]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_mir/src/transform/generator.rs
Rollup merge of #82255 - nhwn:nonzero-err-as-bug, r=davidtwco
[rust.git] / compiler / rustc_mir / src / transform / generator.rs
1 //! This is the implementation of the pass which transforms generators into state machines.
2 //!
3 //! MIR generation for generators creates a function which has a self argument which
4 //! passes by value. This argument is effectively a generator type which only contains upvars and
5 //! is only used for this argument inside the MIR for the generator.
6 //! It is passed by value to enable upvars to be moved out of it. Drop elaboration runs on that
7 //! MIR before this pass and creates drop flags for MIR locals.
8 //! It will also drop the generator argument (which only consists of upvars) if any of the upvars
9 //! are moved out of. This pass elaborates the drops of upvars / generator argument in the case
10 //! that none of the upvars were moved out of. This is because we cannot have any drops of this
11 //! generator in the MIR, since it is used to create the drop glue for the generator. We'd get
12 //! infinite recursion otherwise.
13 //!
14 //! This pass creates the implementation for the Generator::resume function and the drop shim
15 //! for the generator based on the MIR input. It converts the generator argument from Self to
16 //! &mut Self adding derefs in the MIR as needed. It computes the final layout of the generator
17 //! struct which looks like this:
18 //!     First upvars are stored
19 //!     It is followed by the generator state field.
20 //!     Then finally the MIR locals which are live across a suspension point are stored.
21 //!
22 //!     struct Generator {
23 //!         upvars...,
24 //!         state: u32,
25 //!         mir_locals...,
26 //!     }
27 //!
28 //! This pass computes the meaning of the state field and the MIR locals which are live
29 //! across a suspension point. There are however three hardcoded generator states:
30 //!     0 - Generator have not been resumed yet
31 //!     1 - Generator has returned / is completed
32 //!     2 - Generator has been poisoned
33 //!
34 //! It also rewrites `return x` and `yield y` as setting a new generator state and returning
35 //! GeneratorState::Complete(x) and GeneratorState::Yielded(y) respectively.
36 //! MIR locals which are live across a suspension point are moved to the generator struct
37 //! with references to them being updated with references to the generator struct.
38 //!
39 //! The pass creates two functions which have a switch on the generator state giving
40 //! the action to take.
41 //!
42 //! One of them is the implementation of Generator::resume.
43 //! For generators with state 0 (unresumed) it starts the execution of the generator.
44 //! For generators with state 1 (returned) and state 2 (poisoned) it panics.
45 //! Otherwise it continues the execution from the last suspension point.
46 //!
47 //! The other function is the drop glue for the generator.
48 //! For generators with state 0 (unresumed) it drops the upvars of the generator.
49 //! For generators with state 1 (returned) and state 2 (poisoned) it does nothing.
50 //! Otherwise it drops all the values in scope at the last suspension point.
51
52 use crate::dataflow::impls::{
53     MaybeBorrowedLocals, MaybeLiveLocals, MaybeRequiresStorage, MaybeStorageLive,
54 };
55 use crate::dataflow::{self, Analysis};
56 use crate::transform::no_landing_pads::no_landing_pads;
57 use crate::transform::simplify;
58 use crate::transform::MirPass;
59 use crate::util::dump_mir;
60 use crate::util::expand_aggregate;
61 use crate::util::storage;
62 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
63 use rustc_hir as hir;
64 use rustc_hir::lang_items::LangItem;
65 use rustc_index::bit_set::{BitMatrix, BitSet};
66 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
67 use rustc_middle::mir::visit::{MutVisitor, PlaceContext, Visitor};
68 use rustc_middle::mir::*;
69 use rustc_middle::ty::subst::{Subst, SubstsRef};
70 use rustc_middle::ty::GeneratorSubsts;
71 use rustc_middle::ty::{self, AdtDef, Ty, TyCtxt};
72 use rustc_target::abi::VariantIdx;
73 use rustc_target::spec::PanicStrategy;
74 use std::{iter, ops};
75
76 pub struct StateTransform;
77
78 struct RenameLocalVisitor<'tcx> {
79     from: Local,
80     to: Local,
81     tcx: TyCtxt<'tcx>,
82 }
83
84 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for RenameLocalVisitor<'tcx> {
85     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
86         self.tcx
87     }
88
89     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
90         if *local == self.from {
91             *local = self.to;
92         }
93     }
94
95     fn visit_terminator(&mut self, terminator: &mut Terminator<'tcx>, location: Location) {
96         match terminator.kind {
97             TerminatorKind::Return => {
98                 // Do not replace the implicit `_0` access here, as that's not possible. The
99                 // transform already handles `return` correctly.
100             }
101             _ => self.super_terminator(terminator, location),
102         }
103     }
104 }
105
106 struct DerefArgVisitor<'tcx> {
107     tcx: TyCtxt<'tcx>,
108 }
109
110 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for DerefArgVisitor<'tcx> {
111     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
112         self.tcx
113     }
114
115     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
116         assert_ne!(*local, SELF_ARG);
117     }
118
119     fn visit_place(&mut self, place: &mut Place<'tcx>, context: PlaceContext, location: Location) {
120         if place.local == SELF_ARG {
121             replace_base(
122                 place,
123                 Place {
124                     local: SELF_ARG,
125                     projection: self.tcx().intern_place_elems(&[ProjectionElem::Deref]),
126                 },
127                 self.tcx,
128             );
129         } else {
130             self.visit_local(&mut place.local, context, location);
131
132             for elem in place.projection.iter() {
133                 if let PlaceElem::Index(local) = elem {
134                     assert_ne!(local, SELF_ARG);
135                 }
136             }
137         }
138     }
139 }
140
141 struct PinArgVisitor<'tcx> {
142     ref_gen_ty: Ty<'tcx>,
143     tcx: TyCtxt<'tcx>,
144 }
145
146 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for PinArgVisitor<'tcx> {
147     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
148         self.tcx
149     }
150
151     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
152         assert_ne!(*local, SELF_ARG);
153     }
154
155     fn visit_place(&mut self, place: &mut Place<'tcx>, context: PlaceContext, location: Location) {
156         if place.local == SELF_ARG {
157             replace_base(
158                 place,
159                 Place {
160                     local: SELF_ARG,
161                     projection: self.tcx().intern_place_elems(&[ProjectionElem::Field(
162                         Field::new(0),
163                         self.ref_gen_ty,
164                     )]),
165                 },
166                 self.tcx,
167             );
168         } else {
169             self.visit_local(&mut place.local, context, location);
170
171             for elem in place.projection.iter() {
172                 if let PlaceElem::Index(local) = elem {
173                     assert_ne!(local, SELF_ARG);
174                 }
175             }
176         }
177     }
178 }
179
180 fn replace_base<'tcx>(place: &mut Place<'tcx>, new_base: Place<'tcx>, tcx: TyCtxt<'tcx>) {
181     place.local = new_base.local;
182
183     let mut new_projection = new_base.projection.to_vec();
184     new_projection.append(&mut place.projection.to_vec());
185
186     place.projection = tcx.intern_place_elems(&new_projection);
187 }
188
189 const SELF_ARG: Local = Local::from_u32(1);
190
191 /// Generator has not been resumed yet.
192 const UNRESUMED: usize = GeneratorSubsts::UNRESUMED;
193 /// Generator has returned / is completed.
194 const RETURNED: usize = GeneratorSubsts::RETURNED;
195 /// Generator has panicked and is poisoned.
196 const POISONED: usize = GeneratorSubsts::POISONED;
197
198 /// A `yield` point in the generator.
199 struct SuspensionPoint<'tcx> {
200     /// State discriminant used when suspending or resuming at this point.
201     state: usize,
202     /// The block to jump to after resumption.
203     resume: BasicBlock,
204     /// Where to move the resume argument after resumption.
205     resume_arg: Place<'tcx>,
206     /// Which block to jump to if the generator is dropped in this state.
207     drop: Option<BasicBlock>,
208     /// Set of locals that have live storage while at this suspension point.
209     storage_liveness: BitSet<Local>,
210 }
211
212 struct TransformVisitor<'tcx> {
213     tcx: TyCtxt<'tcx>,
214     state_adt_ref: &'tcx AdtDef,
215     state_substs: SubstsRef<'tcx>,
216
217     // The type of the discriminant in the generator struct
218     discr_ty: Ty<'tcx>,
219
220     // Mapping from Local to (type of local, generator struct index)
221     // FIXME(eddyb) This should use `IndexVec<Local, Option<_>>`.
222     remap: FxHashMap<Local, (Ty<'tcx>, VariantIdx, usize)>,
223
224     // A map from a suspension point in a block to the locals which have live storage at that point
225     storage_liveness: IndexVec<BasicBlock, Option<BitSet<Local>>>,
226
227     // A list of suspension points, generated during the transform
228     suspension_points: Vec<SuspensionPoint<'tcx>>,
229
230     // The set of locals that have no `StorageLive`/`StorageDead` annotations.
231     always_live_locals: storage::AlwaysLiveLocals,
232
233     // The original RETURN_PLACE local
234     new_ret_local: Local,
235 }
236
237 impl TransformVisitor<'tcx> {
238     // Make a GeneratorState variant assignment. `core::ops::GeneratorState` only has single
239     // element tuple variants, so we can just write to the downcasted first field and then set the
240     // discriminant to the appropriate variant.
241     fn make_state(
242         &self,
243         idx: VariantIdx,
244         val: Operand<'tcx>,
245         source_info: SourceInfo,
246     ) -> impl Iterator<Item = Statement<'tcx>> {
247         let kind = AggregateKind::Adt(self.state_adt_ref, idx, self.state_substs, None, None);
248         assert_eq!(self.state_adt_ref.variants[idx].fields.len(), 1);
249         let ty = self
250             .tcx
251             .type_of(self.state_adt_ref.variants[idx].fields[0].did)
252             .subst(self.tcx, self.state_substs);
253         expand_aggregate(
254             Place::return_place(),
255             std::iter::once((val, ty)),
256             kind,
257             source_info,
258             self.tcx,
259         )
260     }
261
262     // Create a Place referencing a generator struct field
263     fn make_field(&self, variant_index: VariantIdx, idx: usize, ty: Ty<'tcx>) -> Place<'tcx> {
264         let self_place = Place::from(SELF_ARG);
265         let base = self.tcx.mk_place_downcast_unnamed(self_place, variant_index);
266         let mut projection = base.projection.to_vec();
267         projection.push(ProjectionElem::Field(Field::new(idx), ty));
268
269         Place { local: base.local, projection: self.tcx.intern_place_elems(&projection) }
270     }
271
272     // Create a statement which changes the discriminant
273     fn set_discr(&self, state_disc: VariantIdx, source_info: SourceInfo) -> Statement<'tcx> {
274         let self_place = Place::from(SELF_ARG);
275         Statement {
276             source_info,
277             kind: StatementKind::SetDiscriminant {
278                 place: box self_place,
279                 variant_index: state_disc,
280             },
281         }
282     }
283
284     // Create a statement which reads the discriminant into a temporary
285     fn get_discr(&self, body: &mut Body<'tcx>) -> (Statement<'tcx>, Place<'tcx>) {
286         let temp_decl = LocalDecl::new(self.discr_ty, body.span).internal();
287         let local_decls_len = body.local_decls.push(temp_decl);
288         let temp = Place::from(local_decls_len);
289
290         let self_place = Place::from(SELF_ARG);
291         let assign = Statement {
292             source_info: SourceInfo::outermost(body.span),
293             kind: StatementKind::Assign(box (temp, Rvalue::Discriminant(self_place))),
294         };
295         (assign, temp)
296     }
297 }
298
299 impl MutVisitor<'tcx> for TransformVisitor<'tcx> {
300     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
301         self.tcx
302     }
303
304     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
305         assert_eq!(self.remap.get(local), None);
306     }
307
308     fn visit_place(
309         &mut self,
310         place: &mut Place<'tcx>,
311         _context: PlaceContext,
312         _location: Location,
313     ) {
314         // Replace an Local in the remap with a generator struct access
315         if let Some(&(ty, variant_index, idx)) = self.remap.get(&place.local) {
316             replace_base(place, self.make_field(variant_index, idx, ty), self.tcx);
317         }
318     }
319
320     fn visit_basic_block_data(&mut self, block: BasicBlock, data: &mut BasicBlockData<'tcx>) {
321         // Remove StorageLive and StorageDead statements for remapped locals
322         data.retain_statements(|s| match s.kind {
323             StatementKind::StorageLive(l) | StatementKind::StorageDead(l) => {
324                 !self.remap.contains_key(&l)
325             }
326             _ => true,
327         });
328
329         let ret_val = match data.terminator().kind {
330             TerminatorKind::Return => Some((
331                 VariantIdx::new(1),
332                 None,
333                 Operand::Move(Place::from(self.new_ret_local)),
334                 None,
335             )),
336             TerminatorKind::Yield { ref value, resume, resume_arg, drop } => {
337                 Some((VariantIdx::new(0), Some((resume, resume_arg)), value.clone(), drop))
338             }
339             _ => None,
340         };
341
342         if let Some((state_idx, resume, v, drop)) = ret_val {
343             let source_info = data.terminator().source_info;
344             // We must assign the value first in case it gets declared dead below
345             data.statements.extend(self.make_state(state_idx, v, source_info));
346             let state = if let Some((resume, resume_arg)) = resume {
347                 // Yield
348                 let state = 3 + self.suspension_points.len();
349
350                 // The resume arg target location might itself be remapped if its base local is
351                 // live across a yield.
352                 let resume_arg =
353                     if let Some(&(ty, variant, idx)) = self.remap.get(&resume_arg.local) {
354                         self.make_field(variant, idx, ty)
355                     } else {
356                         resume_arg
357                     };
358
359                 self.suspension_points.push(SuspensionPoint {
360                     state,
361                     resume,
362                     resume_arg,
363                     drop,
364                     storage_liveness: self.storage_liveness[block].clone().unwrap(),
365                 });
366
367                 VariantIdx::new(state)
368             } else {
369                 // Return
370                 VariantIdx::new(RETURNED) // state for returned
371             };
372             data.statements.push(self.set_discr(state, source_info));
373             data.terminator_mut().kind = TerminatorKind::Return;
374         }
375
376         self.super_basic_block_data(block, data);
377     }
378 }
379
380 fn make_generator_state_argument_indirect<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
381     let gen_ty = body.local_decls.raw[1].ty;
382
383     let ref_gen_ty =
384         tcx.mk_ref(tcx.lifetimes.re_erased, ty::TypeAndMut { ty: gen_ty, mutbl: Mutability::Mut });
385
386     // Replace the by value generator argument
387     body.local_decls.raw[1].ty = ref_gen_ty;
388
389     // Add a deref to accesses of the generator state
390     DerefArgVisitor { tcx }.visit_body(body);
391 }
392
393 fn make_generator_state_argument_pinned<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
394     let ref_gen_ty = body.local_decls.raw[1].ty;
395
396     let pin_did = tcx.require_lang_item(LangItem::Pin, Some(body.span));
397     let pin_adt_ref = tcx.adt_def(pin_did);
398     let substs = tcx.intern_substs(&[ref_gen_ty.into()]);
399     let pin_ref_gen_ty = tcx.mk_adt(pin_adt_ref, substs);
400
401     // Replace the by ref generator argument
402     body.local_decls.raw[1].ty = pin_ref_gen_ty;
403
404     // Add the Pin field access to accesses of the generator state
405     PinArgVisitor { ref_gen_ty, tcx }.visit_body(body);
406 }
407
408 /// Allocates a new local and replaces all references of `local` with it. Returns the new local.
409 ///
410 /// `local` will be changed to a new local decl with type `ty`.
411 ///
412 /// Note that the new local will be uninitialized. It is the caller's responsibility to assign some
413 /// valid value to it before its first use.
414 fn replace_local<'tcx>(
415     local: Local,
416     ty: Ty<'tcx>,
417     body: &mut Body<'tcx>,
418     tcx: TyCtxt<'tcx>,
419 ) -> Local {
420     let new_decl = LocalDecl::new(ty, body.span);
421     let new_local = body.local_decls.push(new_decl);
422     body.local_decls.swap(local, new_local);
423
424     RenameLocalVisitor { from: local, to: new_local, tcx }.visit_body(body);
425
426     new_local
427 }
428
429 struct LivenessInfo {
430     /// Which locals are live across any suspension point.
431     saved_locals: GeneratorSavedLocals,
432
433     /// The set of saved locals live at each suspension point.
434     live_locals_at_suspension_points: Vec<BitSet<GeneratorSavedLocal>>,
435
436     /// Parallel vec to the above with SourceInfo for each yield terminator.
437     source_info_at_suspension_points: Vec<SourceInfo>,
438
439     /// For every saved local, the set of other saved locals that are
440     /// storage-live at the same time as this local. We cannot overlap locals in
441     /// the layout which have conflicting storage.
442     storage_conflicts: BitMatrix<GeneratorSavedLocal, GeneratorSavedLocal>,
443
444     /// For every suspending block, the locals which are storage-live across
445     /// that suspension point.
446     storage_liveness: IndexVec<BasicBlock, Option<BitSet<Local>>>,
447 }
448
449 fn locals_live_across_suspend_points(
450     tcx: TyCtxt<'tcx>,
451     body: &Body<'tcx>,
452     always_live_locals: &storage::AlwaysLiveLocals,
453     movable: bool,
454 ) -> LivenessInfo {
455     let body_ref: &Body<'_> = &body;
456
457     // Calculate when MIR locals have live storage. This gives us an upper bound of their
458     // lifetimes.
459     let mut storage_live = MaybeStorageLive::new(always_live_locals.clone())
460         .into_engine(tcx, body_ref)
461         .iterate_to_fixpoint()
462         .into_results_cursor(body_ref);
463
464     // Calculate the MIR locals which have been previously
465     // borrowed (even if they are still active).
466     let borrowed_locals_results = MaybeBorrowedLocals::all_borrows()
467         .into_engine(tcx, body_ref)
468         .pass_name("generator")
469         .iterate_to_fixpoint();
470
471     let mut borrowed_locals_cursor =
472         dataflow::ResultsCursor::new(body_ref, &borrowed_locals_results);
473
474     // Calculate the MIR locals that we actually need to keep storage around
475     // for.
476     let requires_storage_results = MaybeRequiresStorage::new(body, &borrowed_locals_results)
477         .into_engine(tcx, body_ref)
478         .iterate_to_fixpoint();
479     let mut requires_storage_cursor =
480         dataflow::ResultsCursor::new(body_ref, &requires_storage_results);
481
482     // Calculate the liveness of MIR locals ignoring borrows.
483     let mut liveness = MaybeLiveLocals
484         .into_engine(tcx, body_ref)
485         .pass_name("generator")
486         .iterate_to_fixpoint()
487         .into_results_cursor(body_ref);
488
489     let mut storage_liveness_map = IndexVec::from_elem(None, body.basic_blocks());
490     let mut live_locals_at_suspension_points = Vec::new();
491     let mut source_info_at_suspension_points = Vec::new();
492     let mut live_locals_at_any_suspension_point = BitSet::new_empty(body.local_decls.len());
493
494     for (block, data) in body.basic_blocks().iter_enumerated() {
495         if let TerminatorKind::Yield { .. } = data.terminator().kind {
496             let loc = Location { block, statement_index: data.statements.len() };
497
498             liveness.seek_to_block_end(block);
499             let mut live_locals = liveness.get().clone();
500
501             if !movable {
502                 // The `liveness` variable contains the liveness of MIR locals ignoring borrows.
503                 // This is correct for movable generators since borrows cannot live across
504                 // suspension points. However for immovable generators we need to account for
505                 // borrows, so we conseratively assume that all borrowed locals are live until
506                 // we find a StorageDead statement referencing the locals.
507                 // To do this we just union our `liveness` result with `borrowed_locals`, which
508                 // contains all the locals which has been borrowed before this suspension point.
509                 // If a borrow is converted to a raw reference, we must also assume that it lives
510                 // forever. Note that the final liveness is still bounded by the storage liveness
511                 // of the local, which happens using the `intersect` operation below.
512                 borrowed_locals_cursor.seek_before_primary_effect(loc);
513                 live_locals.union(borrowed_locals_cursor.get());
514             }
515
516             // Store the storage liveness for later use so we can restore the state
517             // after a suspension point
518             storage_live.seek_before_primary_effect(loc);
519             storage_liveness_map[block] = Some(storage_live.get().clone());
520
521             // Locals live are live at this point only if they are used across
522             // suspension points (the `liveness` variable)
523             // and their storage is required (the `storage_required` variable)
524             requires_storage_cursor.seek_before_primary_effect(loc);
525             live_locals.intersect(requires_storage_cursor.get());
526
527             // The generator argument is ignored.
528             live_locals.remove(SELF_ARG);
529
530             debug!("loc = {:?}, live_locals = {:?}", loc, live_locals);
531
532             // Add the locals live at this suspension point to the set of locals which live across
533             // any suspension points
534             live_locals_at_any_suspension_point.union(&live_locals);
535
536             live_locals_at_suspension_points.push(live_locals);
537             source_info_at_suspension_points.push(data.terminator().source_info);
538         }
539     }
540
541     debug!("live_locals_anywhere = {:?}", live_locals_at_any_suspension_point);
542     let saved_locals = GeneratorSavedLocals(live_locals_at_any_suspension_point);
543
544     // Renumber our liveness_map bitsets to include only the locals we are
545     // saving.
546     let live_locals_at_suspension_points = live_locals_at_suspension_points
547         .iter()
548         .map(|live_here| saved_locals.renumber_bitset(&live_here))
549         .collect();
550
551     let storage_conflicts = compute_storage_conflicts(
552         body_ref,
553         &saved_locals,
554         always_live_locals.clone(),
555         requires_storage_results,
556     );
557
558     LivenessInfo {
559         saved_locals,
560         live_locals_at_suspension_points,
561         source_info_at_suspension_points,
562         storage_conflicts,
563         storage_liveness: storage_liveness_map,
564     }
565 }
566
567 /// The set of `Local`s that must be saved across yield points.
568 ///
569 /// `GeneratorSavedLocal` is indexed in terms of the elements in this set;
570 /// i.e. `GeneratorSavedLocal::new(1)` corresponds to the second local
571 /// included in this set.
572 struct GeneratorSavedLocals(BitSet<Local>);
573
574 impl GeneratorSavedLocals {
575     /// Returns an iterator over each `GeneratorSavedLocal` along with the `Local` it corresponds
576     /// to.
577     fn iter_enumerated(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = (GeneratorSavedLocal, Local)> {
578         self.iter().enumerate().map(|(i, l)| (GeneratorSavedLocal::from(i), l))
579     }
580
581     /// Transforms a `BitSet<Local>` that contains only locals saved across yield points to the
582     /// equivalent `BitSet<GeneratorSavedLocal>`.
583     fn renumber_bitset(&self, input: &BitSet<Local>) -> BitSet<GeneratorSavedLocal> {
584         assert!(self.superset(&input), "{:?} not a superset of {:?}", self.0, input);
585         let mut out = BitSet::new_empty(self.count());
586         for (saved_local, local) in self.iter_enumerated() {
587             if input.contains(local) {
588                 out.insert(saved_local);
589             }
590         }
591         out
592     }
593
594     fn get(&self, local: Local) -> Option<GeneratorSavedLocal> {
595         if !self.contains(local) {
596             return None;
597         }
598
599         let idx = self.iter().take_while(|&l| l < local).count();
600         Some(GeneratorSavedLocal::new(idx))
601     }
602 }
603
604 impl ops::Deref for GeneratorSavedLocals {
605     type Target = BitSet<Local>;
606
607     fn deref(&self) -> &Self::Target {
608         &self.0
609     }
610 }
611
612 /// For every saved local, looks for which locals are StorageLive at the same
613 /// time. Generates a bitset for every local of all the other locals that may be
614 /// StorageLive simultaneously with that local. This is used in the layout
615 /// computation; see `GeneratorLayout` for more.
616 fn compute_storage_conflicts(
617     body: &'mir Body<'tcx>,
618     saved_locals: &GeneratorSavedLocals,
619     always_live_locals: storage::AlwaysLiveLocals,
620     requires_storage: dataflow::Results<'tcx, MaybeRequiresStorage<'mir, 'tcx>>,
621 ) -> BitMatrix<GeneratorSavedLocal, GeneratorSavedLocal> {
622     assert_eq!(body.local_decls.len(), saved_locals.domain_size());
623
624     debug!("compute_storage_conflicts({:?})", body.span);
625     debug!("always_live = {:?}", always_live_locals);
626
627     // Locals that are always live or ones that need to be stored across
628     // suspension points are not eligible for overlap.
629     let mut ineligible_locals = always_live_locals.into_inner();
630     ineligible_locals.intersect(saved_locals);
631
632     // Compute the storage conflicts for all eligible locals.
633     let mut visitor = StorageConflictVisitor {
634         body,
635         saved_locals: &saved_locals,
636         local_conflicts: BitMatrix::from_row_n(&ineligible_locals, body.local_decls.len()),
637     };
638
639     requires_storage.visit_reachable_with(body, &mut visitor);
640
641     let local_conflicts = visitor.local_conflicts;
642
643     // Compress the matrix using only stored locals (Local -> GeneratorSavedLocal).
644     //
645     // NOTE: Today we store a full conflict bitset for every local. Technically
646     // this is twice as many bits as we need, since the relation is symmetric.
647     // However, in practice these bitsets are not usually large. The layout code
648     // also needs to keep track of how many conflicts each local has, so it's
649     // simpler to keep it this way for now.
650     let mut storage_conflicts = BitMatrix::new(saved_locals.count(), saved_locals.count());
651     for (saved_local_a, local_a) in saved_locals.iter_enumerated() {
652         if ineligible_locals.contains(local_a) {
653             // Conflicts with everything.
654             storage_conflicts.insert_all_into_row(saved_local_a);
655         } else {
656             // Keep overlap information only for stored locals.
657             for (saved_local_b, local_b) in saved_locals.iter_enumerated() {
658                 if local_conflicts.contains(local_a, local_b) {
659                     storage_conflicts.insert(saved_local_a, saved_local_b);
660                 }
661             }
662         }
663     }
664     storage_conflicts
665 }
666
667 struct StorageConflictVisitor<'mir, 'tcx, 's> {
668     body: &'mir Body<'tcx>,
669     saved_locals: &'s GeneratorSavedLocals,
670     // FIXME(tmandry): Consider using sparse bitsets here once we have good
671     // benchmarks for generators.
672     local_conflicts: BitMatrix<Local, Local>,
673 }
674
675 impl dataflow::ResultsVisitor<'mir, 'tcx> for StorageConflictVisitor<'mir, 'tcx, '_> {
676     type FlowState = BitSet<Local>;
677
678     fn visit_statement_before_primary_effect(
679         &mut self,
680         state: &Self::FlowState,
681         _statement: &'mir Statement<'tcx>,
682         loc: Location,
683     ) {
684         self.apply_state(state, loc);
685     }
686
687     fn visit_terminator_before_primary_effect(
688         &mut self,
689         state: &Self::FlowState,
690         _terminator: &'mir Terminator<'tcx>,
691         loc: Location,
692     ) {
693         self.apply_state(state, loc);
694     }
695 }
696
697 impl<'body, 'tcx, 's> StorageConflictVisitor<'body, 'tcx, 's> {
698     fn apply_state(&mut self, flow_state: &BitSet<Local>, loc: Location) {
699         // Ignore unreachable blocks.
700         if self.body.basic_blocks()[loc.block].terminator().kind == TerminatorKind::Unreachable {
701             return;
702         }
703
704         let mut eligible_storage_live = flow_state.clone();
705         eligible_storage_live.intersect(&self.saved_locals);
706
707         for local in eligible_storage_live.iter() {
708             self.local_conflicts.union_row_with(&eligible_storage_live, local);
709         }
710
711         if eligible_storage_live.count() > 1 {
712             trace!("at {:?}, eligible_storage_live={:?}", loc, eligible_storage_live);
713         }
714     }
715 }
716
717 /// Validates the typeck view of the generator against the actual set of types saved between
718 /// yield points.
719 fn sanitize_witness<'tcx>(
720     tcx: TyCtxt<'tcx>,
721     body: &Body<'tcx>,
722     witness: Ty<'tcx>,
723     upvars: Vec<Ty<'tcx>>,
724     saved_locals: &GeneratorSavedLocals,
725 ) {
726     let did = body.source.def_id();
727     let allowed_upvars = tcx.erase_regions(upvars);
728     let allowed = match witness.kind() {
729         &ty::GeneratorWitness(s) => tcx.erase_late_bound_regions(s),
730         _ => {
731             tcx.sess.delay_span_bug(
732                 body.span,
733                 &format!("unexpected generator witness type {:?}", witness.kind()),
734             );
735             return;
736         }
737     };
738
739     let param_env = tcx.param_env(did);
740
741     for (local, decl) in body.local_decls.iter_enumerated() {
742         // Ignore locals which are internal or not saved between yields.
743         if !saved_locals.contains(local) || decl.internal {
744             continue;
745         }
746         let decl_ty = tcx.normalize_erasing_regions(param_env, decl.ty);
747
748         // Sanity check that typeck knows about the type of locals which are
749         // live across a suspension point
750         if !allowed.contains(&decl_ty) && !allowed_upvars.contains(&decl_ty) {
751             span_bug!(
752                 body.span,
753                 "Broken MIR: generator contains type {} in MIR, \
754                        but typeck only knows about {}",
755                 decl.ty,
756                 witness,
757             );
758         }
759     }
760 }
761
762 fn compute_layout<'tcx>(
763     liveness: LivenessInfo,
764     body: &mut Body<'tcx>,
765 ) -> (
766     FxHashMap<Local, (Ty<'tcx>, VariantIdx, usize)>,
767     GeneratorLayout<'tcx>,
768     IndexVec<BasicBlock, Option<BitSet<Local>>>,
769 ) {
770     let LivenessInfo {
771         saved_locals,
772         live_locals_at_suspension_points,
773         source_info_at_suspension_points,
774         storage_conflicts,
775         storage_liveness,
776     } = liveness;
777
778     // Gather live local types and their indices.
779     let mut locals = IndexVec::<GeneratorSavedLocal, _>::new();
780     let mut tys = IndexVec::<GeneratorSavedLocal, _>::new();
781     for (saved_local, local) in saved_locals.iter_enumerated() {
782         locals.push(local);
783         tys.push(body.local_decls[local].ty);
784         debug!("generator saved local {:?} => {:?}", saved_local, local);
785     }
786
787     // Leave empty variants for the UNRESUMED, RETURNED, and POISONED states.
788     // In debuginfo, these will correspond to the beginning (UNRESUMED) or end
789     // (RETURNED, POISONED) of the function.
790     const RESERVED_VARIANTS: usize = 3;
791     let body_span = body.source_scopes[OUTERMOST_SOURCE_SCOPE].span;
792     let mut variant_source_info: IndexVec<VariantIdx, SourceInfo> = [
793         SourceInfo::outermost(body_span.shrink_to_lo()),
794         SourceInfo::outermost(body_span.shrink_to_hi()),
795         SourceInfo::outermost(body_span.shrink_to_hi()),
796     ]
797     .iter()
798     .copied()
799     .collect();
800
801     // Build the generator variant field list.
802     // Create a map from local indices to generator struct indices.
803     let mut variant_fields: IndexVec<VariantIdx, IndexVec<Field, GeneratorSavedLocal>> =
804         iter::repeat(IndexVec::new()).take(RESERVED_VARIANTS).collect();
805     let mut remap = FxHashMap::default();
806     for (suspension_point_idx, live_locals) in live_locals_at_suspension_points.iter().enumerate() {
807         let variant_index = VariantIdx::from(RESERVED_VARIANTS + suspension_point_idx);
808         let mut fields = IndexVec::new();
809         for (idx, saved_local) in live_locals.iter().enumerate() {
810             fields.push(saved_local);
811             // Note that if a field is included in multiple variants, we will
812             // just use the first one here. That's fine; fields do not move
813             // around inside generators, so it doesn't matter which variant
814             // index we access them by.
815             remap.entry(locals[saved_local]).or_insert((tys[saved_local], variant_index, idx));
816         }
817         variant_fields.push(fields);
818         variant_source_info.push(source_info_at_suspension_points[suspension_point_idx]);
819     }
820     debug!("generator variant_fields = {:?}", variant_fields);
821     debug!("generator storage_conflicts = {:#?}", storage_conflicts);
822
823     let layout =
824         GeneratorLayout { field_tys: tys, variant_fields, variant_source_info, storage_conflicts };
825
826     (remap, layout, storage_liveness)
827 }
828
829 /// Replaces the entry point of `body` with a block that switches on the generator discriminant and
830 /// dispatches to blocks according to `cases`.
831 ///
832 /// After this function, the former entry point of the function will be bb1.
833 fn insert_switch<'tcx>(
834     body: &mut Body<'tcx>,
835     cases: Vec<(usize, BasicBlock)>,
836     transform: &TransformVisitor<'tcx>,
837     default: TerminatorKind<'tcx>,
838 ) {
839     let default_block = insert_term_block(body, default);
840     let (assign, discr) = transform.get_discr(body);
841     let switch_targets =
842         SwitchTargets::new(cases.iter().map(|(i, bb)| ((*i) as u128, *bb)), default_block);
843     let switch = TerminatorKind::SwitchInt {
844         discr: Operand::Move(discr),
845         switch_ty: transform.discr_ty,
846         targets: switch_targets,
847     };
848
849     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
850     body.basic_blocks_mut().raw.insert(
851         0,
852         BasicBlockData {
853             statements: vec![assign],
854             terminator: Some(Terminator { source_info, kind: switch }),
855             is_cleanup: false,
856         },
857     );
858
859     let blocks = body.basic_blocks_mut().iter_mut();
860
861     for target in blocks.flat_map(|b| b.terminator_mut().successors_mut()) {
862         *target = BasicBlock::new(target.index() + 1);
863     }
864 }
865
866 fn elaborate_generator_drops<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
867     use crate::shim::DropShimElaborator;
868     use crate::util::elaborate_drops::{elaborate_drop, Unwind};
869     use crate::util::patch::MirPatch;
870
871     // Note that `elaborate_drops` only drops the upvars of a generator, and
872     // this is ok because `open_drop` can only be reached within that own
873     // generator's resume function.
874
875     let def_id = body.source.def_id();
876     let param_env = tcx.param_env(def_id);
877
878     let mut elaborator = DropShimElaborator { body, patch: MirPatch::new(body), tcx, param_env };
879
880     for (block, block_data) in body.basic_blocks().iter_enumerated() {
881         let (target, unwind, source_info) = match block_data.terminator() {
882             Terminator { source_info, kind: TerminatorKind::Drop { place, target, unwind } } => {
883                 if let Some(local) = place.as_local() {
884                     if local == SELF_ARG {
885                         (target, unwind, source_info)
886                     } else {
887                         continue;
888                     }
889                 } else {
890                     continue;
891                 }
892             }
893             _ => continue,
894         };
895         let unwind = if block_data.is_cleanup {
896             Unwind::InCleanup
897         } else {
898             Unwind::To(unwind.unwrap_or_else(|| elaborator.patch.resume_block()))
899         };
900         elaborate_drop(
901             &mut elaborator,
902             *source_info,
903             Place::from(SELF_ARG),
904             (),
905             *target,
906             unwind,
907             block,
908         );
909     }
910     elaborator.patch.apply(body);
911 }
912
913 fn create_generator_drop_shim<'tcx>(
914     tcx: TyCtxt<'tcx>,
915     transform: &TransformVisitor<'tcx>,
916     gen_ty: Ty<'tcx>,
917     body: &mut Body<'tcx>,
918     drop_clean: BasicBlock,
919 ) -> Body<'tcx> {
920     let mut body = body.clone();
921     body.arg_count = 1; // make sure the resume argument is not included here
922
923     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
924
925     let mut cases = create_cases(&mut body, transform, Operation::Drop);
926
927     cases.insert(0, (UNRESUMED, drop_clean));
928
929     // The returned state and the poisoned state fall through to the default
930     // case which is just to return
931
932     insert_switch(&mut body, cases, &transform, TerminatorKind::Return);
933
934     for block in body.basic_blocks_mut() {
935         let kind = &mut block.terminator_mut().kind;
936         if let TerminatorKind::GeneratorDrop = *kind {
937             *kind = TerminatorKind::Return;
938         }
939     }
940
941     // Replace the return variable
942     body.local_decls[RETURN_PLACE] = LocalDecl::with_source_info(tcx.mk_unit(), source_info);
943
944     make_generator_state_argument_indirect(tcx, &mut body);
945
946     // Change the generator argument from &mut to *mut
947     body.local_decls[SELF_ARG] = LocalDecl::with_source_info(
948         tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut { ty: gen_ty, mutbl: hir::Mutability::Mut }),
949         source_info,
950     );
951     if tcx.sess.opts.debugging_opts.mir_emit_retag {
952         // Alias tracking must know we changed the type
953         body.basic_blocks_mut()[START_BLOCK].statements.insert(
954             0,
955             Statement {
956                 source_info,
957                 kind: StatementKind::Retag(RetagKind::Raw, box Place::from(SELF_ARG)),
958             },
959         )
960     }
961
962     no_landing_pads(tcx, &mut body);
963
964     // Make sure we remove dead blocks to remove
965     // unrelated code from the resume part of the function
966     simplify::remove_dead_blocks(&mut body);
967
968     dump_mir(tcx, None, "generator_drop", &0, &body, |_, _| Ok(()));
969
970     body
971 }
972
973 fn insert_term_block<'tcx>(body: &mut Body<'tcx>, kind: TerminatorKind<'tcx>) -> BasicBlock {
974     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
975     body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
976         statements: Vec::new(),
977         terminator: Some(Terminator { source_info, kind }),
978         is_cleanup: false,
979     })
980 }
981
982 fn insert_panic_block<'tcx>(
983     tcx: TyCtxt<'tcx>,
984     body: &mut Body<'tcx>,
985     message: AssertMessage<'tcx>,
986 ) -> BasicBlock {
987     let assert_block = BasicBlock::new(body.basic_blocks().len());
988     let term = TerminatorKind::Assert {
989         cond: Operand::Constant(box Constant {
990             span: body.span,
991             user_ty: None,
992             literal: ty::Const::from_bool(tcx, false),
993         }),
994         expected: true,
995         msg: message,
996         target: assert_block,
997         cleanup: None,
998     };
999
1000     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1001     body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1002         statements: Vec::new(),
1003         terminator: Some(Terminator { source_info, kind: term }),
1004         is_cleanup: false,
1005     });
1006
1007     assert_block
1008 }
1009
1010 fn can_return<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &Body<'tcx>) -> bool {
1011     // Returning from a function with an uninhabited return type is undefined behavior.
1012     if body.return_ty().conservative_is_privately_uninhabited(tcx) {
1013         return false;
1014     }
1015
1016     // If there's a return terminator the function may return.
1017     for block in body.basic_blocks() {
1018         if let TerminatorKind::Return = block.terminator().kind {
1019             return true;
1020         }
1021     }
1022
1023     // Otherwise the function can't return.
1024     false
1025 }
1026
1027 fn can_unwind<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &Body<'tcx>) -> bool {
1028     // Nothing can unwind when landing pads are off.
1029     if tcx.sess.panic_strategy() == PanicStrategy::Abort {
1030         return false;
1031     }
1032
1033     // Unwinds can only start at certain terminators.
1034     for block in body.basic_blocks() {
1035         match block.terminator().kind {
1036             // These never unwind.
1037             TerminatorKind::Goto { .. }
1038             | TerminatorKind::SwitchInt { .. }
1039             | TerminatorKind::Abort
1040             | TerminatorKind::Return
1041             | TerminatorKind::Unreachable
1042             | TerminatorKind::GeneratorDrop
1043             | TerminatorKind::FalseEdge { .. }
1044             | TerminatorKind::FalseUnwind { .. }
1045             | TerminatorKind::InlineAsm { .. } => {}
1046
1047             // Resume will *continue* unwinding, but if there's no other unwinding terminator it
1048             // will never be reached.
1049             TerminatorKind::Resume => {}
1050
1051             TerminatorKind::Yield { .. } => {
1052                 unreachable!("`can_unwind` called before generator transform")
1053             }
1054
1055             // These may unwind.
1056             TerminatorKind::Drop { .. }
1057             | TerminatorKind::DropAndReplace { .. }
1058             | TerminatorKind::Call { .. }
1059             | TerminatorKind::Assert { .. } => return true,
1060         }
1061     }
1062
1063     // If we didn't find an unwinding terminator, the function cannot unwind.
1064     false
1065 }
1066
1067 fn create_generator_resume_function<'tcx>(
1068     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1069     transform: TransformVisitor<'tcx>,
1070     body: &mut Body<'tcx>,
1071     can_return: bool,
1072 ) {
1073     let can_unwind = can_unwind(tcx, body);
1074
1075     // Poison the generator when it unwinds
1076     if can_unwind {
1077         let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1078         let poison_block = body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1079             statements: vec![transform.set_discr(VariantIdx::new(POISONED), source_info)],
1080             terminator: Some(Terminator { source_info, kind: TerminatorKind::Resume }),
1081             is_cleanup: true,
1082         });
1083
1084         for (idx, block) in body.basic_blocks_mut().iter_enumerated_mut() {
1085             let source_info = block.terminator().source_info;
1086
1087             if let TerminatorKind::Resume = block.terminator().kind {
1088                 // An existing `Resume` terminator is redirected to jump to our dedicated
1089                 // "poisoning block" above.
1090                 if idx != poison_block {
1091                     *block.terminator_mut() = Terminator {
1092                         source_info,
1093                         kind: TerminatorKind::Goto { target: poison_block },
1094                     };
1095                 }
1096             } else if !block.is_cleanup {
1097                 // Any terminators that *can* unwind but don't have an unwind target set are also
1098                 // pointed at our poisoning block (unless they're part of the cleanup path).
1099                 if let Some(unwind @ None) = block.terminator_mut().unwind_mut() {
1100                     *unwind = Some(poison_block);
1101                 }
1102             }
1103         }
1104     }
1105
1106     let mut cases = create_cases(body, &transform, Operation::Resume);
1107
1108     use rustc_middle::mir::AssertKind::{ResumedAfterPanic, ResumedAfterReturn};
1109
1110     // Jump to the entry point on the unresumed
1111     cases.insert(0, (UNRESUMED, BasicBlock::new(0)));
1112
1113     // Panic when resumed on the returned or poisoned state
1114     let generator_kind = body.generator_kind.unwrap();
1115
1116     if can_unwind {
1117         cases.insert(
1118             1,
1119             (POISONED, insert_panic_block(tcx, body, ResumedAfterPanic(generator_kind))),
1120         );
1121     }
1122
1123     if can_return {
1124         cases.insert(
1125             1,
1126             (RETURNED, insert_panic_block(tcx, body, ResumedAfterReturn(generator_kind))),
1127         );
1128     }
1129
1130     insert_switch(body, cases, &transform, TerminatorKind::Unreachable);
1131
1132     make_generator_state_argument_indirect(tcx, body);
1133     make_generator_state_argument_pinned(tcx, body);
1134
1135     no_landing_pads(tcx, body);
1136
1137     // Make sure we remove dead blocks to remove
1138     // unrelated code from the drop part of the function
1139     simplify::remove_dead_blocks(body);
1140
1141     dump_mir(tcx, None, "generator_resume", &0, body, |_, _| Ok(()));
1142 }
1143
1144 fn insert_clean_drop(body: &mut Body<'_>) -> BasicBlock {
1145     let return_block = insert_term_block(body, TerminatorKind::Return);
1146
1147     let term =
1148         TerminatorKind::Drop { place: Place::from(SELF_ARG), target: return_block, unwind: None };
1149     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1150
1151     // Create a block to destroy an unresumed generators. This can only destroy upvars.
1152     body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1153         statements: Vec::new(),
1154         terminator: Some(Terminator { source_info, kind: term }),
1155         is_cleanup: false,
1156     })
1157 }
1158
1159 /// An operation that can be performed on a generator.
1160 #[derive(PartialEq, Copy, Clone)]
1161 enum Operation {
1162     Resume,
1163     Drop,
1164 }
1165
1166 impl Operation {
1167     fn target_block(self, point: &SuspensionPoint<'_>) -> Option<BasicBlock> {
1168         match self {
1169             Operation::Resume => Some(point.resume),
1170             Operation::Drop => point.drop,
1171         }
1172     }
1173 }
1174
1175 fn create_cases<'tcx>(
1176     body: &mut Body<'tcx>,
1177     transform: &TransformVisitor<'tcx>,
1178     operation: Operation,
1179 ) -> Vec<(usize, BasicBlock)> {
1180     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1181
1182     transform
1183         .suspension_points
1184         .iter()
1185         .filter_map(|point| {
1186             // Find the target for this suspension point, if applicable
1187             operation.target_block(point).map(|target| {
1188                 let mut statements = Vec::new();
1189
1190                 // Create StorageLive instructions for locals with live storage
1191                 for i in 0..(body.local_decls.len()) {
1192                     if i == 2 {
1193                         // The resume argument is live on function entry. Don't insert a
1194                         // `StorageLive`, or the following `Assign` will read from uninitialized
1195                         // memory.
1196                         continue;
1197                     }
1198
1199                     let l = Local::new(i);
1200                     let needs_storage_live = point.storage_liveness.contains(l)
1201                         && !transform.remap.contains_key(&l)
1202                         && !transform.always_live_locals.contains(l);
1203                     if needs_storage_live {
1204                         statements
1205                             .push(Statement { source_info, kind: StatementKind::StorageLive(l) });
1206                     }
1207                 }
1208
1209                 if operation == Operation::Resume {
1210                     // Move the resume argument to the destination place of the `Yield` terminator
1211                     let resume_arg = Local::new(2); // 0 = return, 1 = self
1212                     statements.push(Statement {
1213                         source_info,
1214                         kind: StatementKind::Assign(box (
1215                             point.resume_arg,
1216                             Rvalue::Use(Operand::Move(resume_arg.into())),
1217                         )),
1218                     });
1219                 }
1220
1221                 // Then jump to the real target
1222                 let block = body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1223                     statements,
1224                     terminator: Some(Terminator {
1225                         source_info,
1226                         kind: TerminatorKind::Goto { target },
1227                     }),
1228                     is_cleanup: false,
1229                 });
1230
1231                 (point.state, block)
1232             })
1233         })
1234         .collect()
1235 }
1236
1237 impl<'tcx> MirPass<'tcx> for StateTransform {
1238     fn run_pass(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
1239         let yield_ty = if let Some(yield_ty) = body.yield_ty {
1240             yield_ty
1241         } else {
1242             // This only applies to generators
1243             return;
1244         };
1245
1246         assert!(body.generator_drop.is_none());
1247
1248         // The first argument is the generator type passed by value
1249         let gen_ty = body.local_decls.raw[1].ty;
1250
1251         // Get the interior types and substs which typeck computed
1252         let (upvars, interior, discr_ty, movable) = match *gen_ty.kind() {
1253             ty::Generator(_, substs, movability) => {
1254                 let substs = substs.as_generator();
1255                 (
1256                     substs.upvar_tys().collect(),
1257                     substs.witness(),
1258                     substs.discr_ty(tcx),
1259                     movability == hir::Movability::Movable,
1260                 )
1261             }
1262             _ => {
1263                 tcx.sess
1264                     .delay_span_bug(body.span, &format!("unexpected generator type {}", gen_ty));
1265                 return;
1266             }
1267         };
1268
1269         // Compute GeneratorState<yield_ty, return_ty>
1270         let state_did = tcx.require_lang_item(LangItem::GeneratorState, None);
1271         let state_adt_ref = tcx.adt_def(state_did);
1272         let state_substs = tcx.intern_substs(&[yield_ty.into(), body.return_ty().into()]);
1273         let ret_ty = tcx.mk_adt(state_adt_ref, state_substs);
1274
1275         // We rename RETURN_PLACE which has type mir.return_ty to new_ret_local
1276         // RETURN_PLACE then is a fresh unused local with type ret_ty.
1277         let new_ret_local = replace_local(RETURN_PLACE, ret_ty, body, tcx);
1278
1279         // We also replace the resume argument and insert an `Assign`.
1280         // This is needed because the resume argument `_2` might be live across a `yield`, in which
1281         // case there is no `Assign` to it that the transform can turn into a store to the generator
1282         // state. After the yield the slot in the generator state would then be uninitialized.
1283         let resume_local = Local::new(2);
1284         let new_resume_local =
1285             replace_local(resume_local, body.local_decls[resume_local].ty, body, tcx);
1286
1287         // When first entering the generator, move the resume argument into its new local.
1288         let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1289         let stmts = &mut body.basic_blocks_mut()[BasicBlock::new(0)].statements;
1290         stmts.insert(
1291             0,
1292             Statement {
1293                 source_info,
1294                 kind: StatementKind::Assign(box (
1295                     new_resume_local.into(),
1296                     Rvalue::Use(Operand::Move(resume_local.into())),
1297                 )),
1298             },
1299         );
1300
1301         let always_live_locals = storage::AlwaysLiveLocals::new(&body);
1302
1303         let liveness_info =
1304             locals_live_across_suspend_points(tcx, body, &always_live_locals, movable);
1305
1306         sanitize_witness(tcx, body, interior, upvars, &liveness_info.saved_locals);
1307
1308         if tcx.sess.opts.debugging_opts.validate_mir {
1309             let mut vis = EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias {
1310                 assigned_local: None,
1311                 saved_locals: &liveness_info.saved_locals,
1312                 storage_conflicts: &liveness_info.storage_conflicts,
1313             };
1314
1315             vis.visit_body(body);
1316         }
1317
1318         // Extract locals which are live across suspension point into `layout`
1319         // `remap` gives a mapping from local indices onto generator struct indices
1320         // `storage_liveness` tells us which locals have live storage at suspension points
1321         let (remap, layout, storage_liveness) = compute_layout(liveness_info, body);
1322
1323         let can_return = can_return(tcx, body);
1324
1325         // Run the transformation which converts Places from Local to generator struct
1326         // accesses for locals in `remap`.
1327         // It also rewrites `return x` and `yield y` as writing a new generator state and returning
1328         // GeneratorState::Complete(x) and GeneratorState::Yielded(y) respectively.
1329         let mut transform = TransformVisitor {
1330             tcx,
1331             state_adt_ref,
1332             state_substs,
1333             remap,
1334             storage_liveness,
1335             always_live_locals,
1336             suspension_points: Vec::new(),
1337             new_ret_local,
1338             discr_ty,
1339         };
1340         transform.visit_body(body);
1341
1342         // Update our MIR struct to reflect the changes we've made
1343         body.yield_ty = None;
1344         body.arg_count = 2; // self, resume arg
1345         body.spread_arg = None;
1346         body.generator_layout = Some(layout);
1347
1348         // Insert `drop(generator_struct)` which is used to drop upvars for generators in
1349         // the unresumed state.
1350         // This is expanded to a drop ladder in `elaborate_generator_drops`.
1351         let drop_clean = insert_clean_drop(body);
1352
1353         dump_mir(tcx, None, "generator_pre-elab", &0, body, |_, _| Ok(()));
1354
1355         // Expand `drop(generator_struct)` to a drop ladder which destroys upvars.
1356         // If any upvars are moved out of, drop elaboration will handle upvar destruction.
1357         // However we need to also elaborate the code generated by `insert_clean_drop`.
1358         elaborate_generator_drops(tcx, body);
1359
1360         dump_mir(tcx, None, "generator_post-transform", &0, body, |_, _| Ok(()));
1361
1362         // Create a copy of our MIR and use it to create the drop shim for the generator
1363         let drop_shim = create_generator_drop_shim(tcx, &transform, gen_ty, body, drop_clean);
1364
1365         body.generator_drop = Some(box drop_shim);
1366
1367         // Create the Generator::resume function
1368         create_generator_resume_function(tcx, transform, body, can_return);
1369     }
1370 }
1371
1372 /// Looks for any assignments between locals (e.g., `_4 = _5`) that will both be converted to fields
1373 /// in the generator state machine but whose storage is not marked as conflicting
1374 ///
1375 /// Validation needs to happen immediately *before* `TransformVisitor` is invoked, not after.
1376 ///
1377 /// This condition would arise when the assignment is the last use of `_5` but the initial
1378 /// definition of `_4` if we weren't extra careful to mark all locals used inside a statement as
1379 /// conflicting. Non-conflicting generator saved locals may be stored at the same location within
1380 /// the generator state machine, which would result in ill-formed MIR: the left-hand and right-hand
1381 /// sides of an assignment may not alias. This caused a miscompilation in [#73137].
1382 ///
1383 /// [#73137]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/73137
1384 struct EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias<'a> {
1385     saved_locals: &'a GeneratorSavedLocals,
1386     storage_conflicts: &'a BitMatrix<GeneratorSavedLocal, GeneratorSavedLocal>,
1387     assigned_local: Option<GeneratorSavedLocal>,
1388 }
1389
1390 impl EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias<'_> {
1391     fn saved_local_for_direct_place(&self, place: Place<'_>) -> Option<GeneratorSavedLocal> {
1392         if place.is_indirect() {
1393             return None;
1394         }
1395
1396         self.saved_locals.get(place.local)
1397     }
1398
1399     fn check_assigned_place(&mut self, place: Place<'tcx>, f: impl FnOnce(&mut Self)) {
1400         if let Some(assigned_local) = self.saved_local_for_direct_place(place) {
1401             assert!(self.assigned_local.is_none(), "`check_assigned_place` must not recurse");
1402
1403             self.assigned_local = Some(assigned_local);
1404             f(self);
1405             self.assigned_local = None;
1406         }
1407     }
1408 }
1409
1410 impl Visitor<'tcx> for EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias<'_> {
1411     fn visit_place(&mut self, place: &Place<'tcx>, context: PlaceContext, location: Location) {
1412         let lhs = match self.assigned_local {
1413             Some(l) => l,
1414             None => {
1415                 // This visitor only invokes `visit_place` for the right-hand side of an assignment
1416                 // and only after setting `self.assigned_local`. However, the default impl of
1417                 // `Visitor::super_body` may call `visit_place` with a `NonUseContext` for places
1418                 // with debuginfo. Ignore them here.
1419                 assert!(!context.is_use());
1420                 return;
1421             }
1422         };
1423
1424         let rhs = match self.saved_local_for_direct_place(*place) {
1425             Some(l) => l,
1426             None => return,
1427         };
1428
1429         if !self.storage_conflicts.contains(lhs, rhs) {
1430             bug!(
1431                 "Assignment between generator saved locals whose storage is not \
1432                     marked as conflicting: {:?}: {:?} = {:?}",
1433                 location,
1434                 lhs,
1435                 rhs,
1436             );
1437         }
1438     }
1439
1440     fn visit_statement(&mut self, statement: &Statement<'tcx>, location: Location) {
1441         match &statement.kind {
1442             StatementKind::Assign(box (lhs, rhs)) => {
1443                 self.check_assigned_place(*lhs, |this| this.visit_rvalue(rhs, location));
1444             }
1445
1446             // FIXME: Does `llvm_asm!` have any aliasing requirements?
1447             StatementKind::LlvmInlineAsm(_) => {}
1448
1449             StatementKind::FakeRead(..)
1450             | StatementKind::SetDiscriminant { .. }
1451             | StatementKind::StorageLive(_)
1452             | StatementKind::StorageDead(_)
1453             | StatementKind::Retag(..)
1454             | StatementKind::AscribeUserType(..)
1455             | StatementKind::Coverage(..)
1456             | StatementKind::Nop => {}
1457         }
1458     }
1459
1460     fn visit_terminator(&mut self, terminator: &Terminator<'tcx>, location: Location) {
1461         // Checking for aliasing in terminators is probably overkill, but until we have actual
1462         // semantics, we should be conservative here.
1463         match &terminator.kind {
1464             TerminatorKind::Call {
1465                 func,
1466                 args,
1467                 destination: Some((dest, _)),
1468                 cleanup: _,
1469                 from_hir_call: _,
1470                 fn_span: _,
1471             } => {
1472                 self.check_assigned_place(*dest, |this| {
1473                     this.visit_operand(func, location);
1474                     for arg in args {
1475                         this.visit_operand(arg, location);
1476                     }
1477                 });
1478             }
1479
1480             TerminatorKind::Yield { value, resume: _, resume_arg, drop: _ } => {
1481                 self.check_assigned_place(*resume_arg, |this| this.visit_operand(value, location));
1482             }
1483
1484             // FIXME: Does `asm!` have any aliasing requirements?
1485             TerminatorKind::InlineAsm { .. } => {}
1486
1487             TerminatorKind::Call { .. }
1488             | TerminatorKind::Goto { .. }
1489             | TerminatorKind::SwitchInt { .. }
1490             | TerminatorKind::Resume
1491             | TerminatorKind::Abort
1492             | TerminatorKind::Return
1493             | TerminatorKind::Unreachable
1494             | TerminatorKind::Drop { .. }
1495             | TerminatorKind::DropAndReplace { .. }
1496             | TerminatorKind::Assert { .. }
1497             | TerminatorKind::GeneratorDrop
1498             | TerminatorKind::FalseEdge { .. }
1499             | TerminatorKind::FalseUnwind { .. } => {}
1500         }
1501     }
1502 }