the generic parameters in their bodies.
3109         //
3110         // While this doesn't happen as these constants are always used as `ty::ConstKind::Param`, it does
3111         // cause issues if we were to remove that special-case and try to evaluate the constant instead.
3112         use hir::{def::DefKind::ConstParam, def::Res, ExprKind, Path, QPath};
3113         match expr.kind {
3114             ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, &Path { res: Res::Def(ConstParam, def_id), .. })) => {
3115                 // Find the name and index of the const parameter by indexing the generics of
3116                 // the parent item and construct a `ParamConst`.
3117                 let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id.expect_local());
3118                 let item_id = tcx.hir().get_parent_node(hir_id);
3119                 let item_def_id = tcx.hir().local_def_id(item_id);
3120                 let generics = tcx.generics_of(item_def_id.to_def_id());
3121                 let index = generics.param_def_id_to_index[&def_id];
3122                 let name = tcx.hir().name(hir_id);
3123                 let ty_const = tcx.mk_const(ty::ConstS {
3124                     val: ty::ConstKind::Param(ty::ParamConst::new(index, name)),
3125                     ty,
3126                 });
3127
3128                 return Self::Ty(ty_const);
3129             }
3130             _ => {}
3131         }
3132
3133         let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def.did);
3134         let parent_substs = if let Some(parent_hir_id) = tcx.hir().find_parent_node(hir_id) {
3135             if let Some(parent_did) = tcx.hir().opt_local_def_id(parent_hir_id) {
3136                 InternalSubsts::identity_for_item(tcx, parent_did.to_def_id())
3137             } else {
3138                 tcx.mk_substs(Vec::<GenericArg<'tcx>>::new().into_iter())
3139             }
3140         } else {
3141             tcx.mk_substs(Vec::<GenericArg<'tcx>>::new().into_iter())
3142         };
3143         debug!(?parent_substs);
3144
3145         let did = def.did.to_def_id();
3146         let child_substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx, did);
3147         let substs = tcx.mk_substs(parent_substs.into_iter().chain(child_substs.into_iter()));
3148         debug!(?substs);
3149
3150         let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def.did);
3151         let span = tcx.hir().span(hir_id);
3152         let uneval = ty::Unevaluated::new(def.to_global(), substs);
3153         debug!(?span, ?param_env);
3154
3155         match tcx.const_eval_resolve(param_env, uneval, Some(span)) {
3156             Ok(val) => Self::Val(val, ty),
3157             Err(_) => {
3158                 // Error was handled in `const_eval_resolve`. Here we just create a
3159                 // new unevaluated const and error hard later in codegen
3160                 let ty_const = tcx.mk_const(ty::ConstS {
3161                     val: ty::ConstKind::Unevaluated(ty::Unevaluated {
3162                         def: def.to_global(),
3163                         substs: InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def.did.to_def_id()),
3164                         promoted: None,
3165                     }),
3166                     ty,
3167                 });
3168
3169                 Self::Ty(ty_const)
3170             }
3171         }
3172     }
3173 }
3174
3175 /// A collection of projections into user types.
3176 ///
3177 /// They are projections because a binding can occur a part of a
3178 /// parent pattern that has been ascribed a type.
3179 ///
3180 /// Its a collection because there can be multiple type ascriptions on
3181 /// the path from the root of the pattern down to the binding itself.
3182 ///
3183 /// An example:
3184 ///
3185 /// ```ignore (illustrative)
3186 /// struct S<'a>((i32, &'a str), String);
3187 /// let S((_, w): (i32, &'static str), _): S = ...;
3188 /// //    ------  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ (1)
3189 /// //  ---------------------------------  ^ (2)
3190 /// ```
3191 ///
3192 /// The highlights labelled `(1)` show the subpattern `(_, w)` being
3193 /// ascribed the type `(i32, &'static str)`.
3194 ///
3195 /// The highlights labelled `(2)` show the whole pattern being
3196 /// ascribed the type `S`.
3197 ///
3198 /// In this example, when we descend to `w`, we will have built up the
3199 /// following two projected types:
3200 ///
3201 ///   * base: `S`,                   projection: `(base.0).1`
3202 ///   * base: `(i32, &'static str)`, projection: `base.1`
3203 ///
3204 /// The first will lead to the constraint `w: &'1 str` (for some
3205 /// inferred region `'1`). The second will lead to the constraint `w:
3206 /// &'static str`.
3207 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
3208 pub struct UserTypeProjections {
3209     pub contents: Vec<(UserTypeProjection, Span)>,
3210 }
3211
3212 impl<'tcx> UserTypeProjections {
3213     pub fn none() -> Self {
3214         UserTypeProjections { contents: vec![] }
3215     }
3216
3217     pub fn is_empty(&self) -> bool {
3218         self.contents.is_empty()
3219     }
3220
3221     pub fn projections_and_spans(
3222         &self,
3223     ) -> impl Iterator<Item = &(UserTypeProjection, Span)> + ExactSizeIterator {
3224         self.contents.iter()
3225     }
3226
3227     pub fn projections(&self) -> impl Iterator<Item = &UserTypeProjection> + ExactSizeIterator {
3228         self.contents.iter().map(|&(ref user_type, _span)| user_type)
3229     }
3230
3231     pub fn push_projection(mut self, user_ty: &UserTypeProjection, span: Span) -> Self {
3232         self.contents.push((user_ty.clone(), span));
3233         self
3234     }
3235
3236     fn map_projections(
3237         mut self,
3238         mut f: impl FnMut(UserTypeProjection) -> UserTypeProjection,
3239     ) -> Self {
3240         self.contents = self.contents.into_iter().map(|(proj, span)| (f(proj), span)).collect();
3241         self
3242     }
3243
3244     pub fn index(self) -> Self {
3245         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.index())
3246     }
3247
3248     pub fn subslice(self, from: u64, to: u64) -> Self {
3249         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.subslice(from, to))
3250     }
3251
3252     pub fn deref(self) -> Self {
3253         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.deref())
3254     }
3255
3256     pub fn leaf(self, field: Field) -> Self {
3257         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.leaf(field))
3258     }
3259
3260     pub fn variant(self, adt_def: AdtDef<'tcx>, variant_index: VariantIdx, field: Field) -> Self {
3261         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.variant(adt_def, variant_index, field))
3262     }
3263 }
3264
3265 /// Encodes the effect of a user-supplied type annotation on the
3266 /// subcomponents of a pattern. The effect is determined by applying the
3267 /// given list of projections to some underlying base type. Often,
3268 /// the projection element list `projs` is empty, in which case this
3269 /// directly encodes a type in `base`. But in the case of complex patterns with
3270 /// subpatterns and bindings, we want to apply only a *part* of the type to a variable,
3271 /// in which case the `projs` vector is used.
3272 ///
3273 /// Examples:
3274 ///
3275 /// * `let x: T = ...` -- here, the `projs` vector is empty.
3276 ///
3277 /// * `let (x, _): T = ...` -- here, the `projs` vector would contain
3278 ///   `field[0]` (aka `.0`), indicating that the type of `s` is
3279 ///   determined by finding the type of the `.0` field from `T`.
3280 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable, PartialEq)]
3281 pub struct UserTypeProjection {
3282     pub base: UserTypeAnnotationIndex,
3283     pub projs: Vec<ProjectionKind>,
3284 }
3285
3286 impl Copy for ProjectionKind {}
3287
3288 impl UserTypeProjection {
3289     pub(crate) fn index(mut self) -> Self {
3290         self.projs.push(ProjectionElem::Index(()));
3291         self
3292     }
3293
3294     pub(crate) fn subslice(mut self, from: u64, to: u64) -> Self {
3295         self.projs.push(ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: true });
3296         self
3297     }
3298
3299     pub(crate) fn deref(mut self) -> Self {
3300         self.projs.push(ProjectionElem::Deref);
3301         self
3302     }
3303
3304     pub(crate) fn leaf(mut self, field: Field) -> Self {
3305         self.projs.push(ProjectionElem::Field(field, ()));
3306         self
3307     }
3308
3309     pub(crate) fn variant(
3310         mut self,
3311         adt_def: AdtDef<'_>,
3312         variant_index: VariantIdx,
3313         field: Field,
3314     ) -> Self {
3315         self.projs.push(ProjectionElem::Downcast(
3316             Some(adt_def.variant(variant_index).name),
3317             variant_index,
3318         ));
3319         self.projs.push(ProjectionElem::Field(field, ()));
3320         self
3321     }
3322 }
3323
3324 TrivialTypeFoldableAndLiftImpls! { ProjectionKind, }
3325
3326 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for UserTypeProjection {
3327     fn try_super_fold_with<F: FallibleTypeFolder<'tcx>>(
3328         self,
3329         folder: &mut F,
3330     ) -> Result<Self, F::Error> {
3331         Ok(UserTypeProjection {
3332             base: self.base.try_fold_with(folder)?,
3333             projs: self.projs.try_fold_with(folder)?,
3334         })
3335     }
3336
3337     fn super_visit_with<Vs: TypeVisitor<'tcx>>(
3338         &self,
3339         visitor: &mut Vs,
3340     ) -> ControlFlow<Vs::BreakTy> {
3341         self.base.visit_with(visitor)
3342         // Note: there's nothing in `self.proj` to visit.
3343     }
3344 }
3345
3346 rustc_index::newtype_index! {
3347     pub struct Promoted {
3348         derive [HashStable]
3349         DEBUG_FORMAT = "promoted[{}]"
3350     }
3351 }
3352
3353 impl<'tcx> Debug for Constant<'tcx> {
3354     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3355         write!(fmt, "{}", self)
3356     }
3357 }
3358
3359 impl<'tcx> Display for Constant<'tcx> {
3360     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3361         match self.ty().kind() {
3362             ty::FnDef(..) => {}
3363             _ => write!(fmt, "const ")?,
3364         }
3365         Display::fmt(&self.literal, fmt)
3366     }
3367 }
3368
3369 impl<'tcx> Display for ConstantKind<'tcx> {
3370     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3371         match *self {
3372             ConstantKind::Ty(c) => pretty_print_const(c, fmt, true),
3373             ConstantKind::Val(val, ty) => pretty_print_const_value(val, ty, fmt, true),
3374         }
3375     }
3376 }
3377
3378 fn pretty_print_const<'tcx>(
3379     c: ty::Const<'tcx>,
3380     fmt: &mut Formatter<'_>,
3381     print_types: bool,
3382 ) -> fmt::Result {
3383     use crate::ty::print::PrettyPrinter;
3384     ty::tls::with(|tcx| {
3385         let literal = tcx.lift(c).unwrap();
3386         let mut cx = FmtPrinter::new(tcx, Namespace::ValueNS);
3387         cx.print_alloc_ids = true;
3388         let cx = cx.pretty_print_const(literal, print_types)?;
3389         fmt.write_str(&cx.into_buffer())?;
3390         Ok(())
3391     })
3392 }
3393
3394 fn pretty_print_const_value<'tcx>(
3395     val: interpret::ConstValue<'tcx>,
3396     ty: Ty<'tcx>,
3397     fmt: &mut Formatter<'_>,
3398     print_types: bool,
3399 ) -> fmt::Result {
3400     use crate::ty::print::PrettyPrinter;
3401     ty::tls::with(|tcx| {
3402         let val = tcx.lift(val).unwrap();
3403         let ty = tcx.lift(ty).unwrap();
3404         let mut cx = FmtPrinter::new(tcx, Namespace::ValueNS);
3405         cx.print_alloc_ids = true;
3406         let cx = cx.pretty_print_const_value(val, ty, print_types)?;
3407         fmt.write_str(&cx.into_buffer())?;
3408         Ok(())
3409     })
3410 }
3411
3412 impl<'tcx> graph::DirectedGraph for Body<'tcx> {
3413     type Node = BasicBlock;
3414 }
3415
3416 impl<'tcx> graph::WithNumNodes for Body<'tcx> {
3417     #[inline]
3418     fn num_nodes(&self) -> usize {
3419         self.basic_blocks.len()
3420     }
3421 }
3422
3423 impl<'tcx> graph::WithStartNode for Body<'tcx> {
3424     #[inline]
3425     fn start_node(&self) -> Self::Node {
3426         START_BLOCK
3427     }
3428 }
3429
3430 impl<'tcx> graph::WithSuccessors for Body<'tcx> {
3431     #[inline]
3432     fn successors(&self, node: Self::Node) -> <Self as GraphSuccessors<'_>>::Iter {
3433         self.basic_blocks[node].terminator().successors().cloned()
3434     }
3435 }
3436
3437 impl<'a, 'b> graph::GraphSuccessors<'b> for Body<'a> {
3438     type Item = BasicBlock;
3439     type Iter = iter::Cloned<Successors<'b>>;
3440 }
3441
3442 impl<'tcx, 'graph> graph::GraphPredecessors<'graph> for Body<'tcx> {
3443     type Item = BasicBlock;
3444     type Iter = std::iter::Copied<std::slice::Iter<'graph, BasicBlock>>;
3445 }
3446
3447 impl<'tcx> graph::WithPredecessors for Body<'tcx> {
3448     #[inline]
3449     fn predecessors(&self, node: Self::Node) -> <Self as graph::GraphPredecessors<'_>>::Iter {
3450         self.predecessors()[node].iter().copied()
3451     }
3452 }
3453
3454 /// `Location` represents the position of the start of the statement; or, if
3455 /// `statement_index` equals the number of statements, then the start of the
3456 /// terminator.
3457 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, Ord, PartialOrd, HashStable)]
3458 pub struct Location {
3459     /// The block that the location is within.
3460     pub block: BasicBlock,
3461
3462     pub statement_index: usize,
3463 }
3464
3465 impl fmt::Debug for Location {
3466     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3467         write!(fmt, "{:?}[{}]", self.block, self.statement_index)
3468     }
3469 }
3470
3471 impl Location {
3472     pub const START: Location = Location { block: START_BLOCK, statement_index: 0 };
3473
3474     /// Returns the location immediately after this one within the enclosing block.
3475     ///
3476     /// Note that if this location represents a terminator, then the
3477     /// resulting location would be out of bounds and invalid.
3478     pub fn successor_within_block(&self) -> Location {
3479         Location { block: self.block, statement_index: self.statement_index + 1 }
3480     }
3481
3482     /// Returns `true` if `other` is earlier in the control flow graph than `self`.
3483     pub fn is_predecessor_of<'tcx>(&self, other: Location, body: &Body<'tcx>) -> bool {
3484         // If we are in the same block as the other location and are an earlier statement
3485         // then we are a predecessor of `other`.
3486         if self.block == other.block && self.statement_index < other.statement_index {
3487             return true;
3488         }
3489
3490         let predecessors = body.predecessors();
3491
3492         // If we're in another block, then we want to check that block is a predecessor of `other`.
3493         let mut queue: Vec<BasicBlock> = predecessors[other.block].to_vec();
3494         let mut visited = FxHashSet::default();
3495
3496         while let Some(block) = queue.pop() {
3497             // If we haven't visited this block before, then make sure we visit its predecessors.
3498             if visited.insert(block) {
3499                 queue.extend(predecessors[block].iter().cloned());
3500             } else {
3501                 continue;
3502             }
3503
3504             // If we found the block that `self` is in, then we are a predecessor of `other` (since
3505             // we found that block by looking at the predecessors of `other`).
3506             if self.block == block {
3507                 return true;
3508             }
3509         }
3510
3511         false
3512     }
3513
3514     pub fn dominates(&self, other: Location, dominators: &Dominators<BasicBlock>) -> bool {
3515         if self.block == other.block {
3516             self.statement_index <= other.statement_index
3517         } else {
3518             dominators.is_dominated_by(other.block, self.block)
3519         }
3520     }
3521 }