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[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::{Allocation, 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::{TypeFoldable, TypeFolder, TypeVisitor};
11 use crate::ty::print::{FmtPrinter, Printer};
12 use crate::ty::subst::{Subst, SubstsRef};
13 use crate::ty::{self, List, Ty, TyCtxt};
14 use crate::ty::{AdtDef, InstanceDef, Region, UserTypeAnnotationIndex};
15 use rustc_hir as hir;
16 use rustc_hir::def::{CtorKind, Namespace};
17 use rustc_hir::def_id::{DefId, CRATE_DEF_INDEX};
18 use rustc_hir::{self, GeneratorKind};
19 use rustc_target::abi::VariantIdx;
20
21 use polonius_engine::Atom;
22 pub use rustc_ast::Mutability;
23 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
24 use rustc_data_structures::graph::dominators::{dominators, Dominators};
25 use rustc_data_structures::graph::{self, GraphSuccessors};
26 use rustc_index::bit_set::BitMatrix;
27 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
28 use rustc_serialize::{Decodable, Encodable};
29 use rustc_span::symbol::Symbol;
30 use rustc_span::{Span, DUMMY_SP};
31 use rustc_target::asm::InlineAsmRegOrRegClass;
32 use std::borrow::Cow;
33 use std::fmt::{self, Debug, Display, Formatter, Write};
34 use std::ops::{ControlFlow, Index, IndexMut};
35 use std::slice;
36 use std::{iter, mem, option};
37
38 use self::graph_cyclic_cache::GraphIsCyclicCache;
39 use self::predecessors::{PredecessorCache, Predecessors};
40 pub use self::query::*;
41
42 pub mod abstract_const;
43 pub mod coverage;
44 mod graph_cyclic_cache;
45 pub mod interpret;
46 pub mod mono;
47 mod predecessors;
48 mod query;
49 pub mod tcx;
50 pub mod terminator;
51 pub use terminator::*;
52 pub mod traversal;
53 mod type_foldable;
54 pub mod visit;
55
56 /// Types for locals
57 pub type LocalDecls<'tcx> = IndexVec<Local, LocalDecl<'tcx>>;
58
59 pub trait HasLocalDecls<'tcx> {
60     fn local_decls(&self) -> &LocalDecls<'tcx>;
61 }
62
63 impl<'tcx> HasLocalDecls<'tcx> for LocalDecls<'tcx> {
64     fn local_decls(&self) -> &LocalDecls<'tcx> {
65         self
66     }
67 }
68
69 impl<'tcx> HasLocalDecls<'tcx> for Body<'tcx> {
70     fn local_decls(&self) -> &LocalDecls<'tcx> {
71         &self.local_decls
72     }
73 }
74
75 /// The various "big phases" that MIR goes through.
76 ///
77 /// These phases all describe dialects of MIR. Since all MIR uses the same datastructures, the
78 /// dialects forbid certain variants or values in certain phases.
79 ///
80 /// Note: Each phase's validation checks all invariants of the *previous* phases' dialects. A phase
81 /// that changes the dialect documents what invariants must be upheld *after* that phase finishes.
82 ///
83 /// Warning: ordering of variants is significant.
84 #[derive(Copy, Clone, TyEncodable, TyDecodable, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
85 #[derive(HashStable)]
86 pub enum MirPhase {
87     Build = 0,
88     // FIXME(oli-obk): it's unclear whether we still need this phase (and its corresponding query).
89     // We used to have this for pre-miri MIR based const eval.
90     Const = 1,
91     /// This phase checks the MIR for promotable elements and takes them out of the main MIR body
92     /// by creating a new MIR body per promoted element. After this phase (and thus the termination
93     /// of the `mir_promoted` query), these promoted elements are available in the `promoted_mir`
94     /// query.
95     ConstPromotion = 2,
96     /// After this phase
97     /// * the only `AggregateKind`s allowed are `Array` and `Generator`,
98     /// * `DropAndReplace` is gone for good
99     /// * `Drop` now uses explicit drop flags visible in the MIR and reaching a `Drop` terminator
100     ///   means that the auto-generated drop glue will be invoked.
101     DropLowering = 3,
102     /// After this phase, generators are explicit state machines (no more `Yield`).
103     /// `AggregateKind::Generator` is gone for good.
104     GeneratorLowering = 4,
105     Optimization = 5,
106 }
107
108 impl MirPhase {
109     /// Gets the index of the current MirPhase within the set of all `MirPhase`s.
110     pub fn phase_index(&self) -> usize {
111         *self as usize
112     }
113 }
114
115 /// Where a specific `mir::Body` comes from.
116 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
117 #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable)]
118 pub struct MirSource<'tcx> {
119     pub instance: InstanceDef<'tcx>,
120
121     /// If `Some`, this is a promoted rvalue within the parent function.
122     pub promoted: Option<Promoted>,
123 }
124
125 impl<'tcx> MirSource<'tcx> {
126     pub fn item(def_id: DefId) -> Self {
127         MirSource {
128             instance: InstanceDef::Item(ty::WithOptConstParam::unknown(def_id)),
129             promoted: None,
130         }
131     }
132
133     pub fn from_instance(instance: InstanceDef<'tcx>) -> Self {
134         MirSource { instance, promoted: None }
135     }
136
137     pub fn with_opt_param(self) -> ty::WithOptConstParam<DefId> {
138         self.instance.with_opt_param()
139     }
140
141     #[inline]
142     pub fn def_id(&self) -> DefId {
143         self.instance.def_id()
144     }
145 }
146
147 /// The lowered representation of a single function.
148 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, Debug, HashStable, TypeFoldable)]
149 pub struct Body<'tcx> {
150     /// A list of basic blocks. References to basic block use a newtyped index type [`BasicBlock`]
151     /// that indexes into this vector.
152     basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
153
154     /// Records how far through the "desugaring and optimization" process this particular
155     /// MIR has traversed. This is particularly useful when inlining, since in that context
156     /// we instantiate the promoted constants and add them to our promoted vector -- but those
157     /// promoted items have already been optimized, whereas ours have not. This field allows
158     /// us to see the difference and forego optimization on the inlined promoted items.
159     pub phase: MirPhase,
160
161     pub source: MirSource<'tcx>,
162
163     /// A list of source scopes; these are referenced by statements
164     /// and used for debuginfo. Indexed by a `SourceScope`.
165     pub source_scopes: IndexVec<SourceScope, SourceScopeData<'tcx>>,
166
167     /// The yield type of the function, if it is a generator.
168     pub yield_ty: Option<Ty<'tcx>>,
169
170     /// Generator drop glue.
171     pub generator_drop: Option<Box<Body<'tcx>>>,
172
173     /// The layout of a generator. Produced by the state transformation.
174     pub generator_layout: Option<GeneratorLayout<'tcx>>,
175
176     /// If this is a generator then record the type of source expression that caused this generator
177     /// to be created.
178     pub generator_kind: Option<GeneratorKind>,
179
180     /// Declarations of locals.
181     ///
182     /// The first local is the return value pointer, followed by `arg_count`
183     /// locals for the function arguments, followed by any user-declared
184     /// variables and temporaries.
185     pub local_decls: LocalDecls<'tcx>,
186
187     /// User type annotations.
188     pub user_type_annotations: ty::CanonicalUserTypeAnnotations<'tcx>,
189
190     /// The number of arguments this function takes.
191     ///
192     /// Starting at local 1, `arg_count` locals will be provided by the caller
193     /// and can be assumed to be initialized.
194     ///
195     /// If this MIR was built for a constant, this will be 0.
196     pub arg_count: usize,
197
198     /// Mark an argument local (which must be a tuple) as getting passed as
199     /// its individual components at the LLVM level.
200     ///
201     /// This is used for the "rust-call" ABI.
202     pub spread_arg: Option<Local>,
203
204     /// Debug information pertaining to user variables, including captures.
205     pub var_debug_info: Vec<VarDebugInfo<'tcx>>,
206
207     /// A span representing this MIR, for error reporting.
208     pub span: Span,
209
210     /// Constants that are required to evaluate successfully for this MIR to be well-formed.
211     /// We hold in this field all the constants we are not able to evaluate yet.
212     pub required_consts: Vec<Constant<'tcx>>,
213
214     /// Does this body use generic parameters. This is used for the `ConstEvaluatable` check.
215     ///
216     /// Note that this does not actually mean that this body is not computable right now.
217     /// The repeat count in the following example is polymorphic, but can still be evaluated
218     /// without knowing anything about the type parameter `T`.
219     ///
220     /// ```rust
221     /// fn test<T>() {
222     ///     let _ = [0; std::mem::size_of::<*mut T>()];
223     /// }
224     /// ```
225     ///
226     /// **WARNING**: Do not change this flags after the MIR was originally created, even if an optimization
227     /// removed the last mention of all generic params. We do not want to rely on optimizations and
228     /// potentially allow things like `[u8; std::mem::size_of::<T>() * 0]` due to this.
229     pub is_polymorphic: bool,
230
231     predecessor_cache: PredecessorCache,
232     is_cyclic: GraphIsCyclicCache,
233 }
234
235 impl<'tcx> Body<'tcx> {
236     pub fn new(
237         source: MirSource<'tcx>,
238         basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
239         source_scopes: IndexVec<SourceScope, SourceScopeData<'tcx>>,
240         local_decls: LocalDecls<'tcx>,
241         user_type_annotations: ty::CanonicalUserTypeAnnotations<'tcx>,
242         arg_count: usize,
243         var_debug_info: Vec<VarDebugInfo<'tcx>>,
244         span: Span,
245         generator_kind: Option<GeneratorKind>,
246     ) -> Self {
247         // We need `arg_count` locals, and one for the return place.
248         assert!(
249             local_decls.len() > arg_count,
250             "expected at least {} locals, got {}",
251             arg_count + 1,
252             local_decls.len()
253         );
254
255         let mut body = Body {
256             phase: MirPhase::Build,
257             source,
258             basic_blocks,
259             source_scopes,
260             yield_ty: None,
261             generator_drop: None,
262             generator_layout: None,
263             generator_kind,
264             local_decls,
265             user_type_annotations,
266             arg_count,
267             spread_arg: None,
268             var_debug_info,
269             span,
270             required_consts: Vec::new(),
271             is_polymorphic: false,
272             predecessor_cache: PredecessorCache::new(),
273             is_cyclic: GraphIsCyclicCache::new(),
274         };
275         body.is_polymorphic = body.has_param_types_or_consts();
276         body
277     }
278
279     /// Returns a partially initialized MIR body containing only a list of basic blocks.
280     ///
281     /// The returned MIR contains no `LocalDecl`s (even for the return place) or source scopes. It
282     /// is only useful for testing but cannot be `#[cfg(test)]` because it is used in a different
283     /// crate.
284     pub fn new_cfg_only(basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>) -> Self {
285         let mut body = Body {
286             phase: MirPhase::Build,
287             source: MirSource::item(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
288             basic_blocks,
289             source_scopes: IndexVec::new(),
290             yield_ty: None,
291             generator_drop: None,
292             generator_layout: None,
293             local_decls: IndexVec::new(),
294             user_type_annotations: IndexVec::new(),
295             arg_count: 0,
296             spread_arg: None,
297             span: DUMMY_SP,
298             required_consts: Vec::new(),
299             generator_kind: None,
300             var_debug_info: Vec::new(),
301             is_polymorphic: false,
302             predecessor_cache: PredecessorCache::new(),
303             is_cyclic: GraphIsCyclicCache::new(),
304         };
305         body.is_polymorphic = body.has_param_types_or_consts();
306         body
307     }
308
309     #[inline]
310     pub fn basic_blocks(&self) -> &IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>> {
311         &self.basic_blocks
312     }
313
314     #[inline]
315     pub fn basic_blocks_mut(&mut self) -> &mut IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>> {
316         // Because the user could mutate basic block terminators via this reference, we need to
317         // invalidate the caches.
318         //
319         // FIXME: Use a finer-grained API for this, so only transformations that alter terminators
320         // invalidate the caches.
321         self.predecessor_cache.invalidate();
322         self.is_cyclic.invalidate();
323         &mut self.basic_blocks
324     }
325
326     #[inline]
327     pub fn basic_blocks_and_local_decls_mut(
328         &mut self,
329     ) -> (&mut IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>, &mut LocalDecls<'tcx>) {
330         self.predecessor_cache.invalidate();
331         self.is_cyclic.invalidate();
332         (&mut self.basic_blocks, &mut self.local_decls)
333     }
334
335     #[inline]
336     pub fn basic_blocks_local_decls_mut_and_var_debug_info(
337         &mut self,
338     ) -> (
339         &mut IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
340         &mut LocalDecls<'tcx>,
341         &mut Vec<VarDebugInfo<'tcx>>,
342     ) {
343         self.predecessor_cache.invalidate();
344         self.is_cyclic.invalidate();
345         (&mut self.basic_blocks, &mut self.local_decls, &mut self.var_debug_info)
346     }
347
348     /// Returns `true` if a cycle exists in the control-flow graph that is reachable from the
349     /// `START_BLOCK`.
350     pub fn is_cfg_cyclic(&self) -> bool {
351         self.is_cyclic.is_cyclic(self)
352     }
353
354     #[inline]
355     pub fn local_kind(&self, local: Local) -> LocalKind {
356         let index = local.as_usize();
357         if index == 0 {
358             debug_assert!(
359                 self.local_decls[local].mutability == Mutability::Mut,
360                 "return place should be mutable"
361             );
362
363             LocalKind::ReturnPointer
364         } else if index < self.arg_count + 1 {
365             LocalKind::Arg
366         } else if self.local_decls[local].is_user_variable() {
367             LocalKind::Var
368         } else {
369             LocalKind::Temp
370         }
371     }
372
373     /// Returns an iterator over all temporaries.
374     #[inline]
375     pub fn temps_iter<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = Local> + 'a {
376         (self.arg_count + 1..self.local_decls.len()).filter_map(move |index| {
377             let local = Local::new(index);
378             if self.local_decls[local].is_user_variable() { None } else { Some(local) }
379         })
380     }
381
382     /// Returns an iterator over all user-declared locals.
383     #[inline]
384     pub fn vars_iter<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = Local> + 'a {
385         (self.arg_count + 1..self.local_decls.len()).filter_map(move |index| {
386             let local = Local::new(index);
387             self.local_decls[local].is_user_variable().then_some(local)
388         })
389     }
390
391     /// Returns an iterator over all user-declared mutable locals.
392     #[inline]
393     pub fn mut_vars_iter<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = Local> + 'a {
394         (self.arg_count + 1..self.local_decls.len()).filter_map(move |index| {
395             let local = Local::new(index);
396             let decl = &self.local_decls[local];
397             if decl.is_user_variable() && decl.mutability == Mutability::Mut {
398                 Some(local)
399             } else {
400                 None
401             }
402         })
403     }
404
405     /// Returns an iterator over all user-declared mutable arguments and locals.
406     #[inline]
407     pub fn mut_vars_and_args_iter<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = Local> + 'a {
408         (1..self.local_decls.len()).filter_map(move |index| {
409             let local = Local::new(index);
410             let decl = &self.local_decls[local];
411             if (decl.is_user_variable() || index < self.arg_count + 1)
412                 && decl.mutability == Mutability::Mut
413             {
414                 Some(local)
415             } else {
416                 None
417             }
418         })
419     }
420
421     /// Returns an iterator over all function arguments.
422     #[inline]
423     pub fn args_iter(&self) -> impl Iterator<Item = Local> + ExactSizeIterator {
424         let arg_count = self.arg_count;
425         (1..arg_count + 1).map(Local::new)
426     }
427
428     /// Returns an iterator over all user-defined variables and compiler-generated temporaries (all
429     /// locals that are neither arguments nor the return place).
430     #[inline]
431     pub fn vars_and_temps_iter(
432         &self,
433     ) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Local> + ExactSizeIterator {
434         let arg_count = self.arg_count;
435         let local_count = self.local_decls.len();
436         (arg_count + 1..local_count).map(Local::new)
437     }
438
439     /// Changes a statement to a nop. This is both faster than deleting instructions and avoids
440     /// invalidating statement indices in `Location`s.
441     pub fn make_statement_nop(&mut self, location: Location) {
442         let block = &mut self.basic_blocks[location.block];
443         debug_assert!(location.statement_index < block.statements.len());
444         block.statements[location.statement_index].make_nop()
445     }
446
447     /// Returns the source info associated with `location`.
448     pub fn source_info(&self, location: Location) -> &SourceInfo {
449         let block = &self[location.block];
450         let stmts = &block.statements;
451         let idx = location.statement_index;
452         if idx < stmts.len() {
453             &stmts[idx].source_info
454         } else {
455             assert_eq!(idx, stmts.len());
456             &block.terminator().source_info
457         }
458     }
459
460     /// Returns the return type; it always return first element from `local_decls` array.
461     #[inline]
462     pub fn return_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
463         self.local_decls[RETURN_PLACE].ty
464     }
465
466     /// Gets the location of the terminator for the given block.
467     #[inline]
468     pub fn terminator_loc(&self, bb: BasicBlock) -> Location {
469         Location { block: bb, statement_index: self[bb].statements.len() }
470     }
471
472     #[inline]
473     pub fn predecessors(&self) -> impl std::ops::Deref<Target = Predecessors> + '_ {
474         self.predecessor_cache.compute(&self.basic_blocks)
475     }
476
477     #[inline]
478     pub fn dominators(&self) -> Dominators<BasicBlock> {
479         dominators(self)
480     }
481 }
482
483 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
484 pub enum Safety {
485     Safe,
486     /// Unsafe because of a PushUnsafeBlock
487     BuiltinUnsafe,
488     /// Unsafe because of an unsafe fn
489     FnUnsafe,
490     /// Unsafe because of an `unsafe` block
491     ExplicitUnsafe(hir::HirId),
492 }
493
494 impl<'tcx> Index<BasicBlock> for Body<'tcx> {
495     type Output = BasicBlockData<'tcx>;
496
497     #[inline]
498     fn index(&self, index: BasicBlock) -> &BasicBlockData<'tcx> {
499         &self.basic_blocks()[index]
500     }
501 }
502
503 impl<'tcx> IndexMut<BasicBlock> for Body<'tcx> {
504     #[inline]
505     fn index_mut(&mut self, index: BasicBlock) -> &mut BasicBlockData<'tcx> {
506         &mut self.basic_blocks_mut()[index]
507     }
508 }
509
510 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable, TypeFoldable)]
511 pub enum ClearCrossCrate<T> {
512     Clear,
513     Set(T),
514 }
515
516 impl<T> ClearCrossCrate<T> {
517     pub fn as_ref(&self) -> ClearCrossCrate<&T> {
518         match self {
519             ClearCrossCrate::Clear => ClearCrossCrate::Clear,
520             ClearCrossCrate::Set(v) => ClearCrossCrate::Set(v),
521         }
522     }
523
524     pub fn assert_crate_local(self) -> T {
525         match self {
526             ClearCrossCrate::Clear => bug!("unwrapping cross-crate data"),
527             ClearCrossCrate::Set(v) => v,
528         }
529     }
530 }
531
532 const TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_CLEAR: u8 = 0;
533 const TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_SET: u8 = 1;
534
535 impl<'tcx, E: TyEncoder<'tcx>, T: Encodable<E>> Encodable<E> for ClearCrossCrate<T> {
536     #[inline]
537     fn encode(&self, e: &mut E) -> Result<(), E::Error> {
538         if E::CLEAR_CROSS_CRATE {
539             return Ok(());
540         }
541
542         match *self {
543             ClearCrossCrate::Clear => TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_CLEAR.encode(e),
544             ClearCrossCrate::Set(ref val) => {
545                 TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_SET.encode(e)?;
546                 val.encode(e)
547             }
548         }
549     }
550 }
551 impl<'tcx, D: TyDecoder<'tcx>, T: Decodable<D>> Decodable<D> for ClearCrossCrate<T> {
552     #[inline]
553     fn decode(d: &mut D) -> Result<ClearCrossCrate<T>, D::Error> {
554         if D::CLEAR_CROSS_CRATE {
555             return Ok(ClearCrossCrate::Clear);
556         }
557
558         let discr = u8::decode(d)?;
559
560         match discr {
561             TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_CLEAR => Ok(ClearCrossCrate::Clear),
562             TAG_CLEAR_CROSS_CRATE_SET => {
563                 let val = T::decode(d)?;
564                 Ok(ClearCrossCrate::Set(val))
565             }
566             tag => Err(d.error(&format!("Invalid tag for ClearCrossCrate: {:?}", tag))),
567         }
568     }
569 }
570
571 /// Grouped information about the source code origin of a MIR entity.
572 /// Intended to be inspected by diagnostics and debuginfo.
573 /// Most passes can work with it as a whole, within a single function.
574 // The unofficial Cranelift backend, at least as of #65828, needs `SourceInfo` to implement `Eq` and
575 // `Hash`. Please ping @bjorn3 if removing them.
576 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Hash, HashStable)]
577 pub struct SourceInfo {
578     /// The source span for the AST pertaining to this MIR entity.
579     pub span: Span,
580
581     /// The source scope, keeping track of which bindings can be
582     /// seen by debuginfo, active lint levels, `unsafe {...}`, etc.
583     pub scope: SourceScope,
584 }
585
586 impl SourceInfo {
587     #[inline]
588     pub fn outermost(span: Span) -> Self {
589         SourceInfo { span, scope: OUTERMOST_SOURCE_SCOPE }
590     }
591 }
592
593 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
594 // Borrow kinds
595
596 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, TyEncodable, TyDecodable)]
597 #[derive(HashStable)]
598 pub enum BorrowKind {
599     /// Data must be immutable and is aliasable.
600     Shared,
601
602     /// The immediately borrowed place must be immutable, but projections from
603     /// it don't need to be. For example, a shallow borrow of `a.b` doesn't
604     /// conflict with a mutable borrow of `a.b.c`.
605     ///
606     /// This is used when lowering matches: when matching on a place we want to
607     /// ensure that place have the same value from the start of the match until
608     /// an arm is selected. This prevents this code from compiling:
609     ///
610     ///     let mut x = &Some(0);
611     ///     match *x {
612     ///         None => (),
613     ///         Some(_) if { x = &None; false } => (),
614     ///         Some(_) => (),
615     ///     }
616     ///
617     /// This can't be a shared borrow because mutably borrowing (*x as Some).0
618     /// should not prevent `if let None = x { ... }`, for example, because the
619     /// mutating `(*x as Some).0` can't affect the discriminant of `x`.
620     /// We can also report errors with this kind of borrow differently.
621     Shallow,
622
623     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
624     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
625     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure is
626     /// borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
627     ///
628     ///     let x: &mut isize = ...;
629     ///     let y = || *x += 5;
630     ///
631     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
632     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
633     ///
634     ///     struct Env { x: & &mut isize }
635     ///     let x: &mut isize = ...;
636     ///     let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
637     ///     fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
638     ///
639     /// This is then illegal because you cannot mutate an `&mut` found
640     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
641     /// an `&mut` borrow:
642     ///
643     ///     struct Env { x: & &mut isize }
644     ///     let x: &mut isize = ...;
645     ///     let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
646     ///     fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
647     ///
648     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
649     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
650     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
651     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
652     /// borrow is hidden.
653     ///
654     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
655     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
656     /// simplicity, we don't give users the way to express this
657     /// borrow, it's just used when translating closures.
658     Unique,
659
660     /// Data is mutable and not aliasable.
661     Mut {
662         /// `true` if this borrow arose from method-call auto-ref
663         /// (i.e., `adjustment::Adjust::Borrow`).
664         allow_two_phase_borrow: bool,
665     },
666 }
667
668 impl BorrowKind {
669     pub fn allows_two_phase_borrow(&self) -> bool {
670         match *self {
671             BorrowKind::Shared | BorrowKind::Shallow | BorrowKind::Unique => false,
672             BorrowKind::Mut { allow_two_phase_borrow } => allow_two_phase_borrow,
673         }
674     }
675 }
676
677 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
678 // Variables and temps
679
680 rustc_index::newtype_index! {
681     pub struct Local {
682         derive [HashStable]
683         DEBUG_FORMAT = "_{}",
684         const RETURN_PLACE = 0,
685     }
686 }
687
688 impl Atom for Local {
689     fn index(self) -> usize {
690         Idx::index(self)
691     }
692 }
693
694 /// Classifies locals into categories. See `Body::local_kind`.
695 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
696 pub enum LocalKind {
697     /// User-declared variable binding.
698     Var,
699     /// Compiler-introduced temporary.
700     Temp,
701     /// Function argument.
702     Arg,
703     /// Location of function's return value.
704     ReturnPointer,
705 }
706
707 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
708 pub struct VarBindingForm<'tcx> {
709     /// Is variable bound via `x`, `mut x`, `ref x`, or `ref mut x`?
710     pub binding_mode: ty::BindingMode,
711     /// If an explicit type was provided for this variable binding,
712     /// this holds the source Span of that type.
713     ///
714     /// NOTE: if you want to change this to a `HirId`, be wary that
715     /// doing so breaks incremental compilation (as of this writing),
716     /// while a `Span` does not cause our tests to fail.
717     pub opt_ty_info: Option<Span>,
718     /// Place of the RHS of the =, or the subject of the `match` where this
719     /// variable is initialized. None in the case of `let PATTERN;`.
720     /// Some((None, ..)) in the case of and `let [mut] x = ...` because
721     /// (a) the right-hand side isn't evaluated as a place expression.
722     /// (b) it gives a way to separate this case from the remaining cases
723     ///     for diagnostics.
724     pub opt_match_place: Option<(Option<Place<'tcx>>, Span)>,
725     /// The span of the pattern in which this variable was bound.
726     pub pat_span: Span,
727 }
728
729 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
730 pub enum BindingForm<'tcx> {
731     /// This is a binding for a non-`self` binding, or a `self` that has an explicit type.
732     Var(VarBindingForm<'tcx>),
733     /// Binding for a `self`/`&self`/`&mut self` binding where the type is implicit.
734     ImplicitSelf(ImplicitSelfKind),
735     /// Reference used in a guard expression to ensure immutability.
736     RefForGuard,
737 }
738
739 /// Represents what type of implicit self a function has, if any.
740 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
741 pub enum ImplicitSelfKind {
742     /// Represents a `fn x(self);`.
743     Imm,
744     /// Represents a `fn x(mut self);`.
745     Mut,
746     /// Represents a `fn x(&self);`.
747     ImmRef,
748     /// Represents a `fn x(&mut self);`.
749     MutRef,
750     /// Represents when a function does not have a self argument or
751     /// when a function has a `self: X` argument.
752     None,
753 }
754
755 TrivialTypeFoldableAndLiftImpls! { BindingForm<'tcx>, }
756
757 mod binding_form_impl {
758     use crate::ich::StableHashingContext;
759     use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
760
761     impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for super::BindingForm<'tcx> {
762         fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
763             use super::BindingForm::*;
764             std::mem::discriminant(self).hash_stable(hcx, hasher);
765
766             match self {
767                 Var(binding) => binding.hash_stable(hcx, hasher),
768                 ImplicitSelf(kind) => kind.hash_stable(hcx, hasher),
769                 RefForGuard => (),
770             }
771         }
772     }
773 }
774
775 /// `BlockTailInfo` is attached to the `LocalDecl` for temporaries
776 /// created during evaluation of expressions in a block tail
777 /// expression; that is, a block like `{ STMT_1; STMT_2; EXPR }`.
778 ///
779 /// It is used to improve diagnostics when such temporaries are
780 /// involved in borrow_check errors, e.g., explanations of where the
781 /// temporaries come from, when their destructors are run, and/or how
782 /// one might revise the code to satisfy the borrow checker's rules.
783 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
784 pub struct BlockTailInfo {
785     /// If `true`, then the value resulting from evaluating this tail
786     /// expression is ignored by the block's expression context.
787     ///
788     /// Examples include `{ ...; tail };` and `let _ = { ...; tail };`
789     /// but not e.g., `let _x = { ...; tail };`
790     pub tail_result_is_ignored: bool,
791
792     /// `Span` of the tail expression.
793     pub span: Span,
794 }
795
796 /// A MIR local.
797 ///
798 /// This can be a binding declared by the user, a temporary inserted by the compiler, a function
799 /// argument, or the return place.
800 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
801 pub struct LocalDecl<'tcx> {
802     /// Whether this is a mutable binding (i.e., `let x` or `let mut x`).
803     ///
804     /// Temporaries and the return place are always mutable.
805     pub mutability: Mutability,
806
807     // FIXME(matthewjasper) Don't store in this in `Body`
808     pub local_info: Option<Box<LocalInfo<'tcx>>>,
809
810     /// `true` if this is an internal local.
811     ///
812     /// These locals are not based on types in the source code and are only used
813     /// for a few desugarings at the moment.
814     ///
815     /// The generator transformation will sanity check the locals which are live
816     /// across a suspension point against the type components of the generator
817     /// which type checking knows are live across a suspension point. We need to
818     /// flag drop flags to avoid triggering this check as they are introduced
819     /// after typeck.
820     ///
821     /// This should be sound because the drop flags are fully algebraic, and
822     /// therefore don't affect the auto-trait or outlives properties of the
823     /// generator.
824     pub internal: bool,
825
826     /// If this local is a temporary and `is_block_tail` is `Some`,
827     /// then it is a temporary created for evaluation of some
828     /// subexpression of some block's tail expression (with no
829     /// intervening statement context).
830     // FIXME(matthewjasper) Don't store in this in `Body`
831     pub is_block_tail: Option<BlockTailInfo>,
832
833     /// The type of this local.
834     pub ty: Ty<'tcx>,
835
836     /// If the user manually ascribed a type to this variable,
837     /// e.g., via `let x: T`, then we carry that type here. The MIR
838     /// borrow checker needs this information since it can affect
839     /// region inference.
840     // FIXME(matthewjasper) Don't store in this in `Body`
841     pub user_ty: Option<Box<UserTypeProjections>>,
842
843     /// The *syntactic* (i.e., not visibility) source scope the local is defined
844     /// in. If the local was defined in a let-statement, this
845     /// is *within* the let-statement, rather than outside
846     /// of it.
847     ///
848     /// This is needed because the visibility source scope of locals within
849     /// a let-statement is weird.
850     ///
851     /// The reason is that we want the local to be *within* the let-statement
852     /// for lint purposes, but we want the local to be *after* the let-statement
853     /// for names-in-scope purposes.
854     ///
855     /// That's it, if we have a let-statement like the one in this
856     /// function:
857     ///
858     /// ```
859     /// fn foo(x: &str) {
860     ///     #[allow(unused_mut)]
861     ///     let mut x: u32 = { // <- one unused mut
862     ///         let mut y: u32 = x.parse().unwrap();
863     ///         y + 2
864     ///     };
865     ///     drop(x);
866     /// }
867     /// ```
868     ///
869     /// Then, from a lint point of view, the declaration of `x: u32`
870     /// (and `y: u32`) are within the `#[allow(unused_mut)]` scope - the
871     /// lint scopes are the same as the AST/HIR nesting.
872     ///
873     /// However, from a name lookup point of view, the scopes look more like
874     /// as if the let-statements were `match` expressions:
875     ///
876     /// ```
877     /// fn foo(x: &str) {
878     ///     match {
879     ///         match x.parse().unwrap() {
880     ///             y => y + 2
881     ///         }
882     ///     } {
883     ///         x => drop(x)
884     ///     };
885     /// }
886     /// ```
887     ///
888     /// We care about the name-lookup scopes for debuginfo - if the
889     /// debuginfo instruction pointer is at the call to `x.parse()`, we
890     /// want `x` to refer to `x: &str`, but if it is at the call to
891     /// `drop(x)`, we want it to refer to `x: u32`.
892     ///
893     /// To allow both uses to work, we need to have more than a single scope
894     /// for a local. We have the `source_info.scope` represent the "syntactic"
895     /// lint scope (with a variable being under its let block) while the
896     /// `var_debug_info.source_info.scope` represents the "local variable"
897     /// scope (where the "rest" of a block is under all prior let-statements).
898     ///
899     /// The end result looks like this:
900     ///
901     /// ```text
902     /// ROOT SCOPE
903     ///  │{ argument x: &str }
904     ///  │
905     ///  │ │{ #[allow(unused_mut)] } // This is actually split into 2 scopes
906     ///  │ │                         // in practice because I'm lazy.
907     ///  │ │
908     ///  │ │← x.source_info.scope
909     ///  │ │← `x.parse().unwrap()`
910     ///  │ │
911     ///  │ │ │← y.source_info.scope
912     ///  │ │
913     ///  │ │ │{ let y: u32 }
914     ///  │ │ │
915     ///  │ │ │← y.var_debug_info.source_info.scope
916     ///  │ │ │← `y + 2`
917     ///  │
918     ///  │ │{ let x: u32 }
919     ///  │ │← x.var_debug_info.source_info.scope
920     ///  │ │← `drop(x)` // This accesses `x: u32`.
921     /// ```
922     pub source_info: SourceInfo,
923 }
924
925 // `LocalDecl` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
926 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
927 static_assert_size!(LocalDecl<'_>, 56);
928
929 /// Extra information about a some locals that's used for diagnostics and for
930 /// classifying variables into local variables, statics, etc, which is needed e.g.
931 /// for unsafety checking.
932 ///
933 /// Not used for non-StaticRef temporaries, the return place, or anonymous
934 /// function parameters.
935 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
936 pub enum LocalInfo<'tcx> {
937     /// A user-defined local variable or function parameter
938     ///
939     /// The `BindingForm` is solely used for local diagnostics when generating
940     /// warnings/errors when compiling the current crate, and therefore it need
941     /// not be visible across crates.
942     User(ClearCrossCrate<BindingForm<'tcx>>),
943     /// A temporary created that references the static with the given `DefId`.
944     StaticRef { def_id: DefId, is_thread_local: bool },
945     /// A temporary created that references the const with the given `DefId`
946     ConstRef { def_id: DefId },
947 }
948
949 impl<'tcx> LocalDecl<'tcx> {
950     /// Returns `true` only if local is a binding that can itself be
951     /// made mutable via the addition of the `mut` keyword, namely
952     /// something like the occurrences of `x` in:
953     /// - `fn foo(x: Type) { ... }`,
954     /// - `let x = ...`,
955     /// - or `match ... { C(x) => ... }`
956     pub fn can_be_made_mutable(&self) -> bool {
957         matches!(
958             self.local_info,
959             Some(box LocalInfo::User(ClearCrossCrate::Set(
960                 BindingForm::Var(VarBindingForm {
961                     binding_mode: ty::BindingMode::BindByValue(_),
962                     opt_ty_info: _,
963                     opt_match_place: _,
964                     pat_span: _,
965                 }) | BindingForm::ImplicitSelf(ImplicitSelfKind::Imm),
966             )))
967         )
968     }
969
970     /// Returns `true` if local is definitely not a `ref ident` or
971     /// `ref mut ident` binding. (Such bindings cannot be made into
972     /// mutable bindings, but the inverse does not necessarily hold).
973     pub fn is_nonref_binding(&self) -> bool {
974         matches!(
975             self.local_info,
976             Some(box LocalInfo::User(ClearCrossCrate::Set(
977                 BindingForm::Var(VarBindingForm {
978                     binding_mode: ty::BindingMode::BindByValue(_),
979                     opt_ty_info: _,
980                     opt_match_place: _,
981                     pat_span: _,
982                 }) | BindingForm::ImplicitSelf(_),
983             )))
984         )
985     }
986
987     /// Returns `true` if this variable is a named variable or function
988     /// parameter declared by the user.
989     #[inline]
990     pub fn is_user_variable(&self) -> bool {
991         matches!(self.local_info, Some(box LocalInfo::User(_)))
992     }
993
994     /// Returns `true` if this is a reference to a variable bound in a `match`
995     /// expression that is used to access said variable for the guard of the
996     /// match arm.
997     pub fn is_ref_for_guard(&self) -> bool {
998         matches!(
999             self.local_info,
1000             Some(box LocalInfo::User(ClearCrossCrate::Set(BindingForm::RefForGuard)))
1001         )
1002     }
1003
1004     /// Returns `Some` if this is a reference to a static item that is used to
1005     /// access that static.
1006     pub fn is_ref_to_static(&self) -> bool {
1007         matches!(self.local_info, Some(box LocalInfo::StaticRef { .. }))
1008     }
1009
1010     /// Returns `Some` if this is a reference to a thread-local static item that is used to
1011     /// access that static.
1012     pub fn is_ref_to_thread_local(&self) -> bool {
1013         match self.local_info {
1014             Some(box LocalInfo::StaticRef { is_thread_local, .. }) => is_thread_local,
1015             _ => false,
1016         }
1017     }
1018
1019     /// Returns `true` is the local is from a compiler desugaring, e.g.,
1020     /// `__next` from a `for` loop.
1021     #[inline]
1022     pub fn from_compiler_desugaring(&self) -> bool {
1023         self.source_info.span.desugaring_kind().is_some()
1024     }
1025
1026     /// Creates a new `LocalDecl` for a temporary: mutable, non-internal.
1027     #[inline]
1028     pub fn new(ty: Ty<'tcx>, span: Span) -> Self {
1029         Self::with_source_info(ty, SourceInfo::outermost(span))
1030     }
1031
1032     /// Like `LocalDecl::new`, but takes a `SourceInfo` instead of a `Span`.
1033     #[inline]
1034     pub fn with_source_info(ty: Ty<'tcx>, source_info: SourceInfo) -> Self {
1035         LocalDecl {
1036             mutability: Mutability::Mut,
1037             local_info: None,
1038             internal: false,
1039             is_block_tail: None,
1040             ty,
1041             user_ty: None,
1042             source_info,
1043         }
1044     }
1045
1046     /// Converts `self` into same `LocalDecl` except tagged as internal.
1047     #[inline]
1048     pub fn internal(mut self) -> Self {
1049         self.internal = true;
1050         self
1051     }
1052
1053     /// Converts `self` into same `LocalDecl` except tagged as immutable.
1054     #[inline]
1055     pub fn immutable(mut self) -> Self {
1056         self.mutability = Mutability::Not;
1057         self
1058     }
1059
1060     /// Converts `self` into same `LocalDecl` except tagged as internal temporary.
1061     #[inline]
1062     pub fn block_tail(mut self, info: BlockTailInfo) -> Self {
1063         assert!(self.is_block_tail.is_none());
1064         self.is_block_tail = Some(info);
1065         self
1066     }
1067 }
1068
1069 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1070 pub enum VarDebugInfoContents<'tcx> {
1071     /// NOTE(eddyb) There's an unenforced invariant that this `Place` is
1072     /// based on a `Local`, not a `Static`, and contains no indexing.
1073     Place(Place<'tcx>),
1074     Const(Constant<'tcx>),
1075 }
1076
1077 impl<'tcx> Debug for VarDebugInfoContents<'tcx> {
1078     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1079         match self {
1080             VarDebugInfoContents::Const(c) => write!(fmt, "{}", c),
1081             VarDebugInfoContents::Place(p) => write!(fmt, "{:?}", p),
1082         }
1083     }
1084 }
1085
1086 /// Debug information pertaining to a user variable.
1087 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1088 pub struct VarDebugInfo<'tcx> {
1089     pub name: Symbol,
1090
1091     /// Source info of the user variable, including the scope
1092     /// within which the variable is visible (to debuginfo)
1093     /// (see `LocalDecl`'s `source_info` field for more details).
1094     pub source_info: SourceInfo,
1095
1096     /// Where the data for this user variable is to be found.
1097     pub value: VarDebugInfoContents<'tcx>,
1098 }
1099
1100 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1101 // BasicBlock
1102
1103 rustc_index::newtype_index! {
1104     /// A node in the MIR [control-flow graph][CFG].
1105     ///
1106     /// There are no branches (e.g., `if`s, function calls, etc.) within a basic block, which makes
1107     /// it easier to do [data-flow analyses] and optimizations. Instead, branches are represented
1108     /// as an edge in a graph between basic blocks.
1109     ///
1110     /// Basic blocks consist of a series of [statements][Statement], ending with a
1111     /// [terminator][Terminator]. Basic blocks can have multiple predecessors and successors,
1112     /// however there is a MIR pass ([`CriticalCallEdges`]) that removes *critical edges*, which
1113     /// are edges that go from a multi-successor node to a multi-predecessor node. This pass is
1114     /// needed because some analyses require that there are no critical edges in the CFG.
1115     ///
1116     /// Note that this type is just an index into [`Body.basic_blocks`](Body::basic_blocks);
1117     /// the actual data that a basic block holds is in [`BasicBlockData`].
1118     ///
1119     /// Read more about basic blocks in the [rustc-dev-guide][guide-mir].
1120     ///
1121     /// [CFG]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/appendix/background.html#cfg
1122     /// [data-flow analyses]:
1123     ///     https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/appendix/background.html#what-is-a-dataflow-analysis
1124     /// [`CriticalCallEdges`]: ../../rustc_mir/transform/add_call_guards/enum.AddCallGuards.html#variant.CriticalCallEdges
1125     /// [guide-mir]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/mir/
1126     pub struct BasicBlock {
1127         derive [HashStable]
1128         DEBUG_FORMAT = "bb{}",
1129         const START_BLOCK = 0,
1130     }
1131 }
1132
1133 impl BasicBlock {
1134     pub fn start_location(self) -> Location {
1135         Location { block: self, statement_index: 0 }
1136     }
1137 }
1138
1139 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1140 // BasicBlockData and Terminator
1141
1142 /// See [`BasicBlock`] for documentation on what basic blocks are at a high level.
1143 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1144 pub struct BasicBlockData<'tcx> {
1145     /// List of statements in this block.
1146     pub statements: Vec<Statement<'tcx>>,
1147
1148     /// Terminator for this block.
1149     ///
1150     /// N.B., this should generally ONLY be `None` during construction.
1151     /// Therefore, you should generally access it via the
1152     /// `terminator()` or `terminator_mut()` methods. The only
1153     /// exception is that certain passes, such as `simplify_cfg`, swap
1154     /// out the terminator temporarily with `None` while they continue
1155     /// to recurse over the set of basic blocks.
1156     pub terminator: Option<Terminator<'tcx>>,
1157
1158     /// If true, this block lies on an unwind path. This is used
1159     /// during codegen where distinct kinds of basic blocks may be
1160     /// generated (particularly for MSVC cleanup). Unwind blocks must
1161     /// only branch to other unwind blocks.
1162     pub is_cleanup: bool,
1163 }
1164
1165 /// Information about an assertion failure.
1166 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, PartialEq)]
1167 pub enum AssertKind<O> {
1168     BoundsCheck { len: O, index: O },
1169     Overflow(BinOp, O, O),
1170     OverflowNeg(O),
1171     DivisionByZero(O),
1172     RemainderByZero(O),
1173     ResumedAfterReturn(GeneratorKind),
1174     ResumedAfterPanic(GeneratorKind),
1175 }
1176
1177 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1178 pub enum InlineAsmOperand<'tcx> {
1179     In {
1180         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
1181         value: Operand<'tcx>,
1182     },
1183     Out {
1184         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
1185         late: bool,
1186         place: Option<Place<'tcx>>,
1187     },
1188     InOut {
1189         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
1190         late: bool,
1191         in_value: Operand<'tcx>,
1192         out_place: Option<Place<'tcx>>,
1193     },
1194     Const {
1195         value: Operand<'tcx>,
1196     },
1197     SymFn {
1198         value: Box<Constant<'tcx>>,
1199     },
1200     SymStatic {
1201         def_id: DefId,
1202     },
1203 }
1204
1205 /// Type for MIR `Assert` terminator error messages.
1206 pub type AssertMessage<'tcx> = AssertKind<Operand<'tcx>>;
1207
1208 pub type Successors<'a> =
1209     iter::Chain<option::IntoIter<&'a BasicBlock>, slice::Iter<'a, BasicBlock>>;
1210 pub type SuccessorsMut<'a> =
1211     iter::Chain<option::IntoIter<&'a mut BasicBlock>, slice::IterMut<'a, BasicBlock>>;
1212
1213 impl<'tcx> BasicBlockData<'tcx> {
1214     pub fn new(terminator: Option<Terminator<'tcx>>) -> BasicBlockData<'tcx> {
1215         BasicBlockData { statements: vec![], terminator, is_cleanup: false }
1216     }
1217
1218     /// Accessor for terminator.
1219     ///
1220     /// Terminator may not be None after construction of the basic block is complete. This accessor
1221     /// provides a convenience way to reach the terminator.
1222     pub fn terminator(&self) -> &Terminator<'tcx> {
1223         self.terminator.as_ref().expect("invalid terminator state")
1224     }
1225
1226     pub fn terminator_mut(&mut self) -> &mut Terminator<'tcx> {
1227         self.terminator.as_mut().expect("invalid terminator state")
1228     }
1229
1230     pub fn retain_statements<F>(&mut self, mut f: F)
1231     where
1232         F: FnMut(&mut Statement<'_>) -> bool,
1233     {
1234         for s in &mut self.statements {
1235             if !f(s) {
1236                 s.make_nop();
1237             }
1238         }
1239     }
1240
1241     pub fn expand_statements<F, I>(&mut self, mut f: F)
1242     where
1243         F: FnMut(&mut Statement<'tcx>) -> Option<I>,
1244         I: iter::TrustedLen<Item = Statement<'tcx>>,
1245     {
1246         // Gather all the iterators we'll need to splice in, and their positions.
1247         let mut splices: Vec<(usize, I)> = vec![];
1248         let mut extra_stmts = 0;
1249         for (i, s) in self.statements.iter_mut().enumerate() {
1250             if let Some(mut new_stmts) = f(s) {
1251                 if let Some(first) = new_stmts.next() {
1252                     // We can already store the first new statement.
1253                     *s = first;
1254
1255                     // Save the other statements for optimized splicing.
1256                     let remaining = new_stmts.size_hint().0;
1257                     if remaining > 0 {
1258                         splices.push((i + 1 + extra_stmts, new_stmts));
1259                         extra_stmts += remaining;
1260                     }
1261                 } else {
1262                     s.make_nop();
1263                 }
1264             }
1265         }
1266
1267         // Splice in the new statements, from the end of the block.
1268         // FIXME(eddyb) This could be more efficient with a "gap buffer"
1269         // where a range of elements ("gap") is left uninitialized, with
1270         // splicing adding new elements to the end of that gap and moving
1271         // existing elements from before the gap to the end of the gap.
1272         // For now, this is safe code, emulating a gap but initializing it.
1273         let mut gap = self.statements.len()..self.statements.len() + extra_stmts;
1274         self.statements.resize(
1275             gap.end,
1276             Statement { source_info: SourceInfo::outermost(DUMMY_SP), kind: StatementKind::Nop },
1277         );
1278         for (splice_start, new_stmts) in splices.into_iter().rev() {
1279             let splice_end = splice_start + new_stmts.size_hint().0;
1280             while gap.end > splice_end {
1281                 gap.start -= 1;
1282                 gap.end -= 1;
1283                 self.statements.swap(gap.start, gap.end);
1284             }
1285             self.statements.splice(splice_start..splice_end, new_stmts);
1286             gap.end = splice_start;
1287         }
1288     }
1289
1290     pub fn visitable(&self, index: usize) -> &dyn MirVisitable<'tcx> {
1291         if index < self.statements.len() { &self.statements[index] } else { &self.terminator }
1292     }
1293 }
1294
1295 impl<O> AssertKind<O> {
1296     /// Getting a description does not require `O` to be printable, and does not
1297     /// require allocation.
1298     /// The caller is expected to handle `BoundsCheck` separately.
1299     pub fn description(&self) -> &'static str {
1300         use AssertKind::*;
1301         match self {
1302             Overflow(BinOp::Add, _, _) => "attempt to add with overflow",
1303             Overflow(BinOp::Sub, _, _) => "attempt to subtract with overflow",
1304             Overflow(BinOp::Mul, _, _) => "attempt to multiply with overflow",
1305             Overflow(BinOp::Div, _, _) => "attempt to divide with overflow",
1306             Overflow(BinOp::Rem, _, _) => "attempt to calculate the remainder with overflow",
1307             OverflowNeg(_) => "attempt to negate with overflow",
1308             Overflow(BinOp::Shr, _, _) => "attempt to shift right with overflow",
1309             Overflow(BinOp::Shl, _, _) => "attempt to shift left with overflow",
1310             Overflow(op, _, _) => bug!("{:?} cannot overflow", op),
1311             DivisionByZero(_) => "attempt to divide by zero",
1312             RemainderByZero(_) => "attempt to calculate the remainder with a divisor of zero",
1313             ResumedAfterReturn(GeneratorKind::Gen) => "generator resumed after completion",
1314             ResumedAfterReturn(GeneratorKind::Async(_)) => "`async fn` resumed after completion",
1315             ResumedAfterPanic(GeneratorKind::Gen) => "generator resumed after panicking",
1316             ResumedAfterPanic(GeneratorKind::Async(_)) => "`async fn` resumed after panicking",
1317             BoundsCheck { .. } => bug!("Unexpected AssertKind"),
1318         }
1319     }
1320
1321     /// Format the message arguments for the `assert(cond, msg..)` terminator in MIR printing.
1322     fn fmt_assert_args<W: Write>(&self, f: &mut W) -> fmt::Result
1323     where
1324         O: Debug,
1325     {
1326         use AssertKind::*;
1327         match self {
1328             BoundsCheck { ref len, ref index } => write!(
1329                 f,
1330                 "\"index out of bounds: the length is {{}} but the index is {{}}\", {:?}, {:?}",
1331                 len, index
1332             ),
1333
1334             OverflowNeg(op) => {
1335                 write!(f, "\"attempt to negate `{{}}`, which would overflow\", {:?}", op)
1336             }
1337             DivisionByZero(op) => write!(f, "\"attempt to divide `{{}}` by zero\", {:?}", op),
1338             RemainderByZero(op) => write!(
1339                 f,
1340                 "\"attempt to calculate the remainder of `{{}}` with a divisor of zero\", {:?}",
1341                 op
1342             ),
1343             Overflow(BinOp::Add, l, r) => write!(
1344                 f,
1345                 "\"attempt to compute `{{}} + {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1346                 l, r
1347             ),
1348             Overflow(BinOp::Sub, l, r) => write!(
1349                 f,
1350                 "\"attempt to compute `{{}} - {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1351                 l, r
1352             ),
1353             Overflow(BinOp::Mul, l, r) => write!(
1354                 f,
1355                 "\"attempt to compute `{{}} * {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1356                 l, r
1357             ),
1358             Overflow(BinOp::Div, l, r) => write!(
1359                 f,
1360                 "\"attempt to compute `{{}} / {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1361                 l, r
1362             ),
1363             Overflow(BinOp::Rem, l, r) => write!(
1364                 f,
1365                 "\"attempt to compute the remainder of `{{}} % {{}}`, which would overflow\", {:?}, {:?}",
1366                 l, r
1367             ),
1368             Overflow(BinOp::Shr, _, r) => {
1369                 write!(f, "\"attempt to shift right by `{{}}`, which would overflow\", {:?}", r)
1370             }
1371             Overflow(BinOp::Shl, _, r) => {
1372                 write!(f, "\"attempt to shift left by `{{}}`, which would overflow\", {:?}", r)
1373             }
1374             _ => write!(f, "\"{}\"", self.description()),
1375         }
1376     }
1377 }
1378
1379 impl<O: fmt::Debug> fmt::Debug for AssertKind<O> {
1380     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1381         use AssertKind::*;
1382         match self {
1383             BoundsCheck { ref len, ref index } => write!(
1384                 f,
1385                 "index out of bounds: the length is {:?} but the index is {:?}",
1386                 len, index
1387             ),
1388             OverflowNeg(op) => write!(f, "attempt to negate `{:#?}`, which would overflow", op),
1389             DivisionByZero(op) => write!(f, "attempt to divide `{:#?}` by zero", op),
1390             RemainderByZero(op) => write!(
1391                 f,
1392                 "attempt to calculate the remainder of `{:#?}` with a divisor of zero",
1393                 op
1394             ),
1395             Overflow(BinOp::Add, l, r) => {
1396                 write!(f, "attempt to compute `{:#?} + {:#?}`, which would overflow", l, r)
1397             }
1398             Overflow(BinOp::Sub, l, r) => {
1399                 write!(f, "attempt to compute `{:#?} - {:#?}`, which would overflow", l, r)
1400             }
1401             Overflow(BinOp::Mul, l, r) => {
1402                 write!(f, "attempt to compute `{:#?} * {:#?}`, which would overflow", l, r)
1403             }
1404             Overflow(BinOp::Div, l, r) => {
1405                 write!(f, "attempt to compute `{:#?} / {:#?}`, which would overflow", l, r)
1406             }
1407             Overflow(BinOp::Rem, l, r) => write!(
1408                 f,
1409                 "attempt to compute the remainder of `{:#?} % {:#?}`, which would overflow",
1410                 l, r
1411             ),
1412             Overflow(BinOp::Shr, _, r) => {
1413                 write!(f, "attempt to shift right by `{:#?}`, which would overflow", r)
1414             }
1415             Overflow(BinOp::Shl, _, r) => {
1416                 write!(f, "attempt to shift left by `{:#?}`, which would overflow", r)
1417             }
1418             _ => write!(f, "{}", self.description()),
1419         }
1420     }
1421 }
1422
1423 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1424 // Statements
1425
1426 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1427 pub struct Statement<'tcx> {
1428     pub source_info: SourceInfo,
1429     pub kind: StatementKind<'tcx>,
1430 }
1431
1432 // `Statement` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
1433 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1434 static_assert_size!(Statement<'_>, 32);
1435
1436 impl Statement<'_> {
1437     /// Changes a statement to a nop. This is both faster than deleting instructions and avoids
1438     /// invalidating statement indices in `Location`s.
1439     pub fn make_nop(&mut self) {
1440         self.kind = StatementKind::Nop
1441     }
1442
1443     /// Changes a statement to a nop and returns the original statement.
1444     pub fn replace_nop(&mut self) -> Self {
1445         Statement {
1446             source_info: self.source_info,
1447             kind: mem::replace(&mut self.kind, StatementKind::Nop),
1448         }
1449     }
1450 }
1451
1452 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1453 pub enum StatementKind<'tcx> {
1454     /// Write the RHS Rvalue to the LHS Place.
1455     Assign(Box<(Place<'tcx>, Rvalue<'tcx>)>),
1456
1457     /// This represents all the reading that a pattern match may do
1458     /// (e.g., inspecting constants and discriminant values), and the
1459     /// kind of pattern it comes from. This is in order to adapt potential
1460     /// error messages to these specific patterns.
1461     ///
1462     /// Note that this also is emitted for regular `let` bindings to ensure that locals that are
1463     /// never accessed still get some sanity checks for, e.g., `let x: ! = ..;`
1464     FakeRead(FakeReadCause, Box<Place<'tcx>>),
1465
1466     /// Write the discriminant for a variant to the enum Place.
1467     SetDiscriminant { place: Box<Place<'tcx>>, variant_index: VariantIdx },
1468
1469     /// Start a live range for the storage of the local.
1470     StorageLive(Local),
1471
1472     /// End the current live range for the storage of the local.
1473     StorageDead(Local),
1474
1475     /// Executes a piece of inline Assembly. Stored in a Box to keep the size
1476     /// of `StatementKind` low.
1477     LlvmInlineAsm(Box<LlvmInlineAsm<'tcx>>),
1478
1479     /// Retag references in the given place, ensuring they got fresh tags. This is
1480     /// part of the Stacked Borrows model. These statements are currently only interpreted
1481     /// by miri and only generated when "-Z mir-emit-retag" is passed.
1482     /// See <https://internals.rust-lang.org/t/stacked-borrows-an-aliasing-model-for-rust/8153/>
1483     /// for more details.
1484     Retag(RetagKind, Box<Place<'tcx>>),
1485
1486     /// Encodes a user's type ascription. These need to be preserved
1487     /// intact so that NLL can respect them. For example:
1488     ///
1489     ///     let a: T = y;
1490     ///
1491     /// The effect of this annotation is to relate the type `T_y` of the place `y`
1492     /// to the user-given type `T`. The effect depends on the specified variance:
1493     ///
1494     /// - `Covariant` -- requires that `T_y <: T`
1495     /// - `Contravariant` -- requires that `T_y :> T`
1496     /// - `Invariant` -- requires that `T_y == T`
1497     /// - `Bivariant` -- no effect
1498     AscribeUserType(Box<(Place<'tcx>, UserTypeProjection)>, ty::Variance),
1499
1500     /// Marks the start of a "coverage region", injected with '-Zinstrument-coverage'. A
1501     /// `CoverageInfo` statement carries metadata about the coverage region, used to inject a coverage
1502     /// map into the binary. The `Counter` kind also generates executable code, to increment a
1503     /// counter varible at runtime, each time the code region is executed.
1504     Coverage(Box<Coverage>),
1505
1506     /// No-op. Useful for deleting instructions without affecting statement indices.
1507     Nop,
1508 }
1509
1510 impl<'tcx> StatementKind<'tcx> {
1511     pub fn as_assign_mut(&mut self) -> Option<&mut Box<(Place<'tcx>, Rvalue<'tcx>)>> {
1512         match self {
1513             StatementKind::Assign(x) => Some(x),
1514             _ => None,
1515         }
1516     }
1517 }
1518
1519 /// Describes what kind of retag is to be performed.
1520 #[derive(Copy, Clone, TyEncodable, TyDecodable, Debug, PartialEq, Eq, HashStable)]
1521 pub enum RetagKind {
1522     /// The initial retag when entering a function.
1523     FnEntry,
1524     /// Retag preparing for a two-phase borrow.
1525     TwoPhase,
1526     /// Retagging raw pointers.
1527     Raw,
1528     /// A "normal" retag.
1529     Default,
1530 }
1531
1532 /// The `FakeReadCause` describes the type of pattern why a FakeRead statement exists.
1533 #[derive(Copy, Clone, TyEncodable, TyDecodable, Debug, HashStable, PartialEq)]
1534 pub enum FakeReadCause {
1535     /// Inject a fake read of the borrowed input at the end of each guards
1536     /// code.
1537     ///
1538     /// This should ensure that you cannot change the variant for an enum while
1539     /// you are in the midst of matching on it.
1540     ForMatchGuard,
1541
1542     /// `let x: !; match x {}` doesn't generate any read of x so we need to
1543     /// generate a read of x to check that it is initialized and safe.
1544     ForMatchedPlace,
1545
1546     /// A fake read of the RefWithinGuard version of a bind-by-value variable
1547     /// in a match guard to ensure that it's value hasn't change by the time
1548     /// we create the OutsideGuard version.
1549     ForGuardBinding,
1550
1551     /// Officially, the semantics of
1552     ///
1553     /// `let pattern = <expr>;`
1554     ///
1555     /// is that `<expr>` is evaluated into a temporary and then this temporary is
1556     /// into the pattern.
1557     ///
1558     /// However, if we see the simple pattern `let var = <expr>`, we optimize this to
1559     /// evaluate `<expr>` directly into the variable `var`. This is mostly unobservable,
1560     /// but in some cases it can affect the borrow checker, as in #53695.
1561     /// Therefore, we insert a "fake read" here to ensure that we get
1562     /// appropriate errors.
1563     ForLet,
1564
1565     /// If we have an index expression like
1566     ///
1567     /// (*x)[1][{ x = y; 4}]
1568     ///
1569     /// then the first bounds check is invalidated when we evaluate the second
1570     /// index expression. Thus we create a fake borrow of `x` across the second
1571     /// indexer, which will cause a borrow check error.
1572     ForIndex,
1573 }
1574
1575 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1576 pub struct LlvmInlineAsm<'tcx> {
1577     pub asm: hir::LlvmInlineAsmInner,
1578     pub outputs: Box<[Place<'tcx>]>,
1579     pub inputs: Box<[(Span, Operand<'tcx>)]>,
1580 }
1581
1582 impl Debug for Statement<'_> {
1583     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1584         use self::StatementKind::*;
1585         match self.kind {
1586             Assign(box (ref place, ref rv)) => write!(fmt, "{:?} = {:?}", place, rv),
1587             FakeRead(ref cause, ref place) => write!(fmt, "FakeRead({:?}, {:?})", cause, place),
1588             Retag(ref kind, ref place) => write!(
1589                 fmt,
1590                 "Retag({}{:?})",
1591                 match kind {
1592                     RetagKind::FnEntry => "[fn entry] ",
1593                     RetagKind::TwoPhase => "[2phase] ",
1594                     RetagKind::Raw => "[raw] ",
1595                     RetagKind::Default => "",
1596                 },
1597                 place,
1598             ),
1599             StorageLive(ref place) => write!(fmt, "StorageLive({:?})", place),
1600             StorageDead(ref place) => write!(fmt, "StorageDead({:?})", place),
1601             SetDiscriminant { ref place, variant_index } => {
1602                 write!(fmt, "discriminant({:?}) = {:?}", place, variant_index)
1603             }
1604             LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1605                 write!(fmt, "llvm_asm!({:?} : {:?} : {:?})", asm.asm, asm.outputs, asm.inputs)
1606             }
1607             AscribeUserType(box (ref place, ref c_ty), ref variance) => {
1608                 write!(fmt, "AscribeUserType({:?}, {:?}, {:?})", place, variance, c_ty)
1609             }
1610             Coverage(box ref coverage) => {
1611                 if let Some(rgn) = &coverage.code_region {
1612                     write!(fmt, "Coverage::{:?} for {:?}", coverage.kind, rgn)
1613                 } else {
1614                     write!(fmt, "Coverage::{:?}", coverage.kind)
1615                 }
1616             }
1617             Nop => write!(fmt, "nop"),
1618         }
1619     }
1620 }
1621
1622 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1623 pub struct Coverage {
1624     pub kind: CoverageKind,
1625     pub code_region: Option<CodeRegion>,
1626 }
1627
1628 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1629 // Places
1630
1631 /// A path to a value; something that can be evaluated without
1632 /// changing or disturbing program state.
1633 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
1634 pub struct Place<'tcx> {
1635     pub local: Local,
1636
1637     /// projection out of a place (access a field, deref a pointer, etc)
1638     pub projection: &'tcx List<PlaceElem<'tcx>>,
1639 }
1640
1641 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
1642 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1643 pub enum ProjectionElem<V, T> {
1644     Deref,
1645     Field(Field, T),
1646     Index(V),
1647
1648     /// These indices are generated by slice patterns. Easiest to explain
1649     /// by example:
1650     ///
1651     /// ```
1652     /// [X, _, .._, _, _] => { offset: 0, min_length: 4, from_end: false },
1653     /// [_, X, .._, _, _] => { offset: 1, min_length: 4, from_end: false },
1654     /// [_, _, .._, X, _] => { offset: 2, min_length: 4, from_end: true },
1655     /// [_, _, .._, _, X] => { offset: 1, min_length: 4, from_end: true },
1656     /// ```
1657     ConstantIndex {
1658         /// index or -index (in Python terms), depending on from_end
1659         offset: u64,
1660         /// The thing being indexed must be at least this long. For arrays this
1661         /// is always the exact length.
1662         min_length: u64,
1663         /// Counting backwards from end? This is always false when indexing an
1664         /// array.
1665         from_end: bool,
1666     },
1667
1668     /// These indices are generated by slice patterns.
1669     ///
1670     /// If `from_end` is true `slice[from..slice.len() - to]`.
1671     /// Otherwise `array[from..to]`.
1672     Subslice {
1673         from: u64,
1674         to: u64,
1675         /// Whether `to` counts from the start or end of the array/slice.
1676         /// For `PlaceElem`s this is `true` if and only if the base is a slice.
1677         /// For `ProjectionKind`, this can also be `true` for arrays.
1678         from_end: bool,
1679     },
1680
1681     /// "Downcast" to a variant of an ADT. Currently, we only introduce
1682     /// this for ADTs with more than one variant. It may be better to
1683     /// just introduce it always, or always for enums.
1684     ///
1685     /// The included Symbol is the name of the variant, used for printing MIR.
1686     Downcast(Option<Symbol>, VariantIdx),
1687 }
1688
1689 impl<V, T> ProjectionElem<V, T> {
1690     /// Returns `true` if the target of this projection may refer to a different region of memory
1691     /// than the base.
1692     fn is_indirect(&self) -> bool {
1693         match self {
1694             Self::Deref => true,
1695
1696             Self::Field(_, _)
1697             | Self::Index(_)
1698             | Self::ConstantIndex { .. }
1699             | Self::Subslice { .. }
1700             | Self::Downcast(_, _) => false,
1701         }
1702     }
1703 }
1704
1705 /// Alias for projections as they appear in places, where the base is a place
1706 /// and the index is a local.
1707 pub type PlaceElem<'tcx> = ProjectionElem<Local, Ty<'tcx>>;
1708
1709 // At least on 64 bit systems, `PlaceElem` should not be larger than two pointers.
1710 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1711 static_assert_size!(PlaceElem<'_>, 24);
1712
1713 /// Alias for projections as they appear in `UserTypeProjection`, where we
1714 /// need neither the `V` parameter for `Index` nor the `T` for `Field`.
1715 pub type ProjectionKind = ProjectionElem<(), ()>;
1716
1717 rustc_index::newtype_index! {
1718     pub struct Field {
1719         derive [HashStable]
1720         DEBUG_FORMAT = "field[{}]"
1721     }
1722 }
1723
1724 #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
1725 pub struct PlaceRef<'tcx> {
1726     pub local: Local,
1727     pub projection: &'tcx [PlaceElem<'tcx>],
1728 }
1729
1730 impl<'tcx> Place<'tcx> {
1731     // FIXME change this to a const fn by also making List::empty a const fn.
1732     pub fn return_place() -> Place<'tcx> {
1733         Place { local: RETURN_PLACE, projection: List::empty() }
1734     }
1735
1736     /// Returns `true` if this `Place` contains a `Deref` projection.
1737     ///
1738     /// If `Place::is_indirect` returns false, the caller knows that the `Place` refers to the
1739     /// same region of memory as its base.
1740     pub fn is_indirect(&self) -> bool {
1741         self.projection.iter().any(|elem| elem.is_indirect())
1742     }
1743
1744     /// Finds the innermost `Local` from this `Place`, *if* it is either a local itself or
1745     /// a single deref of a local.
1746     #[inline(always)]
1747     pub fn local_or_deref_local(&self) -> Option<Local> {
1748         self.as_ref().local_or_deref_local()
1749     }
1750
1751     /// If this place represents a local variable like `_X` with no
1752     /// projections, return `Some(_X)`.
1753     #[inline(always)]
1754     pub fn as_local(&self) -> Option<Local> {
1755         self.as_ref().as_local()
1756     }
1757
1758     pub fn as_ref(&self) -> PlaceRef<'tcx> {
1759         PlaceRef { local: self.local, projection: &self.projection }
1760     }
1761
1762     /// Iterate over the projections in evaluation order, i.e., the first element is the base with
1763     /// its projection and then subsequently more projections are added.
1764     /// As a concrete example, given the place a.b.c, this would yield:
1765     /// - (a, .b)
1766     /// - (a.b, .c)
1767     ///
1768     /// Given a place without projections, the iterator is empty.
1769     pub fn iter_projections(
1770         self,
1771     ) -> impl Iterator<Item = (PlaceRef<'tcx>, PlaceElem<'tcx>)> + DoubleEndedIterator {
1772         self.projection.iter().enumerate().map(move |(i, proj)| {
1773             let base = PlaceRef { local: self.local, projection: &self.projection[..i] };
1774             (base, proj)
1775         })
1776     }
1777 }
1778
1779 impl From<Local> for Place<'_> {
1780     fn from(local: Local) -> Self {
1781         Place { local, projection: List::empty() }
1782     }
1783 }
1784
1785 impl<'tcx> PlaceRef<'tcx> {
1786     /// Finds the innermost `Local` from this `Place`, *if* it is either a local itself or
1787     /// a single deref of a local.
1788     pub fn local_or_deref_local(&self) -> Option<Local> {
1789         match *self {
1790             PlaceRef { local, projection: [] }
1791             | PlaceRef { local, projection: [ProjectionElem::Deref] } => Some(local),
1792             _ => None,
1793         }
1794     }
1795
1796     /// If this place represents a local variable like `_X` with no
1797     /// projections, return `Some(_X)`.
1798     pub fn as_local(&self) -> Option<Local> {
1799         match *self {
1800             PlaceRef { local, projection: [] } => Some(local),
1801             _ => None,
1802         }
1803     }
1804
1805     pub fn last_projection(&self) -> Option<(PlaceRef<'tcx>, PlaceElem<'tcx>)> {
1806         if let &[ref proj_base @ .., elem] = self.projection {
1807             Some((PlaceRef { local: self.local, projection: proj_base }, elem))
1808         } else {
1809             None
1810         }
1811     }
1812 }
1813
1814 impl Debug for Place<'_> {
1815     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1816         for elem in self.projection.iter().rev() {
1817             match elem {
1818                 ProjectionElem::Downcast(_, _) | ProjectionElem::Field(_, _) => {
1819                     write!(fmt, "(").unwrap();
1820                 }
1821                 ProjectionElem::Deref => {
1822                     write!(fmt, "(*").unwrap();
1823                 }
1824                 ProjectionElem::Index(_)
1825                 | ProjectionElem::ConstantIndex { .. }
1826                 | ProjectionElem::Subslice { .. } => {}
1827             }
1828         }
1829
1830         write!(fmt, "{:?}", self.local)?;
1831
1832         for elem in self.projection.iter() {
1833             match elem {
1834                 ProjectionElem::Downcast(Some(name), _index) => {
1835                     write!(fmt, " as {})", name)?;
1836                 }
1837                 ProjectionElem::Downcast(None, index) => {
1838                     write!(fmt, " as variant#{:?})", index)?;
1839                 }
1840                 ProjectionElem::Deref => {
1841                     write!(fmt, ")")?;
1842                 }
1843                 ProjectionElem::Field(field, ty) => {
1844                     write!(fmt, ".{:?}: {:?})", field.index(), ty)?;
1845                 }
1846                 ProjectionElem::Index(ref index) => {
1847                     write!(fmt, "[{:?}]", index)?;
1848                 }
1849                 ProjectionElem::ConstantIndex { offset, min_length, from_end: false } => {
1850                     write!(fmt, "[{:?} of {:?}]", offset, min_length)?;
1851                 }
1852                 ProjectionElem::ConstantIndex { offset, min_length, from_end: true } => {
1853                     write!(fmt, "[-{:?} of {:?}]", offset, min_length)?;
1854                 }
1855                 ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: true } if to == 0 => {
1856                     write!(fmt, "[{:?}:]", from)?;
1857                 }
1858                 ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: true } if from == 0 => {
1859                     write!(fmt, "[:-{:?}]", to)?;
1860                 }
1861                 ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: true } => {
1862                     write!(fmt, "[{:?}:-{:?}]", from, to)?;
1863                 }
1864                 ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: false } => {
1865                     write!(fmt, "[{:?}..{:?}]", from, to)?;
1866                 }
1867             }
1868         }
1869
1870         Ok(())
1871     }
1872 }
1873
1874 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1875 // Scopes
1876
1877 rustc_index::newtype_index! {
1878     pub struct SourceScope {
1879         derive [HashStable]
1880         DEBUG_FORMAT = "scope[{}]",
1881         const OUTERMOST_SOURCE_SCOPE = 0,
1882     }
1883 }
1884
1885 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
1886 pub struct SourceScopeData<'tcx> {
1887     pub span: Span,
1888     pub parent_scope: Option<SourceScope>,
1889
1890     /// Whether this scope is the root of a scope tree of another body,
1891     /// inlined into this body by the MIR inliner.
1892     /// `ty::Instance` is the callee, and the `Span` is the call site.
1893     pub inlined: Option<(ty::Instance<'tcx>, Span)>,
1894
1895     /// Nearest (transitive) parent scope (if any) which is inlined.
1896     /// This is an optimization over walking up `parent_scope`
1897     /// until a scope with `inlined: Some(...)` is found.
1898     pub inlined_parent_scope: Option<SourceScope>,
1899
1900     /// Crate-local information for this source scope, that can't (and
1901     /// needn't) be tracked across crates.
1902     pub local_data: ClearCrossCrate<SourceScopeLocalData>,
1903 }
1904
1905 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1906 pub struct SourceScopeLocalData {
1907     /// An `HirId` with lint levels equivalent to this scope's lint levels.
1908     pub lint_root: hir::HirId,
1909     /// The unsafe block that contains this node.
1910     pub safety: Safety,
1911 }
1912
1913 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1914 // Operands
1915
1916 /// These are values that can appear inside an rvalue. They are intentionally
1917 /// limited to prevent rvalues from being nested in one another.
1918 #[derive(Clone, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1919 pub enum Operand<'tcx> {
1920     /// Copy: The value must be available for use afterwards.
1921     ///
1922     /// This implies that the type of the place must be `Copy`; this is true
1923     /// by construction during build, but also checked by the MIR type checker.
1924     Copy(Place<'tcx>),
1925
1926     /// Move: The value (including old borrows of it) will not be used again.
1927     ///
1928     /// Safe for values of all types (modulo future developments towards `?Move`).
1929     /// Correct usage patterns are enforced by the borrow checker for safe code.
1930     /// `Copy` may be converted to `Move` to enable "last-use" optimizations.
1931     Move(Place<'tcx>),
1932
1933     /// Synthesizes a constant value.
1934     Constant(Box<Constant<'tcx>>),
1935 }
1936
1937 impl<'tcx> Debug for Operand<'tcx> {
1938     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1939         use self::Operand::*;
1940         match *self {
1941             Constant(ref a) => write!(fmt, "{:?}", a),
1942             Copy(ref place) => write!(fmt, "{:?}", place),
1943             Move(ref place) => write!(fmt, "move {:?}", place),
1944         }
1945     }
1946 }
1947
1948 impl<'tcx> Operand<'tcx> {
1949     /// Convenience helper to make a constant that refers to the fn
1950     /// with given `DefId` and substs. Since this is used to synthesize
1951     /// MIR, assumes `user_ty` is None.
1952     pub fn function_handle(
1953         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1954         def_id: DefId,
1955         substs: SubstsRef<'tcx>,
1956         span: Span,
1957     ) -> Self {
1958         let ty = tcx.type_of(def_id).subst(tcx, substs);
1959         Operand::Constant(box Constant {
1960             span,
1961             user_ty: None,
1962             literal: ty::Const::zero_sized(tcx, ty),
1963         })
1964     }
1965
1966     pub fn is_move(&self) -> bool {
1967         matches!(self, Operand::Move(..))
1968     }
1969
1970     /// Convenience helper to make a literal-like constant from a given scalar value.
1971     /// Since this is used to synthesize MIR, assumes `user_ty` is None.
1972     pub fn const_from_scalar(
1973         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1974         ty: Ty<'tcx>,
1975         val: Scalar,
1976         span: Span,
1977     ) -> Operand<'tcx> {
1978         debug_assert!({
1979             let param_env_and_ty = ty::ParamEnv::empty().and(ty);
1980             let type_size = tcx
1981                 .layout_of(param_env_and_ty)
1982                 .unwrap_or_else(|e| panic!("could not compute layout for {:?}: {:?}", ty, e))
1983                 .size;
1984             let scalar_size = match val {
1985                 Scalar::Int(int) => int.size(),
1986                 _ => panic!("Invalid scalar type {:?}", val),
1987             };
1988             scalar_size == type_size
1989         });
1990         Operand::Constant(box Constant {
1991             span,
1992             user_ty: None,
1993             literal: ty::Const::from_scalar(tcx, val, ty),
1994         })
1995     }
1996
1997     pub fn to_copy(&self) -> Self {
1998         match *self {
1999             Operand::Copy(_) | Operand::Constant(_) => self.clone(),
2000             Operand::Move(place) => Operand::Copy(place),
2001         }
2002     }
2003
2004     /// Returns the `Place` that is the target of this `Operand`, or `None` if this `Operand` is a
2005     /// constant.
2006     pub fn place(&self) -> Option<Place<'tcx>> {
2007         match self {
2008             Operand::Copy(place) | Operand::Move(place) => Some(*place),
2009             Operand::Constant(_) => None,
2010         }
2011     }
2012
2013     /// Returns the `Constant` that is the target of this `Operand`, or `None` if this `Operand` is a
2014     /// place.
2015     pub fn constant(&self) -> Option<&Constant<'tcx>> {
2016         match self {
2017             Operand::Constant(x) => Some(&**x),
2018             Operand::Copy(_) | Operand::Move(_) => None,
2019         }
2020     }
2021 }
2022
2023 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2024 /// Rvalues
2025
2026 #[derive(Clone, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, PartialEq)]
2027 pub enum Rvalue<'tcx> {
2028     /// x (either a move or copy, depending on type of x)
2029     Use(Operand<'tcx>),
2030
2031     /// [x; 32]
2032     Repeat(Operand<'tcx>, &'tcx ty::Const<'tcx>),
2033
2034     /// &x or &mut x
2035     Ref(Region<'tcx>, BorrowKind, Place<'tcx>),
2036
2037     /// Accessing a thread local static. This is inherently a runtime operation, even if llvm
2038     /// treats it as an access to a static. This `Rvalue` yields a reference to the thread local
2039     /// static.
2040     ThreadLocalRef(DefId),
2041
2042     /// Create a raw pointer to the given place
2043     /// Can be generated by raw address of expressions (`&raw const x`),
2044     /// or when casting a reference to a raw pointer.
2045     AddressOf(Mutability, Place<'tcx>),
2046
2047     /// length of a `[X]` or `[X;n]` value
2048     Len(Place<'tcx>),
2049
2050     Cast(CastKind, Operand<'tcx>, Ty<'tcx>),
2051
2052     BinaryOp(BinOp, Operand<'tcx>, Operand<'tcx>),
2053     CheckedBinaryOp(BinOp, Operand<'tcx>, Operand<'tcx>),
2054
2055     NullaryOp(NullOp, Ty<'tcx>),
2056     UnaryOp(UnOp, Operand<'tcx>),
2057
2058     /// Read the discriminant of an ADT.
2059     ///
2060     /// Undefined (i.e., no effort is made to make it defined, but there’s no reason why it cannot
2061     /// be defined to return, say, a 0) if ADT is not an enum.
2062     Discriminant(Place<'tcx>),
2063
2064     /// Creates an aggregate value, like a tuple or struct. This is
2065     /// only needed because we want to distinguish `dest = Foo { x:
2066     /// ..., y: ... }` from `dest.x = ...; dest.y = ...;` in the case
2067     /// that `Foo` has a destructor. These rvalues can be optimized
2068     /// away after type-checking and before lowering.
2069     Aggregate(Box<AggregateKind<'tcx>>, Vec<Operand<'tcx>>),
2070 }
2071
2072 #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2073 pub enum CastKind {
2074     Misc,
2075     Pointer(PointerCast),
2076 }
2077
2078 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2079 pub enum AggregateKind<'tcx> {
2080     /// The type is of the element
2081     Array(Ty<'tcx>),
2082     Tuple,
2083
2084     /// The second field is the variant index. It's equal to 0 for struct
2085     /// and union expressions. The fourth field is
2086     /// active field number and is present only for union expressions
2087     /// -- e.g., for a union expression `SomeUnion { c: .. }`, the
2088     /// active field index would identity the field `c`
2089     Adt(&'tcx AdtDef, VariantIdx, SubstsRef<'tcx>, Option<UserTypeAnnotationIndex>, Option<usize>),
2090
2091     Closure(DefId, SubstsRef<'tcx>),
2092     Generator(DefId, SubstsRef<'tcx>, hir::Movability),
2093 }
2094
2095 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2096 pub enum BinOp {
2097     /// The `+` operator (addition)
2098     Add,
2099     /// The `-` operator (subtraction)
2100     Sub,
2101     /// The `*` operator (multiplication)
2102     Mul,
2103     /// The `/` operator (division)
2104     Div,
2105     /// The `%` operator (modulus)
2106     Rem,
2107     /// The `^` operator (bitwise xor)
2108     BitXor,
2109     /// The `&` operator (bitwise and)
2110     BitAnd,
2111     /// The `|` operator (bitwise or)
2112     BitOr,
2113     /// The `<<` operator (shift left)
2114     Shl,
2115     /// The `>>` operator (shift right)
2116     Shr,
2117     /// The `==` operator (equality)
2118     Eq,
2119     /// The `<` operator (less than)
2120     Lt,
2121     /// The `<=` operator (less than or equal to)
2122     Le,
2123     /// The `!=` operator (not equal to)
2124     Ne,
2125     /// The `>=` operator (greater than or equal to)
2126     Ge,
2127     /// The `>` operator (greater than)
2128     Gt,
2129     /// The `ptr.offset` operator
2130     Offset,
2131 }
2132
2133 impl BinOp {
2134     pub fn is_checkable(self) -> bool {
2135         use self::BinOp::*;
2136         matches!(self, Add | Sub | Mul | Shl | Shr)
2137     }
2138 }
2139
2140 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2141 pub enum NullOp {
2142     /// Returns the size of a value of that type
2143     SizeOf,
2144     /// Creates a new uninitialized box for a value of that type
2145     Box,
2146 }
2147
2148 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2149 pub enum UnOp {
2150     /// The `!` operator for logical inversion
2151     Not,
2152     /// The `-` operator for negation
2153     Neg,
2154 }
2155
2156 impl<'tcx> Debug for Rvalue<'tcx> {
2157     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2158         use self::Rvalue::*;
2159
2160         match *self {
2161             Use(ref place) => write!(fmt, "{:?}", place),
2162             Repeat(ref a, ref b) => {
2163                 write!(fmt, "[{:?}; ", a)?;
2164                 pretty_print_const(b, fmt, false)?;
2165                 write!(fmt, "]")
2166             }
2167             Len(ref a) => write!(fmt, "Len({:?})", a),
2168             Cast(ref kind, ref place, ref ty) => {
2169                 write!(fmt, "{:?} as {:?} ({:?})", place, ty, kind)
2170             }
2171             BinaryOp(ref op, ref a, ref b) => write!(fmt, "{:?}({:?}, {:?})", op, a, b),
2172             CheckedBinaryOp(ref op, ref a, ref b) => {
2173                 write!(fmt, "Checked{:?}({:?}, {:?})", op, a, b)
2174             }
2175             UnaryOp(ref op, ref a) => write!(fmt, "{:?}({:?})", op, a),
2176             Discriminant(ref place) => write!(fmt, "discriminant({:?})", place),
2177             NullaryOp(ref op, ref t) => write!(fmt, "{:?}({:?})", op, t),
2178             ThreadLocalRef(did) => ty::tls::with(|tcx| {
2179                 let muta = tcx.static_mutability(did).unwrap().prefix_str();
2180                 write!(fmt, "&/*tls*/ {}{}", muta, tcx.def_path_str(did))
2181             }),
2182             Ref(region, borrow_kind, ref place) => {
2183                 let kind_str = match borrow_kind {
2184                     BorrowKind::Shared => "",
2185                     BorrowKind::Shallow => "shallow ",
2186                     BorrowKind::Mut { .. } | BorrowKind::Unique => "mut ",
2187                 };
2188
2189                 // When printing regions, add trailing space if necessary.
2190                 let print_region = ty::tls::with(|tcx| {
2191                     tcx.sess.verbose() || tcx.sess.opts.debugging_opts.identify_regions
2192                 });
2193                 let region = if print_region {
2194                     let mut region = region.to_string();
2195                     if !region.is_empty() {
2196                         region.push(' ');
2197                     }
2198                     region
2199                 } else {
2200                     // Do not even print 'static
2201                     String::new()
2202                 };
2203                 write!(fmt, "&{}{}{:?}", region, kind_str, place)
2204             }
2205
2206             AddressOf(mutability, ref place) => {
2207                 let kind_str = match mutability {
2208                     Mutability::Mut => "mut",
2209                     Mutability::Not => "const",
2210                 };
2211
2212                 write!(fmt, "&raw {} {:?}", kind_str, place)
2213             }
2214
2215             Aggregate(ref kind, ref places) => {
2216                 let fmt_tuple = |fmt: &mut Formatter<'_>, name: &str| {
2217                     let mut tuple_fmt = fmt.debug_tuple(name);
2218                     for place in places {
2219                         tuple_fmt.field(place);
2220                     }
2221                     tuple_fmt.finish()
2222                 };
2223
2224                 match **kind {
2225                     AggregateKind::Array(_) => write!(fmt, "{:?}", places),
2226
2227                     AggregateKind::Tuple => {
2228                         if places.is_empty() {
2229                             write!(fmt, "()")
2230                         } else {
2231                             fmt_tuple(fmt, "")
2232                         }
2233                     }
2234
2235                     AggregateKind::Adt(adt_def, variant, substs, _user_ty, _) => {
2236                         let variant_def = &adt_def.variants[variant];
2237
2238                         let name = ty::tls::with(|tcx| {
2239                             let mut name = String::new();
2240                             let substs = tcx.lift(substs).expect("could not lift for printing");
2241                             FmtPrinter::new(tcx, &mut name, Namespace::ValueNS)
2242                                 .print_def_path(variant_def.def_id, substs)?;
2243                             Ok(name)
2244                         })?;
2245
2246                         match variant_def.ctor_kind {
2247                             CtorKind::Const => fmt.write_str(&name),
2248                             CtorKind::Fn => fmt_tuple(fmt, &name),
2249                             CtorKind::Fictive => {
2250                                 let mut struct_fmt = fmt.debug_struct(&name);
2251                                 for (field, place) in variant_def.fields.iter().zip(places) {
2252                                     struct_fmt.field(&field.ident.as_str(), place);
2253                                 }
2254                                 struct_fmt.finish()
2255                             }
2256                         }
2257                     }
2258
2259                     AggregateKind::Closure(def_id, substs) => ty::tls::with(|tcx| {
2260                         if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2261                             let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
2262                             let name = if tcx.sess.opts.debugging_opts.span_free_formats {
2263                                 let substs = tcx.lift(substs).unwrap();
2264                                 format!(
2265                                     "[closure@{}]",
2266                                     tcx.def_path_str_with_substs(def_id.to_def_id(), substs),
2267                                 )
2268                             } else {
2269                                 let span = tcx.hir().span(hir_id);
2270                                 format!("[closure@{}]", tcx.sess.source_map().span_to_string(span))
2271                             };
2272                             let mut struct_fmt = fmt.debug_struct(&name);
2273
2274                             if let Some(upvars) = tcx.upvars_mentioned(def_id) {
2275                                 for (&var_id, place) in upvars.keys().zip(places) {
2276                                     let var_name = tcx.hir().name(var_id);
2277                                     struct_fmt.field(&var_name.as_str(), place);
2278                                 }
2279                             }
2280
2281                             struct_fmt.finish()
2282                         } else {
2283                             write!(fmt, "[closure]")
2284                         }
2285                     }),
2286
2287                     AggregateKind::Generator(def_id, _, _) => ty::tls::with(|tcx| {
2288                         if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2289                             let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
2290                             let name = format!("[generator@{:?}]", tcx.hir().span(hir_id));
2291                             let mut struct_fmt = fmt.debug_struct(&name);
2292
2293                             if let Some(upvars) = tcx.upvars_mentioned(def_id) {
2294                                 for (&var_id, place) in upvars.keys().zip(places) {
2295                                     let var_name = tcx.hir().name(var_id);
2296                                     struct_fmt.field(&var_name.as_str(), place);
2297                                 }
2298                             }
2299
2300                             struct_fmt.finish()
2301                         } else {
2302                             write!(fmt, "[generator]")
2303                         }
2304                     }),
2305                 }
2306             }
2307         }
2308     }
2309 }
2310
2311 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2312 /// Constants
2313 ///
2314 /// Two constants are equal if they are the same constant. Note that
2315 /// this does not necessarily mean that they are `==` in Rust. In
2316 /// particular, one must be wary of `NaN`!
2317
2318 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2319 pub struct Constant<'tcx> {
2320     pub span: Span,
2321
2322     /// Optional user-given type: for something like
2323     /// `collect::<Vec<_>>`, this would be present and would
2324     /// indicate that `Vec<_>` was explicitly specified.
2325     ///
2326     /// Needed for NLL to impose user-given type constraints.
2327     pub user_ty: Option<UserTypeAnnotationIndex>,
2328
2329     pub literal: &'tcx ty::Const<'tcx>,
2330 }
2331
2332 impl Constant<'tcx> {
2333     pub fn check_static_ptr(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<DefId> {
2334         match self.literal.val.try_to_scalar() {
2335             Some(Scalar::Ptr(ptr)) => match tcx.global_alloc(ptr.alloc_id) {
2336                 GlobalAlloc::Static(def_id) => {
2337                     assert!(!tcx.is_thread_local_static(def_id));
2338                     Some(def_id)
2339                 }
2340                 _ => None,
2341             },
2342             _ => None,
2343         }
2344     }
2345 }
2346
2347 /// A collection of projections into user types.
2348 ///
2349 /// They are projections because a binding can occur a part of a
2350 /// parent pattern that has been ascribed a type.
2351 ///
2352 /// Its a collection because there can be multiple type ascriptions on
2353 /// the path from the root of the pattern down to the binding itself.
2354 ///
2355 /// An example:
2356 ///
2357 /// ```rust
2358 /// struct S<'a>((i32, &'a str), String);
2359 /// let S((_, w): (i32, &'static str), _): S = ...;
2360 /// //    ------  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ (1)
2361 /// //  ---------------------------------  ^ (2)
2362 /// ```
2363 ///
2364 /// The highlights labelled `(1)` show the subpattern `(_, w)` being
2365 /// ascribed the type `(i32, &'static str)`.
2366 ///
2367 /// The highlights labelled `(2)` show the whole pattern being
2368 /// ascribed the type `S`.
2369 ///
2370 /// In this example, when we descend to `w`, we will have built up the
2371 /// following two projected types:
2372 ///
2373 ///   * base: `S`,                   projection: `(base.0).1`
2374 ///   * base: `(i32, &'static str)`, projection: `base.1`
2375 ///
2376 /// The first will lead to the constraint `w: &'1 str` (for some
2377 /// inferred region `'1`). The second will lead to the constraint `w:
2378 /// &'static str`.
2379 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable)]
2380 pub struct UserTypeProjections {
2381     pub contents: Vec<(UserTypeProjection, Span)>,
2382 }
2383
2384 impl<'tcx> UserTypeProjections {
2385     pub fn none() -> Self {
2386         UserTypeProjections { contents: vec![] }
2387     }
2388
2389     pub fn is_empty(&self) -> bool {
2390         self.contents.is_empty()
2391     }
2392
2393     pub fn projections_and_spans(
2394         &self,
2395     ) -> impl Iterator<Item = &(UserTypeProjection, Span)> + ExactSizeIterator {
2396         self.contents.iter()
2397     }
2398
2399     pub fn projections(&self) -> impl Iterator<Item = &UserTypeProjection> + ExactSizeIterator {
2400         self.contents.iter().map(|&(ref user_type, _span)| user_type)
2401     }
2402
2403     pub fn push_projection(mut self, user_ty: &UserTypeProjection, span: Span) -> Self {
2404         self.contents.push((user_ty.clone(), span));
2405         self
2406     }
2407
2408     fn map_projections(
2409         mut self,
2410         mut f: impl FnMut(UserTypeProjection) -> UserTypeProjection,
2411     ) -> Self {
2412         self.contents = self.contents.drain(..).map(|(proj, span)| (f(proj), span)).collect();
2413         self
2414     }
2415
2416     pub fn index(self) -> Self {
2417         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.index())
2418     }
2419
2420     pub fn subslice(self, from: u64, to: u64) -> Self {
2421         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.subslice(from, to))
2422     }
2423
2424     pub fn deref(self) -> Self {
2425         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.deref())
2426     }
2427
2428     pub fn leaf(self, field: Field) -> Self {
2429         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.leaf(field))
2430     }
2431
2432     pub fn variant(self, adt_def: &'tcx AdtDef, variant_index: VariantIdx, field: Field) -> Self {
2433         self.map_projections(|pat_ty_proj| pat_ty_proj.variant(adt_def, variant_index, field))
2434     }
2435 }
2436
2437 /// Encodes the effect of a user-supplied type annotation on the
2438 /// subcomponents of a pattern. The effect is determined by applying the
2439 /// given list of proejctions to some underlying base type. Often,
2440 /// the projection element list `projs` is empty, in which case this
2441 /// directly encodes a type in `base`. But in the case of complex patterns with
2442 /// subpatterns and bindings, we want to apply only a *part* of the type to a variable,
2443 /// in which case the `projs` vector is used.
2444 ///
2445 /// Examples:
2446 ///
2447 /// * `let x: T = ...` -- here, the `projs` vector is empty.
2448 ///
2449 /// * `let (x, _): T = ...` -- here, the `projs` vector would contain
2450 ///   `field[0]` (aka `.0`), indicating that the type of `s` is
2451 ///   determined by finding the type of the `.0` field from `T`.
2452 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, PartialEq)]
2453 pub struct UserTypeProjection {
2454     pub base: UserTypeAnnotationIndex,
2455     pub projs: Vec<ProjectionKind>,
2456 }
2457
2458 impl Copy for ProjectionKind {}
2459
2460 impl UserTypeProjection {
2461     pub(crate) fn index(mut self) -> Self {
2462         self.projs.push(ProjectionElem::Index(()));
2463         self
2464     }
2465
2466     pub(crate) fn subslice(mut self, from: u64, to: u64) -> Self {
2467         self.projs.push(ProjectionElem::Subslice { from, to, from_end: true });
2468         self
2469     }
2470
2471     pub(crate) fn deref(mut self) -> Self {
2472         self.projs.push(ProjectionElem::Deref);
2473         self
2474     }
2475
2476     pub(crate) fn leaf(mut self, field: Field) -> Self {
2477         self.projs.push(ProjectionElem::Field(field, ()));
2478         self
2479     }
2480
2481     pub(crate) fn variant(
2482         mut self,
2483         adt_def: &AdtDef,
2484         variant_index: VariantIdx,
2485         field: Field,
2486     ) -> Self {
2487         self.projs.push(ProjectionElem::Downcast(
2488             Some(adt_def.variants[variant_index].ident.name),
2489             variant_index,
2490         ));
2491         self.projs.push(ProjectionElem::Field(field, ()));
2492         self
2493     }
2494 }
2495
2496 TrivialTypeFoldableAndLiftImpls! { ProjectionKind, }
2497
2498 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for UserTypeProjection {
2499     fn super_fold_with<F: TypeFolder<'tcx>>(self, folder: &mut F) -> Self {
2500         UserTypeProjection {
2501             base: self.base.fold_with(folder),
2502             projs: self.projs.fold_with(folder),
2503         }
2504     }
2505
2506     fn super_visit_with<Vs: TypeVisitor<'tcx>>(
2507         &self,
2508         visitor: &mut Vs,
2509     ) -> ControlFlow<Vs::BreakTy> {
2510         self.base.visit_with(visitor)
2511         // Note: there's nothing in `self.proj` to visit.
2512     }
2513 }
2514
2515 rustc_index::newtype_index! {
2516     pub struct Promoted {
2517         derive [HashStable]
2518         DEBUG_FORMAT = "promoted[{}]"
2519     }
2520 }
2521
2522 impl<'tcx> Debug for Constant<'tcx> {
2523     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2524         write!(fmt, "{}", self)
2525     }
2526 }
2527
2528 impl<'tcx> Display for Constant<'tcx> {
2529     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2530         match self.literal.ty.kind() {
2531             ty::FnDef(..) => {}
2532             _ => write!(fmt, "const ")?,
2533         }
2534         pretty_print_const(self.literal, fmt, true)
2535     }
2536 }
2537
2538 fn pretty_print_const(
2539     c: &ty::Const<'tcx>,
2540     fmt: &mut Formatter<'_>,
2541     print_types: bool,
2542 ) -> fmt::Result {
2543     use crate::ty::print::PrettyPrinter;
2544     ty::tls::with(|tcx| {
2545         let literal = tcx.lift(c).unwrap();
2546         let mut cx = FmtPrinter::new(tcx, fmt, Namespace::ValueNS);
2547         cx.print_alloc_ids = true;
2548         cx.pretty_print_const(literal, print_types)?;
2549         Ok(())
2550     })
2551 }
2552
2553 impl<'tcx> graph::DirectedGraph for Body<'tcx> {
2554     type Node = BasicBlock;
2555 }
2556
2557 impl<'tcx> graph::WithNumNodes for Body<'tcx> {
2558     #[inline]
2559     fn num_nodes(&self) -> usize {
2560         self.basic_blocks.len()
2561     }
2562 }
2563
2564 impl<'tcx> graph::WithStartNode for Body<'tcx> {
2565     #[inline]
2566     fn start_node(&self) -> Self::Node {
2567         START_BLOCK
2568     }
2569 }
2570
2571 impl<'tcx> graph::WithSuccessors for Body<'tcx> {
2572     #[inline]
2573     fn successors(&self, node: Self::Node) -> <Self as GraphSuccessors<'_>>::Iter {
2574         self.basic_blocks[node].terminator().successors().cloned()
2575     }
2576 }
2577
2578 impl<'a, 'b> graph::GraphSuccessors<'b> for Body<'a> {
2579     type Item = BasicBlock;
2580     type Iter = iter::Cloned<Successors<'b>>;
2581 }
2582
2583 impl graph::GraphPredecessors<'graph> for Body<'tcx> {
2584     type Item = BasicBlock;
2585     type Iter = smallvec::IntoIter<[BasicBlock; 4]>;
2586 }
2587
2588 impl graph::WithPredecessors for Body<'tcx> {
2589     #[inline]
2590     fn predecessors(&self, node: Self::Node) -> <Self as graph::GraphPredecessors<'_>>::Iter {
2591         self.predecessors()[node].clone().into_iter()
2592     }
2593 }
2594
2595 /// `Location` represents the position of the start of the statement; or, if
2596 /// `statement_index` equals the number of statements, then the start of the
2597 /// terminator.
2598 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, Ord, PartialOrd, HashStable)]
2599 pub struct Location {
2600     /// The block that the location is within.
2601     pub block: BasicBlock,
2602
2603     pub statement_index: usize,
2604 }
2605
2606 impl fmt::Debug for Location {
2607     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2608         write!(fmt, "{:?}[{}]", self.block, self.statement_index)
2609     }
2610 }
2611
2612 impl Location {
2613     pub const START: Location = Location { block: START_BLOCK, statement_index: 0 };
2614
2615     /// Returns the location immediately after this one within the enclosing block.
2616     ///
2617     /// Note that if this location represents a terminator, then the
2618     /// resulting location would be out of bounds and invalid.
2619     pub fn successor_within_block(&self) -> Location {
2620         Location { block: self.block, statement_index: self.statement_index + 1 }
2621     }
2622
2623     /// Returns `true` if `other` is earlier in the control flow graph than `self`.
2624     pub fn is_predecessor_of<'tcx>(&self, other: Location, body: &Body<'tcx>) -> bool {
2625         // If we are in the same block as the other location and are an earlier statement
2626         // then we are a predecessor of `other`.
2627         if self.block == other.block && self.statement_index < other.statement_index {
2628             return true;
2629         }
2630
2631         let predecessors = body.predecessors();
2632
2633         // If we're in another block, then we want to check that block is a predecessor of `other`.
2634         let mut queue: Vec<BasicBlock> = predecessors[other.block].to_vec();
2635         let mut visited = FxHashSet::default();
2636
2637         while let Some(block) = queue.pop() {
2638             // If we haven't visited this block before, then make sure we visit it's predecessors.
2639             if visited.insert(block) {
2640                 queue.extend(predecessors[block].iter().cloned());
2641             } else {
2642                 continue;
2643             }
2644
2645             // If we found the block that `self` is in, then we are a predecessor of `other` (since
2646             // we found that block by looking at the predecessors of `other`).
2647             if self.block == block {
2648                 return true;
2649             }
2650         }
2651
2652         false
2653     }
2654
2655     pub fn dominates(&self, other: Location, dominators: &Dominators<BasicBlock>) -> bool {
2656         if self.block == other.block {
2657             self.statement_index <= other.statement_index
2658         } else {
2659             dominators.is_dominated_by(other.block, self.block)
2660         }
2661     }
2662 }