compiler/rustc_middle/src/thir.rs

   1 //! THIR datatypes and definitions. See the [rustc dev guide] for more info.
   2 //!
   3 //! If you compare the THIR [`ExprKind`] to [`hir::ExprKind`], you will see it is
   4 //! a good bit simpler. In fact, a number of the more straight-forward
   5 //! MIR simplifications are already done in the lowering to THIR. For
   6 //! example, method calls and overloaded operators are absent: they are
   7 //! expected to be converted into [`ExprKind::Call`] instances.
   8 //!
   9 //! [rustc dev guide]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/thir.html
  10
  11 use rustc_ast::{InlineAsmOptions, InlineAsmTemplatePiece};
  12 use rustc_hir as hir;
  13 use rustc_hir::def::CtorKind;
  14 use rustc_hir::def_id::DefId;
  15 use rustc_hir::RangeEnd;
  16 use rustc_index::newtype_index;
  17 use rustc_index::vec::IndexVec;
  18 use rustc_middle::infer::canonical::Canonical;
  19 use rustc_middle::middle::region;
  20 use rustc_middle::mir::{
  21     BinOp, BorrowKind, FakeReadCause, Field, Mutability, UnOp, UserTypeProjection,
  22 };
  23 use rustc_middle::ty::adjustment::PointerCast;
  24 use rustc_middle::ty::subst::SubstsRef;
  25 use rustc_middle::ty::{self, AdtDef, Const, Ty, UpvarSubsts, UserType};
  26 use rustc_middle::ty::{
  27     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
  28 };
  29 use rustc_span::{Span, Symbol, DUMMY_SP};
  30 use rustc_target::abi::VariantIdx;
  31 use rustc_target::asm::InlineAsmRegOrRegClass;
  32
  33 use std::fmt;
  34 use std::ops::Index;
  35
  36 pub mod abstract_const;
  37 pub mod visit;
  38
  39 newtype_index! {
  40     /// An index to an [`Arm`] stored in [`Thir::arms`]
  41     #[derive(HashStable)]
  42     pub struct ArmId {
  43         DEBUG_FORMAT = "a{}"
  44     }
  45 }
  46
  47 newtype_index! {
  48     /// An index to an [`Expr`] stored in [`Thir::exprs`]
  49     #[derive(HashStable)]
  50     pub struct ExprId {
  51         DEBUG_FORMAT = "e{}"
  52     }
  53 }
  54
  55 newtype_index! {
  56     #[derive(HashStable)]
  57     /// An index to a [`Stmt`] stored in [`Thir::stmts`]
  58     pub struct StmtId {
  59         DEBUG_FORMAT = "s{}"
  60     }
  61 }
  62
  63 macro_rules! thir_with_elements {
  64     ($($name:ident: $id:ty => $value:ty,)*) => {
  65         /// A container for a THIR body.
  66         ///
  67         /// This can be indexed directly by any THIR index (e.g. [`ExprId`]).
  68         #[derive(Debug, HashStable)]
  69         pub struct Thir<'tcx> {
  70             $(
  71                 pub $name: IndexVec<$id, $value>,
  72             )*
  73         }
  74
  75         impl<'tcx> Thir<'tcx> {
  76             pub fn new() -> Thir<'tcx> {
  77                 Thir {
  78                     $(
  79                         $name: IndexVec::new(),
  80                     )*
  81                 }
  82             }
  83         }
  84
  85         $(
  86             impl<'tcx> Index<$id> for Thir<'tcx> {
  87                 type Output = $value;
  88                 fn index(&self, index: $id) -> &Self::Output {
  89                     &self.$name[index]
  90                 }
  91             }
  92         )*
  93     }
  94 }
  95
  96 thir_with_elements! {
  97     arms: ArmId => Arm<'tcx>,
  98     exprs: ExprId => Expr<'tcx>,
  99     stmts: StmtId => Stmt<'tcx>,
 100 }
 101
 102 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
 103 pub enum LintLevel {
 104     Inherited,
 105     Explicit(hir::HirId),
 106 }
 107
 108 #[derive(Debug, HashStable)]
 109 pub struct Block {
 110     /// Whether the block itself has a label. Used by `label: {}`
 111     /// and `try` blocks.
 112     ///
 113     /// This does *not* include labels on loops, e.g. `'label: loop {}`.
 114     pub targeted_by_break: bool,
 115     pub region_scope: region::Scope,
 116     pub opt_destruction_scope: Option<region::Scope>,
 117     /// The span of the block, including the opening braces,
 118     /// the label, and the `unsafe` keyword, if present.
 119     pub span: Span,
 120     /// The statements in the blocK.
 121     pub stmts: Box<[StmtId]>,
 122     /// The trailing expression of the block, if any.
 123     pub expr: Option<ExprId>,
 124     pub safety_mode: BlockSafety,
 125 }
 126
 127 #[derive(Debug, HashStable)]
 128 pub struct Adt<'tcx> {
 129     /// The ADT we're constructing.
 130     pub adt_def: &'tcx AdtDef,
 131     /// The variant of the ADT.
 132     pub variant_index: VariantIdx,
 133     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 134
 135     /// Optional user-given substs: for something like `let x =
 136     /// Bar::<T> { ... }`.
 137     pub user_ty: Option<Canonical<'tcx, UserType<'tcx>>>,
 138
 139     pub fields: Box<[FieldExpr]>,
 140     /// The base, e.g. `Foo {x: 1, .. base}`.
 141     pub base: Option<FruInfo<'tcx>>,
 142 }
 143
 144 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
 145 pub enum BlockSafety {
 146     Safe,
 147     /// A compiler-generated unsafe block
 148     BuiltinUnsafe,
 149     /// An `unsafe` block. The `HirId` is the ID of the block.
 150     ExplicitUnsafe(hir::HirId),
 151 }
 152
 153 #[derive(Debug, HashStable)]
 154 pub struct Stmt<'tcx> {
 155     pub kind: StmtKind<'tcx>,
 156     pub opt_destruction_scope: Option<region::Scope>,
 157 }
 158
 159 #[derive(Debug, HashStable)]
 160 pub enum StmtKind<'tcx> {
 161     /// An expression with a trailing semicolon.
 162     Expr {
 163         /// The scope for this statement; may be used as lifetime of temporaries.
 164         scope: region::Scope,
 165
 166         /// The expression being evaluated in this statement.
 167         expr: ExprId,
 168     },
 169
 170     /// A `let` binding.
 171     Let {
 172         /// The scope for variables bound in this `let`; it covers this and
 173         /// all the remaining statements in the block.
 174         remainder_scope: region::Scope,
 175
 176         /// The scope for the initialization itself; might be used as
 177         /// lifetime of temporaries.
 178         init_scope: region::Scope,
 179
 180         /// `let <PAT> = ...`
 181         ///
 182         /// If a type annotation is included, it is added as an ascription pattern.
 183         pattern: Pat<'tcx>,
 184
 185         /// `let pat: ty = <INIT>`
 186         initializer: Option<ExprId>,
 187
 188         /// The lint level for this `let` statement.
 189         lint_level: LintLevel,
 190     },
 191 }
 192
 193 // `Expr` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
 194 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
 195 rustc_data_structures::static_assert_size!(Expr<'_>, 104);
 196
 197 /// A THIR expression.
 198 #[derive(Debug, HashStable)]
 199 pub struct Expr<'tcx> {
 200     /// The type of this expression
 201     pub ty: Ty<'tcx>,
 202
 203     /// The lifetime of this expression if it should be spilled into a
 204     /// temporary; should be `None` only if in a constant context
 205     pub temp_lifetime: Option<region::Scope>,
 206
 207     /// span of the expression in the source
 208     pub span: Span,
 209
 210     /// kind of expression
 211     pub kind: ExprKind<'tcx>,
 212 }
 213
 214 #[derive(Debug, HashStable)]
 215 pub enum ExprKind<'tcx> {
 216     /// `Scope`s are used to explicitely mark destruction scopes,
 217     /// and to track the `HirId` of the expressions within the scope.
 218     Scope {
 219         region_scope: region::Scope,
 220         lint_level: LintLevel,
 221         value: ExprId,
 222     },
 223     /// A `box <value>` expression.
 224     Box {
 225         value: ExprId,
 226     },
 227     /// An `if` expression.
 228     If {
 229         if_then_scope: region::Scope,
 230         cond: ExprId,
 231         then: ExprId,
 232         else_opt: Option<ExprId>,
 233     },
 234     /// A function call. Method calls and overloaded operators are converted to plain function calls.
 235     Call {
 236         /// The type of the function. This is often a [`FnDef`] or a [`FnPtr`].
 237         ///
 238         /// [`FnDef`]: ty::TyKind::FnDef
 239         /// [`FnPtr`]: ty::TyKind::FnPtr
 240         ty: Ty<'tcx>,
 241         /// The function itself.
 242         fun: ExprId,
 243         /// The arguments passed to the function.
 244         ///
 245         /// Note: in some cases (like calling a closure), the function call `f(...args)` gets
 246         /// rewritten as a call to a function trait method (e.g. `FnOnce::call_once(f, (...args))`).
 247         args: Box<[ExprId]>,
 248         /// Whether this is from an overloaded operator rather than a
 249         /// function call from HIR. `true` for overloaded function call.
 250         from_hir_call: bool,
 251         /// The span of the function, without the dot and receiver
 252         /// (e.g. `foo(a, b)` in `x.foo(a, b)`).
 253         fn_span: Span,
 254     },
 255     /// A *non-overloaded* dereference.
 256     Deref {
 257         arg: ExprId,
 258     },
 259     /// A *non-overloaded* binary operation.
 260     Binary {
 261         op: BinOp,
 262         lhs: ExprId,
 263         rhs: ExprId,
 264     },
 265     /// A logical operation. This is distinct from `BinaryOp` because
 266     /// the operands need to be lazily evaluated.
 267     LogicalOp {
 268         op: LogicalOp,
 269         lhs: ExprId,
 270         rhs: ExprId,
 271     },
 272     /// A *non-overloaded* unary operation. Note that here the deref (`*`)
 273     /// operator is represented by `ExprKind::Deref`.
 274     Unary {
 275         op: UnOp,
 276         arg: ExprId,
 277     },
 278     /// A cast: `<source> as <type>`. The type we cast to is the type of
 279     /// the parent expression.
 280     Cast {
 281         source: ExprId,
 282     },
 283     Use {
 284         source: ExprId,
 285     }, // Use a lexpr to get a vexpr.
 286     /// A coercion from `!` to any type.
 287     NeverToAny {
 288         source: ExprId,
 289     },
 290     /// A pointer cast. More information can be found in [`PointerCast`].
 291     Pointer {
 292         cast: PointerCast,
 293         source: ExprId,
 294     },
 295     /// A `loop` expression.
 296     Loop {
 297         body: ExprId,
 298     },
 299     Let {
 300         expr: ExprId,
 301         pat: Pat<'tcx>,
 302     },
 303     /// A `match` expression.
 304     Match {
 305         scrutinee: ExprId,
 306         arms: Box<[ArmId]>,
 307     },
 308     /// A block.
 309     Block {
 310         body: Block,
 311     },
 312     /// An assignment: `lhs = rhs`.
 313     Assign {
 314         lhs: ExprId,
 315         rhs: ExprId,
 316     },
 317     /// A *non-overloaded* operation assignment, e.g. `lhs += rhs`.
 318     AssignOp {
 319         op: BinOp,
 320         lhs: ExprId,
 321         rhs: ExprId,
 322     },
 323     /// Access to a struct or tuple field.
 324     Field {
 325         lhs: ExprId,
 326         /// This can be a named (`.foo`) or unnamed (`.0`) field.
 327         name: Field,
 328     },
 329     /// A *non-overloaded* indexing operation.
 330     Index {
 331         lhs: ExprId,
 332         index: ExprId,
 333     },
 334     /// A local variable.
 335     VarRef {
 336         id: hir::HirId,
 337     },
 338     /// Used to represent upvars mentioned in a closure/generator
 339     UpvarRef {
 340         /// DefId of the closure/generator
 341         closure_def_id: DefId,
 342
 343         /// HirId of the root variable
 344         var_hir_id: hir::HirId,
 345     },
 346     /// A borrow, e.g. `&arg`.
 347     Borrow {
 348         borrow_kind: BorrowKind,
 349         arg: ExprId,
 350     },
 351     /// A `&raw [const|mut] $place_expr` raw borrow resulting in type `*[const|mut] T`.
 352     AddressOf {
 353         mutability: hir::Mutability,
 354         arg: ExprId,
 355     },
 356     /// A `break` expression.
 357     Break {
 358         label: region::Scope,
 359         value: Option<ExprId>,
 360     },
 361     /// A `continue` expression.
 362     Continue {
 363         label: region::Scope,
 364     },
 365     /// A `return` expression.
 366     Return {
 367         value: Option<ExprId>,
 368     },
 369     /// An inline `const` block, e.g. `const {}`.
 370     ConstBlock {
 371         value: &'tcx Const<'tcx>,
 372     },
 373     /// An array literal constructed from one repeated element, e.g. `[1; 5]`.
 374     Repeat {
 375         value: ExprId,
 376         count: &'tcx Const<'tcx>,
 377     },
 378     /// An array, e.g. `[a, b, c, d]`.
 379     Array {
 380         fields: Box<[ExprId]>,
 381     },
 382     /// A tuple, e.g. `(a, b, c, d)`.
 383     Tuple {
 384         fields: Box<[ExprId]>,
 385     },
 386     /// An ADT constructor, e.g. `Foo {x: 1, y: 2}`.
 387     Adt(Box<Adt<'tcx>>),
 388     /// A type ascription on a place.
 389     PlaceTypeAscription {
 390         source: ExprId,
 391         /// Type that the user gave to this expression
 392         user_ty: Option<Canonical<'tcx, UserType<'tcx>>>,
 393     },
 394     /// A type ascription on a value, e.g. `42: i32`.
 395     ValueTypeAscription {
 396         source: ExprId,
 397         /// Type that the user gave to this expression
 398         user_ty: Option<Canonical<'tcx, UserType<'tcx>>>,
 399     },
 400     /// A closure definition.
 401     Closure {
 402         closure_id: DefId,
 403         substs: UpvarSubsts<'tcx>,
 404         upvars: Box<[ExprId]>,
 405         movability: Option<hir::Movability>,
 406         fake_reads: Vec<(ExprId, FakeReadCause, hir::HirId)>,
 407     },
 408     /// A literal.
 409     Literal {
 410         literal: &'tcx Const<'tcx>,
 411         user_ty: Option<Canonical<'tcx, UserType<'tcx>>>,
 412         /// The `DefId` of the `const` item this literal
 413         /// was produced from, if this is not a user-written
 414         /// literal value.
 415         const_id: Option<DefId>,
 416     },
 417     /// A literal containing the address of a `static`.
 418     ///
 419     /// This is only distinguished from `Literal` so that we can register some
 420     /// info for diagnostics.
 421     StaticRef {
 422         literal: &'tcx Const<'tcx>,
 423         def_id: DefId,
 424     },
 425     /// Inline assembly, i.e. `asm!()`.
 426     InlineAsm {
 427         template: &'tcx [InlineAsmTemplatePiece],
 428         operands: Box<[InlineAsmOperand<'tcx>]>,
 429         options: InlineAsmOptions,
 430         line_spans: &'tcx [Span],
 431     },
 432     /// An expression taking a reference to a thread local.
 433     ThreadLocalRef(DefId),
 434     /// Inline LLVM assembly, i.e. `llvm_asm!()`.
 435     LlvmInlineAsm {
 436         asm: &'tcx hir::LlvmInlineAsmInner,
 437         outputs: Box<[ExprId]>,
 438         inputs: Box<[ExprId]>,
 439     },
 440     /// A `yield` expression.
 441     Yield {
 442         value: ExprId,
 443     },
 444 }
 445
 446 /// Represents the association of a field identifier and an expression.
 447 ///
 448 /// This is used in struct constructors.
 449 #[derive(Debug, HashStable)]
 450 pub struct FieldExpr {
 451     pub name: Field,
 452     pub expr: ExprId,
 453 }
 454
 455 #[derive(Debug, HashStable)]
 456 pub struct FruInfo<'tcx> {
 457     pub base: ExprId,
 458     pub field_types: Box<[Ty<'tcx>]>,
 459 }
 460
 461 /// A `match` arm.
 462 #[derive(Debug, HashStable)]
 463 pub struct Arm<'tcx> {
 464     pub pattern: Pat<'tcx>,
 465     pub guard: Option<Guard<'tcx>>,
 466     pub body: ExprId,
 467     pub lint_level: LintLevel,
 468     pub scope: region::Scope,
 469     pub span: Span,
 470 }
 471
 472 /// A `match` guard.
 473 #[derive(Debug, HashStable)]
 474 pub enum Guard<'tcx> {
 475     If(ExprId),
 476     IfLet(Pat<'tcx>, ExprId),
 477 }
 478
 479 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
 480 pub enum LogicalOp {
 481     /// The `&&` operator.
 482     And,
 483     /// The `||` operator.
 484     Or,
 485 }
 486
 487 #[derive(Debug, HashStable)]
 488 pub enum InlineAsmOperand<'tcx> {
 489     In {
 490         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
 491         expr: ExprId,
 492     },
 493     Out {
 494         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
 495         late: bool,
 496         expr: Option<ExprId>,
 497     },
 498     InOut {
 499         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
 500         late: bool,
 501         expr: ExprId,
 502     },
 503     SplitInOut {
 504         reg: InlineAsmRegOrRegClass,
 505         late: bool,
 506         in_expr: ExprId,
 507         out_expr: Option<ExprId>,
 508     },
 509     Const {
 510         value: &'tcx Const<'tcx>,
 511         span: Span,
 512     },
 513     SymFn {
 514         expr: ExprId,
 515     },
 516     SymStatic {
 517         def_id: DefId,
 518     },
 519 }
 520
 521 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
 522 pub enum BindingMode {
 523     ByValue,
 524     ByRef(BorrowKind),
 525 }
 526
 527 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
 528 pub struct FieldPat<'tcx> {
 529     pub field: Field,
 530     pub pattern: Pat<'tcx>,
 531 }
 532
 533 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
 534 pub struct Pat<'tcx> {
 535     pub ty: Ty<'tcx>,
 536     pub span: Span,
 537     pub kind: Box<PatKind<'tcx>>,
 538 }
 539
 540 impl<'tcx> Pat<'tcx> {
 541     pub fn wildcard_from_ty(ty: Ty<'tcx>) -> Self {
 542         Pat { ty, span: DUMMY_SP, kind: Box::new(PatKind::Wild) }
 543     }
 544 }
 545
 546 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
 547 pub struct PatTyProj<'tcx> {
 548     pub user_ty: CanonicalUserType<'tcx>,
 549 }
 550
 551 impl<'tcx> PatTyProj<'tcx> {
 552     pub fn from_user_type(user_annotation: CanonicalUserType<'tcx>) -> Self {
 553         Self { user_ty: user_annotation }
 554     }
 555
 556     pub fn user_ty(
 557         self,
 558         annotations: &mut CanonicalUserTypeAnnotations<'tcx>,
 559         inferred_ty: Ty<'tcx>,
 560         span: Span,
 561     ) -> UserTypeProjection {
 562         UserTypeProjection {
 563             base: annotations.push(CanonicalUserTypeAnnotation {
 564                 span,
 565                 user_ty: self.user_ty,
 566                 inferred_ty,
 567             }),
 568             projs: Vec::new(),
 569         }
 570     }
 571 }
 572
 573 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
 574 pub struct Ascription<'tcx> {
 575     pub user_ty: PatTyProj<'tcx>,
 576     /// Variance to use when relating the type `user_ty` to the **type of the value being
 577     /// matched**. Typically, this is `Variance::Covariant`, since the value being matched must
 578     /// have a type that is some subtype of the ascribed type.
 579     ///
 580     /// Note that this variance does not apply for any bindings within subpatterns. The type
 581     /// assigned to those bindings must be exactly equal to the `user_ty` given here.
 582     ///
 583     /// The only place where this field is not `Covariant` is when matching constants, where
 584     /// we currently use `Contravariant` -- this is because the constant type just needs to
 585     /// be "comparable" to the type of the input value. So, for example:
 586     ///
 587     /// ```text
 588     /// match x { "foo" => .. }
 589     /// ```
 590     ///
 591     /// requires that `&'static str <: T_x`, where `T_x` is the type of `x`. Really, we should
 592     /// probably be checking for a `PartialEq` impl instead, but this preserves the behavior
 593     /// of the old type-check for now. See #57280 for details.
 594     pub variance: ty::Variance,
 595     pub user_ty_span: Span,
 596 }
 597
 598 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
 599 pub enum PatKind<'tcx> {
 600     /// A wildward pattern: `_`.
 601     Wild,
 602
 603     AscribeUserType {
 604         ascription: Ascription<'tcx>,
 605         subpattern: Pat<'tcx>,
 606     },
 607
 608     /// `x`, `ref x`, `x @ P`, etc.
 609     Binding {
 610         mutability: Mutability,
 611         name: Symbol,
 612         mode: BindingMode,
 613         var: hir::HirId,
 614         ty: Ty<'tcx>,
 615         subpattern: Option<Pat<'tcx>>,
 616         /// Is this the leftmost occurrence of the binding, i.e., is `var` the
 617         /// `HirId` of this pattern?
 618         is_primary: bool,
 619     },
 620
 621     /// `Foo(...)` or `Foo{...}` or `Foo`, where `Foo` is a variant name from an ADT with
 622     /// multiple variants.
 623     Variant {
 624         adt_def: &'tcx AdtDef,
 625         substs: SubstsRef<'tcx>,
 626         variant_index: VariantIdx,
 627         subpatterns: Vec<FieldPat<'tcx>>,
 628     },
 629
 630     /// `(...)`, `Foo(...)`, `Foo{...}`, or `Foo`, where `Foo` is a variant name from an ADT with
 631     /// a single variant.
 632     Leaf {
 633         subpatterns: Vec<FieldPat<'tcx>>,
 634     },
 635
 636     /// `box P`, `&P`, `&mut P`, etc.
 637     Deref {
 638         subpattern: Pat<'tcx>,
 639     },
 640
 641     /// One of the following:
 642     /// * `&str`, which will be handled as a string pattern and thus exhaustiveness
 643     ///   checking will detect if you use the same string twice in different patterns.
 644     /// * integer, bool, char or float, which will be handled by exhaustivenes to cover exactly
 645     ///   its own value, similar to `&str`, but these values are much simpler.
 646     /// * Opaque constants, that must not be matched structurally. So anything that does not derive
 647     ///   `PartialEq` and `Eq`.
 648     Constant {
 649         value: &'tcx ty::Const<'tcx>,
 650     },
 651
 652     Range(PatRange<'tcx>),
 653
 654     /// Matches against a slice, checking the length and extracting elements.
 655     /// irrefutable when there is a slice pattern and both `prefix` and `suffix` are empty.
 656     /// e.g., `&[ref xs @ ..]`.
 657     Slice {
 658         prefix: Vec<Pat<'tcx>>,
 659         slice: Option<Pat<'tcx>>,
 660         suffix: Vec<Pat<'tcx>>,
 661     },
 662
 663     /// Fixed match against an array; irrefutable.
 664     Array {
 665         prefix: Vec<Pat<'tcx>>,
 666         slice: Option<Pat<'tcx>>,
 667         suffix: Vec<Pat<'tcx>>,
 668     },
 669
 670     /// An or-pattern, e.g. `p | q`.
 671     /// Invariant: `pats.len() >= 2`.
 672     Or {
 673         pats: Vec<Pat<'tcx>>,
 674     },
 675 }
 676
 677 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
 678 pub struct PatRange<'tcx> {
 679     pub lo: &'tcx ty::Const<'tcx>,
 680     pub hi: &'tcx ty::Const<'tcx>,
 681     pub end: RangeEnd,
 682 }
 683
 684 impl<'tcx> fmt::Display for Pat<'tcx> {
 685     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 686         // Printing lists is a chore.
 687         let mut first = true;
 688         let mut start_or_continue = |s| {
 689             if first {
 690                 first = false;
 691                 ""
 692             } else {
 693                 s
 694             }
 695         };
 696         let mut start_or_comma = || start_or_continue(", ");
 697
 698         match *self.kind {
 699             PatKind::Wild => write!(f, "_"),
 700             PatKind::AscribeUserType { ref subpattern, .. } => write!(f, "{}: _", subpattern),
 701             PatKind::Binding { mutability, name, mode, ref subpattern, .. } => {
 702                 let is_mut = match mode {
 703                     BindingMode::ByValue => mutability == Mutability::Mut,
 704                     BindingMode::ByRef(bk) => {
 705                         write!(f, "ref ")?;
 706                         matches!(bk, BorrowKind::Mut { .. })
 707                     }
 708                 };
 709                 if is_mut {
 710                     write!(f, "mut ")?;
 711                 }
 712                 write!(f, "{}", name)?;
 713                 if let Some(ref subpattern) = *subpattern {
 714                     write!(f, " @ {}", subpattern)?;
 715                 }
 716                 Ok(())
 717             }
 718             PatKind::Variant { ref subpatterns, .. } | PatKind::Leaf { ref subpatterns } => {
 719                 let variant = match *self.kind {
 720                     PatKind::Variant { adt_def, variant_index, .. } => {
 721                         Some(&adt_def.variants[variant_index])
 722                     }
 723                     _ => self.ty.ty_adt_def().and_then(|adt| {
 724                         if !adt.is_enum() { Some(adt.non_enum_variant()) } else { None }
 725                     }),
 726                 };
 727
 728                 if let Some(variant) = variant {
 729                     write!(f, "{}", variant.ident)?;
 730
 731                     // Only for Adt we can have `S {...}`,
 732                     // which we handle separately here.
 733                     if variant.ctor_kind == CtorKind::Fictive {
 734                         write!(f, " {{ ")?;
 735
 736                         let mut printed = 0;
 737                         for p in subpatterns {
 738                             if let PatKind::Wild = *p.pattern.kind {
 739                                 continue;
 740                             }
 741                             let name = variant.fields[p.field.index()].ident;
 742                             write!(f, "{}{}: {}", start_or_comma(), name, p.pattern)?;
 743                             printed += 1;
 744                         }
 745
 746                         if printed < variant.fields.len() {
 747                             write!(f, "{}..", start_or_comma())?;
 748                         }
 749
 750                         return write!(f, " }}");
 751                     }
 752                 }
 753
 754                 let num_fields = variant.map_or(subpatterns.len(), |v| v.fields.len());
 755                 if num_fields != 0 || variant.is_none() {
 756                     write!(f, "(")?;
 757                     for i in 0..num_fields {
 758                         write!(f, "{}", start_or_comma())?;
 759
 760                         // Common case: the field is where we expect it.
 761                         if let Some(p) = subpatterns.get(i) {
 762                             if p.field.index() == i {
 763                                 write!(f, "{}", p.pattern)?;
 764                                 continue;
 765                             }
 766                         }
 767
 768                         // Otherwise, we have to go looking for it.
 769                         if let Some(p) = subpatterns.iter().find(|p| p.field.index() == i) {
 770                             write!(f, "{}", p.pattern)?;
 771                         } else {
 772                             write!(f, "_")?;
 773                         }
 774                     }
 775                     write!(f, ")")?;
 776                 }
 777
 778                 Ok(())
 779             }
 780             PatKind::Deref { ref subpattern } => {
 781                 match self.ty.kind() {
 782                     ty::Adt(def, _) if def.is_box() => write!(f, "box ")?,
 783                     ty::Ref(_, _, mutbl) => {
 784                         write!(f, "&{}", mutbl.prefix_str())?;
 785                     }
 786                     _ => bug!("{} is a bad Deref pattern type", self.ty),
 787                 }
 788                 write!(f, "{}", subpattern)
 789             }
 790             PatKind::Constant { value } => write!(f, "{}", value),
 791             PatKind::Range(PatRange { lo, hi, end }) => {
 792                 write!(f, "{}", lo)?;
 793                 write!(f, "{}", end)?;
 794                 write!(f, "{}", hi)
 795             }
 796             PatKind::Slice { ref prefix, ref slice, ref suffix }
 797             | PatKind::Array { ref prefix, ref slice, ref suffix } => {
 798                 write!(f, "[")?;
 799                 for p in prefix {
 800                     write!(f, "{}{}", start_or_comma(), p)?;
 801                 }
 802                 if let Some(ref slice) = *slice {
 803                     write!(f, "{}", start_or_comma())?;
 804                     match *slice.kind {
 805                         PatKind::Wild => {}
 806                         _ => write!(f, "{}", slice)?,
 807                     }
 808                     write!(f, "..")?;
 809                 }
 810                 for p in suffix {
 811                     write!(f, "{}{}", start_or_comma(), p)?;
 812                 }
 813                 write!(f, "]")
 814             }
 815             PatKind::Or { ref pats } => {
 816                 for pat in pats {
 817                     write!(f, "{}{}", start_or_continue(" | "), pat)?;
 818                 }
 819                 Ok(())
 820             }
 821         }
 822     }
 823 }