]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_mir/src/transform/generator.rs
Auto merge of #70743 - oli-obk:eager_const_to_pat_conversion, r=eddyb
[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, MirSource};
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::def_id::DefId;
65 use rustc_hir::lang_items::LangItem;
66 use rustc_index::bit_set::{BitMatrix, BitSet};
67 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
68 use rustc_middle::mir::visit::{MutVisitor, PlaceContext, Visitor};
69 use rustc_middle::mir::*;
70 use rustc_middle::ty::subst::{Subst, SubstsRef};
71 use rustc_middle::ty::GeneratorSubsts;
72 use rustc_middle::ty::{self, AdtDef, Ty, TyCtxt};
73 use rustc_target::abi::VariantIdx;
74 use rustc_target::spec::PanicStrategy;
75 use std::borrow::Cow;
76 use std::{iter, ops};
77
78 pub struct StateTransform;
79
80 struct RenameLocalVisitor<'tcx> {
81     from: Local,
82     to: Local,
83     tcx: TyCtxt<'tcx>,
84 }
85
86 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for RenameLocalVisitor<'tcx> {
87     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
88         self.tcx
89     }
90
91     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
92         if *local == self.from {
93             *local = self.to;
94         }
95     }
96
97     fn visit_terminator(&mut self, terminator: &mut Terminator<'tcx>, location: Location) {
98         match terminator.kind {
99             TerminatorKind::Return => {
100                 // Do not replace the implicit `_0` access here, as that's not possible. The
101                 // transform already handles `return` correctly.
102             }
103             _ => self.super_terminator(terminator, location),
104         }
105     }
106 }
107
108 struct DerefArgVisitor<'tcx> {
109     tcx: TyCtxt<'tcx>,
110 }
111
112 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for DerefArgVisitor<'tcx> {
113     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
114         self.tcx
115     }
116
117     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
118         assert_ne!(*local, SELF_ARG);
119     }
120
121     fn visit_place(&mut self, place: &mut Place<'tcx>, context: PlaceContext, location: Location) {
122         if place.local == SELF_ARG {
123             replace_base(
124                 place,
125                 Place {
126                     local: SELF_ARG,
127                     projection: self.tcx().intern_place_elems(&[ProjectionElem::Deref]),
128                 },
129                 self.tcx,
130             );
131         } else {
132             self.visit_local(&mut place.local, context, location);
133
134             for elem in place.projection.iter() {
135                 if let PlaceElem::Index(local) = elem {
136                     assert_ne!(local, SELF_ARG);
137                 }
138             }
139         }
140     }
141 }
142
143 struct PinArgVisitor<'tcx> {
144     ref_gen_ty: Ty<'tcx>,
145     tcx: TyCtxt<'tcx>,
146 }
147
148 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for PinArgVisitor<'tcx> {
149     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
150         self.tcx
151     }
152
153     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
154         assert_ne!(*local, SELF_ARG);
155     }
156
157     fn visit_place(&mut self, place: &mut Place<'tcx>, context: PlaceContext, location: Location) {
158         if place.local == SELF_ARG {
159             replace_base(
160                 place,
161                 Place {
162                     local: SELF_ARG,
163                     projection: self.tcx().intern_place_elems(&[ProjectionElem::Field(
164                         Field::new(0),
165                         self.ref_gen_ty,
166                     )]),
167                 },
168                 self.tcx,
169             );
170         } else {
171             self.visit_local(&mut place.local, context, location);
172
173             for elem in place.projection.iter() {
174                 if let PlaceElem::Index(local) = elem {
175                     assert_ne!(local, SELF_ARG);
176                 }
177             }
178         }
179     }
180 }
181
182 fn replace_base<'tcx>(place: &mut Place<'tcx>, new_base: Place<'tcx>, tcx: TyCtxt<'tcx>) {
183     place.local = new_base.local;
184
185     let mut new_projection = new_base.projection.to_vec();
186     new_projection.append(&mut place.projection.to_vec());
187
188     place.projection = tcx.intern_place_elems(&new_projection);
189 }
190
191 const SELF_ARG: Local = Local::from_u32(1);
192
193 /// Generator has not been resumed yet.
194 const UNRESUMED: usize = GeneratorSubsts::UNRESUMED;
195 /// Generator has returned / is completed.
196 const RETURNED: usize = GeneratorSubsts::RETURNED;
197 /// Generator has panicked and is poisoned.
198 const POISONED: usize = GeneratorSubsts::POISONED;
199
200 /// A `yield` point in the generator.
201 struct SuspensionPoint<'tcx> {
202     /// State discriminant used when suspending or resuming at this point.
203     state: usize,
204     /// The block to jump to after resumption.
205     resume: BasicBlock,
206     /// Where to move the resume argument after resumption.
207     resume_arg: Place<'tcx>,
208     /// Which block to jump to if the generator is dropped in this state.
209     drop: Option<BasicBlock>,
210     /// Set of locals that have live storage while at this suspension point.
211     storage_liveness: BitSet<Local>,
212 }
213
214 struct TransformVisitor<'tcx> {
215     tcx: TyCtxt<'tcx>,
216     state_adt_ref: &'tcx AdtDef,
217     state_substs: SubstsRef<'tcx>,
218
219     // The type of the discriminant in the generator struct
220     discr_ty: Ty<'tcx>,
221
222     // Mapping from Local to (type of local, generator struct index)
223     // FIXME(eddyb) This should use `IndexVec<Local, Option<_>>`.
224     remap: FxHashMap<Local, (Ty<'tcx>, VariantIdx, usize)>,
225
226     // A map from a suspension point in a block to the locals which have live storage at that point
227     storage_liveness: IndexVec<BasicBlock, Option<BitSet<Local>>>,
228
229     // A list of suspension points, generated during the transform
230     suspension_points: Vec<SuspensionPoint<'tcx>>,
231
232     // The set of locals that have no `StorageLive`/`StorageDead` annotations.
233     always_live_locals: storage::AlwaysLiveLocals,
234
235     // The original RETURN_PLACE local
236     new_ret_local: Local,
237 }
238
239 impl TransformVisitor<'tcx> {
240     // Make a GeneratorState variant assignment. `core::ops::GeneratorState` only has single
241     // element tuple variants, so we can just write to the downcasted first field and then set the
242     // discriminant to the appropriate variant.
243     fn make_state(
244         &self,
245         idx: VariantIdx,
246         val: Operand<'tcx>,
247         source_info: SourceInfo,
248     ) -> impl Iterator<Item = Statement<'tcx>> {
249         let kind = AggregateKind::Adt(self.state_adt_ref, idx, self.state_substs, None, None);
250         assert_eq!(self.state_adt_ref.variants[idx].fields.len(), 1);
251         let ty = self
252             .tcx
253             .type_of(self.state_adt_ref.variants[idx].fields[0].did)
254             .subst(self.tcx, self.state_substs);
255         expand_aggregate(
256             Place::return_place(),
257             std::iter::once((val, ty)),
258             kind,
259             source_info,
260             self.tcx,
261         )
262     }
263
264     // Create a Place referencing a generator struct field
265     fn make_field(&self, variant_index: VariantIdx, idx: usize, ty: Ty<'tcx>) -> Place<'tcx> {
266         let self_place = Place::from(SELF_ARG);
267         let base = self.tcx.mk_place_downcast_unnamed(self_place, variant_index);
268         let mut projection = base.projection.to_vec();
269         projection.push(ProjectionElem::Field(Field::new(idx), ty));
270
271         Place { local: base.local, projection: self.tcx.intern_place_elems(&projection) }
272     }
273
274     // Create a statement which changes the discriminant
275     fn set_discr(&self, state_disc: VariantIdx, source_info: SourceInfo) -> Statement<'tcx> {
276         let self_place = Place::from(SELF_ARG);
277         Statement {
278             source_info,
279             kind: StatementKind::SetDiscriminant {
280                 place: box self_place,
281                 variant_index: state_disc,
282             },
283         }
284     }
285
286     // Create a statement which reads the discriminant into a temporary
287     fn get_discr(&self, body: &mut Body<'tcx>) -> (Statement<'tcx>, Place<'tcx>) {
288         let temp_decl = LocalDecl::new(self.discr_ty, body.span).internal();
289         let local_decls_len = body.local_decls.push(temp_decl);
290         let temp = Place::from(local_decls_len);
291
292         let self_place = Place::from(SELF_ARG);
293         let assign = Statement {
294             source_info: SourceInfo::outermost(body.span),
295             kind: StatementKind::Assign(box (temp, Rvalue::Discriminant(self_place))),
296         };
297         (assign, temp)
298     }
299 }
300
301 impl MutVisitor<'tcx> for TransformVisitor<'tcx> {
302     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
303         self.tcx
304     }
305
306     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
307         assert_eq!(self.remap.get(local), None);
308     }
309
310     fn visit_place(
311         &mut self,
312         place: &mut Place<'tcx>,
313         _context: PlaceContext,
314         _location: Location,
315     ) {
316         // Replace an Local in the remap with a generator struct access
317         if let Some(&(ty, variant_index, idx)) = self.remap.get(&place.local) {
318             replace_base(place, self.make_field(variant_index, idx, ty), self.tcx);
319         }
320     }
321
322     fn visit_basic_block_data(&mut self, block: BasicBlock, data: &mut BasicBlockData<'tcx>) {
323         // Remove StorageLive and StorageDead statements for remapped locals
324         data.retain_statements(|s| match s.kind {
325             StatementKind::StorageLive(l) | StatementKind::StorageDead(l) => {
326                 !self.remap.contains_key(&l)
327             }
328             _ => true,
329         });
330
331         let ret_val = match data.terminator().kind {
332             TerminatorKind::Return => Some((
333                 VariantIdx::new(1),
334                 None,
335                 Operand::Move(Place::from(self.new_ret_local)),
336                 None,
337             )),
338             TerminatorKind::Yield { ref value, resume, resume_arg, drop } => {
339                 Some((VariantIdx::new(0), Some((resume, resume_arg)), value.clone(), drop))
340             }
341             _ => None,
342         };
343
344         if let Some((state_idx, resume, v, drop)) = ret_val {
345             let source_info = data.terminator().source_info;
346             // We must assign the value first in case it gets declared dead below
347             data.statements.extend(self.make_state(state_idx, v, source_info));
348             let state = if let Some((resume, resume_arg)) = resume {
349                 // Yield
350                 let state = 3 + self.suspension_points.len();
351
352                 // The resume arg target location might itself be remapped if its base local is
353                 // live across a yield.
354                 let resume_arg =
355                     if let Some(&(ty, variant, idx)) = self.remap.get(&resume_arg.local) {
356                         self.make_field(variant, idx, ty)
357                     } else {
358                         resume_arg
359                     };
360
361                 self.suspension_points.push(SuspensionPoint {
362                     state,
363                     resume,
364                     resume_arg,
365                     drop,
366                     storage_liveness: self.storage_liveness[block].clone().unwrap(),
367                 });
368
369                 VariantIdx::new(state)
370             } else {
371                 // Return
372                 VariantIdx::new(RETURNED) // state for returned
373             };
374             data.statements.push(self.set_discr(state, source_info));
375             data.terminator_mut().kind = TerminatorKind::Return;
376         }
377
378         self.super_basic_block_data(block, data);
379     }
380 }
381
382 fn make_generator_state_argument_indirect<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
383     let gen_ty = body.local_decls.raw[1].ty;
384
385     let ref_gen_ty =
386         tcx.mk_ref(tcx.lifetimes.re_erased, ty::TypeAndMut { ty: gen_ty, mutbl: Mutability::Mut });
387
388     // Replace the by value generator argument
389     body.local_decls.raw[1].ty = ref_gen_ty;
390
391     // Add a deref to accesses of the generator state
392     DerefArgVisitor { tcx }.visit_body(body);
393 }
394
395 fn make_generator_state_argument_pinned<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
396     let ref_gen_ty = body.local_decls.raw[1].ty;
397
398     let pin_did = tcx.require_lang_item(LangItem::Pin, Some(body.span));
399     let pin_adt_ref = tcx.adt_def(pin_did);
400     let substs = tcx.intern_substs(&[ref_gen_ty.into()]);
401     let pin_ref_gen_ty = tcx.mk_adt(pin_adt_ref, substs);
402
403     // Replace the by ref generator argument
404     body.local_decls.raw[1].ty = pin_ref_gen_ty;
405
406     // Add the Pin field access to accesses of the generator state
407     PinArgVisitor { ref_gen_ty, tcx }.visit_body(body);
408 }
409
410 /// Allocates a new local and replaces all references of `local` with it. Returns the new local.
411 ///
412 /// `local` will be changed to a new local decl with type `ty`.
413 ///
414 /// Note that the new local will be uninitialized. It is the caller's responsibility to assign some
415 /// valid value to it before its first use.
416 fn replace_local<'tcx>(
417     local: Local,
418     ty: Ty<'tcx>,
419     body: &mut Body<'tcx>,
420     tcx: TyCtxt<'tcx>,
421 ) -> Local {
422     let new_decl = LocalDecl::new(ty, body.span);
423     let new_local = body.local_decls.push(new_decl);
424     body.local_decls.swap(local, new_local);
425
426     RenameLocalVisitor { from: local, to: new_local, tcx }.visit_body(body);
427
428     new_local
429 }
430
431 struct LivenessInfo {
432     /// Which locals are live across any suspension point.
433     saved_locals: GeneratorSavedLocals,
434
435     /// The set of saved locals live at each suspension point.
436     live_locals_at_suspension_points: Vec<BitSet<GeneratorSavedLocal>>,
437
438     /// Parallel vec to the above with SourceInfo for each yield terminator.
439     source_info_at_suspension_points: Vec<SourceInfo>,
440
441     /// For every saved local, the set of other saved locals that are
442     /// storage-live at the same time as this local. We cannot overlap locals in
443     /// the layout which have conflicting storage.
444     storage_conflicts: BitMatrix<GeneratorSavedLocal, GeneratorSavedLocal>,
445
446     /// For every suspending block, the locals which are storage-live across
447     /// that suspension point.
448     storage_liveness: IndexVec<BasicBlock, Option<BitSet<Local>>>,
449 }
450
451 fn locals_live_across_suspend_points(
452     tcx: TyCtxt<'tcx>,
453     body: &Body<'tcx>,
454     source: MirSource<'tcx>,
455     always_live_locals: &storage::AlwaysLiveLocals,
456     movable: bool,
457 ) -> LivenessInfo {
458     let def_id = source.def_id();
459     let body_ref: &Body<'_> = &body;
460
461     // Calculate when MIR locals have live storage. This gives us an upper bound of their
462     // lifetimes.
463     let mut storage_live = MaybeStorageLive::new(always_live_locals.clone())
464         .into_engine(tcx, body_ref, def_id)
465         .iterate_to_fixpoint()
466         .into_results_cursor(body_ref);
467
468     // Calculate the MIR locals which have been previously
469     // borrowed (even if they are still active).
470     let borrowed_locals_results = MaybeBorrowedLocals::all_borrows()
471         .into_engine(tcx, body_ref, def_id)
472         .pass_name("generator")
473         .iterate_to_fixpoint();
474
475     let mut borrowed_locals_cursor =
476         dataflow::ResultsCursor::new(body_ref, &borrowed_locals_results);
477
478     // Calculate the MIR locals that we actually need to keep storage around
479     // for.
480     let requires_storage_results = MaybeRequiresStorage::new(body, &borrowed_locals_results)
481         .into_engine(tcx, body_ref, def_id)
482         .iterate_to_fixpoint();
483     let mut requires_storage_cursor =
484         dataflow::ResultsCursor::new(body_ref, &requires_storage_results);
485
486     // Calculate the liveness of MIR locals ignoring borrows.
487     let mut liveness = MaybeLiveLocals
488         .into_engine(tcx, body_ref, def_id)
489         .pass_name("generator")
490         .iterate_to_fixpoint()
491         .into_results_cursor(body_ref);
492
493     let mut storage_liveness_map = IndexVec::from_elem(None, body.basic_blocks());
494     let mut live_locals_at_suspension_points = Vec::new();
495     let mut source_info_at_suspension_points = Vec::new();
496     let mut live_locals_at_any_suspension_point = BitSet::new_empty(body.local_decls.len());
497
498     for (block, data) in body.basic_blocks().iter_enumerated() {
499         if let TerminatorKind::Yield { .. } = data.terminator().kind {
500             let loc = Location { block, statement_index: data.statements.len() };
501
502             liveness.seek_to_block_end(block);
503             let mut live_locals = liveness.get().clone();
504
505             if !movable {
506                 // The `liveness` variable contains the liveness of MIR locals ignoring borrows.
507                 // This is correct for movable generators since borrows cannot live across
508                 // suspension points. However for immovable generators we need to account for
509                 // borrows, so we conseratively assume that all borrowed locals are live until
510                 // we find a StorageDead statement referencing the locals.
511                 // To do this we just union our `liveness` result with `borrowed_locals`, which
512                 // contains all the locals which has been borrowed before this suspension point.
513                 // If a borrow is converted to a raw reference, we must also assume that it lives
514                 // forever. Note that the final liveness is still bounded by the storage liveness
515                 // of the local, which happens using the `intersect` operation below.
516                 borrowed_locals_cursor.seek_before_primary_effect(loc);
517                 live_locals.union(borrowed_locals_cursor.get());
518             }
519
520             // Store the storage liveness for later use so we can restore the state
521             // after a suspension point
522             storage_live.seek_before_primary_effect(loc);
523             storage_liveness_map[block] = Some(storage_live.get().clone());
524
525             // Locals live are live at this point only if they are used across
526             // suspension points (the `liveness` variable)
527             // and their storage is required (the `storage_required` variable)
528             requires_storage_cursor.seek_before_primary_effect(loc);
529             live_locals.intersect(requires_storage_cursor.get());
530
531             // The generator argument is ignored.
532             live_locals.remove(SELF_ARG);
533
534             debug!("loc = {:?}, live_locals = {:?}", loc, live_locals);
535
536             // Add the locals live at this suspension point to the set of locals which live across
537             // any suspension points
538             live_locals_at_any_suspension_point.union(&live_locals);
539
540             live_locals_at_suspension_points.push(live_locals);
541             source_info_at_suspension_points.push(data.terminator().source_info);
542         }
543     }
544
545     debug!("live_locals_anywhere = {:?}", live_locals_at_any_suspension_point);
546     let saved_locals = GeneratorSavedLocals(live_locals_at_any_suspension_point);
547
548     // Renumber our liveness_map bitsets to include only the locals we are
549     // saving.
550     let live_locals_at_suspension_points = live_locals_at_suspension_points
551         .iter()
552         .map(|live_here| saved_locals.renumber_bitset(&live_here))
553         .collect();
554
555     let storage_conflicts = compute_storage_conflicts(
556         body_ref,
557         &saved_locals,
558         always_live_locals.clone(),
559         requires_storage_results,
560     );
561
562     LivenessInfo {
563         saved_locals,
564         live_locals_at_suspension_points,
565         source_info_at_suspension_points,
566         storage_conflicts,
567         storage_liveness: storage_liveness_map,
568     }
569 }
570
571 /// The set of `Local`s that must be saved across yield points.
572 ///
573 /// `GeneratorSavedLocal` is indexed in terms of the elements in this set;
574 /// i.e. `GeneratorSavedLocal::new(1)` corresponds to the second local
575 /// included in this set.
576 struct GeneratorSavedLocals(BitSet<Local>);
577
578 impl GeneratorSavedLocals {
579     /// Returns an iterator over each `GeneratorSavedLocal` along with the `Local` it corresponds
580     /// to.
581     fn iter_enumerated(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = (GeneratorSavedLocal, Local)> {
582         self.iter().enumerate().map(|(i, l)| (GeneratorSavedLocal::from(i), l))
583     }
584
585     /// Transforms a `BitSet<Local>` that contains only locals saved across yield points to the
586     /// equivalent `BitSet<GeneratorSavedLocal>`.
587     fn renumber_bitset(&self, input: &BitSet<Local>) -> BitSet<GeneratorSavedLocal> {
588         assert!(self.superset(&input), "{:?} not a superset of {:?}", self.0, input);
589         let mut out = BitSet::new_empty(self.count());
590         for (saved_local, local) in self.iter_enumerated() {
591             if input.contains(local) {
592                 out.insert(saved_local);
593             }
594         }
595         out
596     }
597
598     fn get(&self, local: Local) -> Option<GeneratorSavedLocal> {
599         if !self.contains(local) {
600             return None;
601         }
602
603         let idx = self.iter().take_while(|&l| l < local).count();
604         Some(GeneratorSavedLocal::new(idx))
605     }
606 }
607
608 impl ops::Deref for GeneratorSavedLocals {
609     type Target = BitSet<Local>;
610
611     fn deref(&self) -> &Self::Target {
612         &self.0
613     }
614 }
615
616 /// For every saved local, looks for which locals are StorageLive at the same
617 /// time. Generates a bitset for every local of all the other locals that may be
618 /// StorageLive simultaneously with that local. This is used in the layout
619 /// computation; see `GeneratorLayout` for more.
620 fn compute_storage_conflicts(
621     body: &'mir Body<'tcx>,
622     saved_locals: &GeneratorSavedLocals,
623     always_live_locals: storage::AlwaysLiveLocals,
624     requires_storage: dataflow::Results<'tcx, MaybeRequiresStorage<'mir, 'tcx>>,
625 ) -> BitMatrix<GeneratorSavedLocal, GeneratorSavedLocal> {
626     assert_eq!(body.local_decls.len(), saved_locals.domain_size());
627
628     debug!("compute_storage_conflicts({:?})", body.span);
629     debug!("always_live = {:?}", always_live_locals);
630
631     // Locals that are always live or ones that need to be stored across
632     // suspension points are not eligible for overlap.
633     let mut ineligible_locals = always_live_locals.into_inner();
634     ineligible_locals.intersect(saved_locals);
635
636     // Compute the storage conflicts for all eligible locals.
637     let mut visitor = StorageConflictVisitor {
638         body,
639         saved_locals: &saved_locals,
640         local_conflicts: BitMatrix::from_row_n(&ineligible_locals, body.local_decls.len()),
641     };
642
643     requires_storage.visit_reachable_with(body, &mut visitor);
644
645     let local_conflicts = visitor.local_conflicts;
646
647     // Compress the matrix using only stored locals (Local -> GeneratorSavedLocal).
648     //
649     // NOTE: Today we store a full conflict bitset for every local. Technically
650     // this is twice as many bits as we need, since the relation is symmetric.
651     // However, in practice these bitsets are not usually large. The layout code
652     // also needs to keep track of how many conflicts each local has, so it's
653     // simpler to keep it this way for now.
654     let mut storage_conflicts = BitMatrix::new(saved_locals.count(), saved_locals.count());
655     for (saved_local_a, local_a) in saved_locals.iter_enumerated() {
656         if ineligible_locals.contains(local_a) {
657             // Conflicts with everything.
658             storage_conflicts.insert_all_into_row(saved_local_a);
659         } else {
660             // Keep overlap information only for stored locals.
661             for (saved_local_b, local_b) in saved_locals.iter_enumerated() {
662                 if local_conflicts.contains(local_a, local_b) {
663                     storage_conflicts.insert(saved_local_a, saved_local_b);
664                 }
665             }
666         }
667     }
668     storage_conflicts
669 }
670
671 struct StorageConflictVisitor<'mir, 'tcx, 's> {
672     body: &'mir Body<'tcx>,
673     saved_locals: &'s GeneratorSavedLocals,
674     // FIXME(tmandry): Consider using sparse bitsets here once we have good
675     // benchmarks for generators.
676     local_conflicts: BitMatrix<Local, Local>,
677 }
678
679 impl dataflow::ResultsVisitor<'mir, 'tcx> for StorageConflictVisitor<'mir, 'tcx, '_> {
680     type FlowState = BitSet<Local>;
681
682     fn visit_statement_before_primary_effect(
683         &mut self,
684         state: &Self::FlowState,
685         _statement: &'mir Statement<'tcx>,
686         loc: Location,
687     ) {
688         self.apply_state(state, loc);
689     }
690
691     fn visit_terminator_before_primary_effect(
692         &mut self,
693         state: &Self::FlowState,
694         _terminator: &'mir Terminator<'tcx>,
695         loc: Location,
696     ) {
697         self.apply_state(state, loc);
698     }
699 }
700
701 impl<'body, 'tcx, 's> StorageConflictVisitor<'body, 'tcx, 's> {
702     fn apply_state(&mut self, flow_state: &BitSet<Local>, loc: Location) {
703         // Ignore unreachable blocks.
704         if self.body.basic_blocks()[loc.block].terminator().kind == TerminatorKind::Unreachable {
705             return;
706         }
707
708         let mut eligible_storage_live = flow_state.clone();
709         eligible_storage_live.intersect(&self.saved_locals);
710
711         for local in eligible_storage_live.iter() {
712             self.local_conflicts.union_row_with(&eligible_storage_live, local);
713         }
714
715         if eligible_storage_live.count() > 1 {
716             trace!("at {:?}, eligible_storage_live={:?}", loc, eligible_storage_live);
717         }
718     }
719 }
720
721 /// Validates the typeck view of the generator against the actual set of types saved between
722 /// yield points.
723 fn sanitize_witness<'tcx>(
724     tcx: TyCtxt<'tcx>,
725     body: &Body<'tcx>,
726     did: DefId,
727     witness: Ty<'tcx>,
728     upvars: &Vec<Ty<'tcx>>,
729     saved_locals: &GeneratorSavedLocals,
730 ) {
731     let allowed_upvars = tcx.erase_regions(upvars);
732     let allowed = match witness.kind() {
733         ty::GeneratorWitness(s) => tcx.erase_late_bound_regions(&s),
734         _ => {
735             tcx.sess.delay_span_bug(
736                 body.span,
737                 &format!("unexpected generator witness type {:?}", witness.kind()),
738             );
739             return;
740         }
741     };
742
743     let param_env = tcx.param_env(did);
744
745     for (local, decl) in body.local_decls.iter_enumerated() {
746         // Ignore locals which are internal or not saved between yields.
747         if !saved_locals.contains(local) || decl.internal {
748             continue;
749         }
750         let decl_ty = tcx.normalize_erasing_regions(param_env, decl.ty);
751
752         // Sanity check that typeck knows about the type of locals which are
753         // live across a suspension point
754         if !allowed.contains(&decl_ty) && !allowed_upvars.contains(&decl_ty) {
755             span_bug!(
756                 body.span,
757                 "Broken MIR: generator contains type {} in MIR, \
758                        but typeck only knows about {}",
759                 decl.ty,
760                 witness,
761             );
762         }
763     }
764 }
765
766 fn compute_layout<'tcx>(
767     liveness: LivenessInfo,
768     body: &mut Body<'tcx>,
769 ) -> (
770     FxHashMap<Local, (Ty<'tcx>, VariantIdx, usize)>,
771     GeneratorLayout<'tcx>,
772     IndexVec<BasicBlock, Option<BitSet<Local>>>,
773 ) {
774     let LivenessInfo {
775         saved_locals,
776         live_locals_at_suspension_points,
777         source_info_at_suspension_points,
778         storage_conflicts,
779         storage_liveness,
780     } = liveness;
781
782     // Gather live local types and their indices.
783     let mut locals = IndexVec::<GeneratorSavedLocal, _>::new();
784     let mut tys = IndexVec::<GeneratorSavedLocal, _>::new();
785     for (saved_local, local) in saved_locals.iter_enumerated() {
786         locals.push(local);
787         tys.push(body.local_decls[local].ty);
788         debug!("generator saved local {:?} => {:?}", saved_local, local);
789     }
790
791     // Leave empty variants for the UNRESUMED, RETURNED, and POISONED states.
792     // In debuginfo, these will correspond to the beginning (UNRESUMED) or end
793     // (RETURNED, POISONED) of the function.
794     const RESERVED_VARIANTS: usize = 3;
795     let body_span = body.source_scopes[OUTERMOST_SOURCE_SCOPE].span;
796     let mut variant_source_info: IndexVec<VariantIdx, SourceInfo> = [
797         SourceInfo::outermost(body_span.shrink_to_lo()),
798         SourceInfo::outermost(body_span.shrink_to_hi()),
799         SourceInfo::outermost(body_span.shrink_to_hi()),
800     ]
801     .iter()
802     .copied()
803     .collect();
804
805     // Build the generator variant field list.
806     // Create a map from local indices to generator struct indices.
807     let mut variant_fields: IndexVec<VariantIdx, IndexVec<Field, GeneratorSavedLocal>> =
808         iter::repeat(IndexVec::new()).take(RESERVED_VARIANTS).collect();
809     let mut remap = FxHashMap::default();
810     for (suspension_point_idx, live_locals) in live_locals_at_suspension_points.iter().enumerate() {
811         let variant_index = VariantIdx::from(RESERVED_VARIANTS + suspension_point_idx);
812         let mut fields = IndexVec::new();
813         for (idx, saved_local) in live_locals.iter().enumerate() {
814             fields.push(saved_local);
815             // Note that if a field is included in multiple variants, we will
816             // just use the first one here. That's fine; fields do not move
817             // around inside generators, so it doesn't matter which variant
818             // index we access them by.
819             remap.entry(locals[saved_local]).or_insert((tys[saved_local], variant_index, idx));
820         }
821         variant_fields.push(fields);
822         variant_source_info.push(source_info_at_suspension_points[suspension_point_idx]);
823     }
824     debug!("generator variant_fields = {:?}", variant_fields);
825     debug!("generator storage_conflicts = {:#?}", storage_conflicts);
826
827     let layout =
828         GeneratorLayout { field_tys: tys, variant_fields, variant_source_info, storage_conflicts };
829
830     (remap, layout, storage_liveness)
831 }
832
833 /// Replaces the entry point of `body` with a block that switches on the generator discriminant and
834 /// dispatches to blocks according to `cases`.
835 ///
836 /// After this function, the former entry point of the function will be bb1.
837 fn insert_switch<'tcx>(
838     body: &mut Body<'tcx>,
839     cases: Vec<(usize, BasicBlock)>,
840     transform: &TransformVisitor<'tcx>,
841     default: TerminatorKind<'tcx>,
842 ) {
843     let default_block = insert_term_block(body, default);
844     let (assign, discr) = transform.get_discr(body);
845     let switch = TerminatorKind::SwitchInt {
846         discr: Operand::Move(discr),
847         switch_ty: transform.discr_ty,
848         values: Cow::from(cases.iter().map(|&(i, _)| i as u128).collect::<Vec<_>>()),
849         targets: cases.iter().map(|&(_, d)| d).chain(iter::once(default_block)).collect(),
850     };
851
852     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
853     body.basic_blocks_mut().raw.insert(
854         0,
855         BasicBlockData {
856             statements: vec![assign],
857             terminator: Some(Terminator { source_info, kind: switch }),
858             is_cleanup: false,
859         },
860     );
861
862     let blocks = body.basic_blocks_mut().iter_mut();
863
864     for target in blocks.flat_map(|b| b.terminator_mut().successors_mut()) {
865         *target = BasicBlock::new(target.index() + 1);
866     }
867 }
868
869 fn elaborate_generator_drops<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: DefId, body: &mut Body<'tcx>) {
870     use crate::shim::DropShimElaborator;
871     use crate::util::elaborate_drops::{elaborate_drop, Unwind};
872     use crate::util::patch::MirPatch;
873
874     // Note that `elaborate_drops` only drops the upvars of a generator, and
875     // this is ok because `open_drop` can only be reached within that own
876     // generator's resume function.
877
878     let param_env = tcx.param_env(def_id);
879
880     let mut elaborator = DropShimElaborator { body, patch: MirPatch::new(body), tcx, param_env };
881
882     for (block, block_data) in body.basic_blocks().iter_enumerated() {
883         let (target, unwind, source_info) = match block_data.terminator() {
884             Terminator { source_info, kind: TerminatorKind::Drop { place, target, unwind } } => {
885                 if let Some(local) = place.as_local() {
886                     if local == SELF_ARG {
887                         (target, unwind, source_info)
888                     } else {
889                         continue;
890                     }
891                 } else {
892                     continue;
893                 }
894             }
895             _ => continue,
896         };
897         let unwind = if block_data.is_cleanup {
898             Unwind::InCleanup
899         } else {
900             Unwind::To(unwind.unwrap_or_else(|| elaborator.patch.resume_block()))
901         };
902         elaborate_drop(
903             &mut elaborator,
904             *source_info,
905             Place::from(SELF_ARG),
906             (),
907             *target,
908             unwind,
909             block,
910         );
911     }
912     elaborator.patch.apply(body);
913 }
914
915 fn create_generator_drop_shim<'tcx>(
916     tcx: TyCtxt<'tcx>,
917     transform: &TransformVisitor<'tcx>,
918     source: MirSource<'tcx>,
919     gen_ty: Ty<'tcx>,
920     body: &mut Body<'tcx>,
921     drop_clean: BasicBlock,
922 ) -> Body<'tcx> {
923     let mut body = body.clone();
924     body.arg_count = 1; // make sure the resume argument is not included here
925
926     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
927
928     let mut cases = create_cases(&mut body, transform, Operation::Drop);
929
930     cases.insert(0, (UNRESUMED, drop_clean));
931
932     // The returned state and the poisoned state fall through to the default
933     // case which is just to return
934
935     insert_switch(&mut body, cases, &transform, TerminatorKind::Return);
936
937     for block in body.basic_blocks_mut() {
938         let kind = &mut block.terminator_mut().kind;
939         if let TerminatorKind::GeneratorDrop = *kind {
940             *kind = TerminatorKind::Return;
941         }
942     }
943
944     // Replace the return variable
945     body.local_decls[RETURN_PLACE] = LocalDecl::with_source_info(tcx.mk_unit(), source_info);
946
947     make_generator_state_argument_indirect(tcx, &mut body);
948
949     // Change the generator argument from &mut to *mut
950     body.local_decls[SELF_ARG] = LocalDecl::with_source_info(
951         tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut { ty: gen_ty, mutbl: hir::Mutability::Mut }),
952         source_info,
953     );
954     if tcx.sess.opts.debugging_opts.mir_emit_retag {
955         // Alias tracking must know we changed the type
956         body.basic_blocks_mut()[START_BLOCK].statements.insert(
957             0,
958             Statement {
959                 source_info,
960                 kind: StatementKind::Retag(RetagKind::Raw, box Place::from(SELF_ARG)),
961             },
962         )
963     }
964
965     no_landing_pads(tcx, &mut body);
966
967     // Make sure we remove dead blocks to remove
968     // unrelated code from the resume part of the function
969     simplify::remove_dead_blocks(&mut body);
970
971     dump_mir(tcx, None, "generator_drop", &0, source, &body, |_, _| Ok(()));
972
973     body
974 }
975
976 fn insert_term_block<'tcx>(body: &mut Body<'tcx>, kind: TerminatorKind<'tcx>) -> BasicBlock {
977     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
978     body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
979         statements: Vec::new(),
980         terminator: Some(Terminator { source_info, kind }),
981         is_cleanup: false,
982     })
983 }
984
985 fn insert_panic_block<'tcx>(
986     tcx: TyCtxt<'tcx>,
987     body: &mut Body<'tcx>,
988     message: AssertMessage<'tcx>,
989 ) -> BasicBlock {
990     let assert_block = BasicBlock::new(body.basic_blocks().len());
991     let term = TerminatorKind::Assert {
992         cond: Operand::Constant(box Constant {
993             span: body.span,
994             user_ty: None,
995             literal: ty::Const::from_bool(tcx, false),
996         }),
997         expected: true,
998         msg: message,
999         target: assert_block,
1000         cleanup: None,
1001     };
1002
1003     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1004     body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1005         statements: Vec::new(),
1006         terminator: Some(Terminator { source_info, kind: term }),
1007         is_cleanup: false,
1008     });
1009
1010     assert_block
1011 }
1012
1013 fn can_return<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &Body<'tcx>) -> bool {
1014     // Returning from a function with an uninhabited return type is undefined behavior.
1015     if body.return_ty().conservative_is_privately_uninhabited(tcx) {
1016         return false;
1017     }
1018
1019     // If there's a return terminator the function may return.
1020     for block in body.basic_blocks() {
1021         if let TerminatorKind::Return = block.terminator().kind {
1022             return true;
1023         }
1024     }
1025
1026     // Otherwise the function can't return.
1027     false
1028 }
1029
1030 fn can_unwind<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &Body<'tcx>) -> bool {
1031     // Nothing can unwind when landing pads are off.
1032     if tcx.sess.panic_strategy() == PanicStrategy::Abort {
1033         return false;
1034     }
1035
1036     // Unwinds can only start at certain terminators.
1037     for block in body.basic_blocks() {
1038         match block.terminator().kind {
1039             // These never unwind.
1040             TerminatorKind::Goto { .. }
1041             | TerminatorKind::SwitchInt { .. }
1042             | TerminatorKind::Abort
1043             | TerminatorKind::Return
1044             | TerminatorKind::Unreachable
1045             | TerminatorKind::GeneratorDrop
1046             | TerminatorKind::FalseEdge { .. }
1047             | TerminatorKind::FalseUnwind { .. }
1048             | TerminatorKind::InlineAsm { .. } => {}
1049
1050             // Resume will *continue* unwinding, but if there's no other unwinding terminator it
1051             // will never be reached.
1052             TerminatorKind::Resume => {}
1053
1054             TerminatorKind::Yield { .. } => {
1055                 unreachable!("`can_unwind` called before generator transform")
1056             }
1057
1058             // These may unwind.
1059             TerminatorKind::Drop { .. }
1060             | TerminatorKind::DropAndReplace { .. }
1061             | TerminatorKind::Call { .. }
1062             | TerminatorKind::Assert { .. } => return true,
1063         }
1064     }
1065
1066     // If we didn't find an unwinding terminator, the function cannot unwind.
1067     false
1068 }
1069
1070 fn create_generator_resume_function<'tcx>(
1071     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1072     transform: TransformVisitor<'tcx>,
1073     source: MirSource<'tcx>,
1074     body: &mut Body<'tcx>,
1075     can_return: bool,
1076 ) {
1077     let can_unwind = can_unwind(tcx, body);
1078
1079     // Poison the generator when it unwinds
1080     if can_unwind {
1081         let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1082         let poison_block = body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1083             statements: vec![transform.set_discr(VariantIdx::new(POISONED), source_info)],
1084             terminator: Some(Terminator { source_info, kind: TerminatorKind::Resume }),
1085             is_cleanup: true,
1086         });
1087
1088         for (idx, block) in body.basic_blocks_mut().iter_enumerated_mut() {
1089             let source_info = block.terminator().source_info;
1090
1091             if let TerminatorKind::Resume = block.terminator().kind {
1092                 // An existing `Resume` terminator is redirected to jump to our dedicated
1093                 // "poisoning block" above.
1094                 if idx != poison_block {
1095                     *block.terminator_mut() = Terminator {
1096                         source_info,
1097                         kind: TerminatorKind::Goto { target: poison_block },
1098                     };
1099                 }
1100             } else if !block.is_cleanup {
1101                 // Any terminators that *can* unwind but don't have an unwind target set are also
1102                 // pointed at our poisoning block (unless they're part of the cleanup path).
1103                 if let Some(unwind @ None) = block.terminator_mut().unwind_mut() {
1104                     *unwind = Some(poison_block);
1105                 }
1106             }
1107         }
1108     }
1109
1110     let mut cases = create_cases(body, &transform, Operation::Resume);
1111
1112     use rustc_middle::mir::AssertKind::{ResumedAfterPanic, ResumedAfterReturn};
1113
1114     // Jump to the entry point on the unresumed
1115     cases.insert(0, (UNRESUMED, BasicBlock::new(0)));
1116
1117     // Panic when resumed on the returned or poisoned state
1118     let generator_kind = body.generator_kind.unwrap();
1119
1120     if can_unwind {
1121         cases.insert(
1122             1,
1123             (POISONED, insert_panic_block(tcx, body, ResumedAfterPanic(generator_kind))),
1124         );
1125     }
1126
1127     if can_return {
1128         cases.insert(
1129             1,
1130             (RETURNED, insert_panic_block(tcx, body, ResumedAfterReturn(generator_kind))),
1131         );
1132     }
1133
1134     insert_switch(body, cases, &transform, TerminatorKind::Unreachable);
1135
1136     make_generator_state_argument_indirect(tcx, body);
1137     make_generator_state_argument_pinned(tcx, body);
1138
1139     no_landing_pads(tcx, body);
1140
1141     // Make sure we remove dead blocks to remove
1142     // unrelated code from the drop part of the function
1143     simplify::remove_dead_blocks(body);
1144
1145     dump_mir(tcx, None, "generator_resume", &0, source, body, |_, _| Ok(()));
1146 }
1147
1148 fn insert_clean_drop(body: &mut Body<'_>) -> BasicBlock {
1149     let return_block = insert_term_block(body, TerminatorKind::Return);
1150
1151     let term =
1152         TerminatorKind::Drop { place: Place::from(SELF_ARG), target: return_block, unwind: None };
1153     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1154
1155     // Create a block to destroy an unresumed generators. This can only destroy upvars.
1156     body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1157         statements: Vec::new(),
1158         terminator: Some(Terminator { source_info, kind: term }),
1159         is_cleanup: false,
1160     })
1161 }
1162
1163 /// An operation that can be performed on a generator.
1164 #[derive(PartialEq, Copy, Clone)]
1165 enum Operation {
1166     Resume,
1167     Drop,
1168 }
1169
1170 impl Operation {
1171     fn target_block(self, point: &SuspensionPoint<'_>) -> Option<BasicBlock> {
1172         match self {
1173             Operation::Resume => Some(point.resume),
1174             Operation::Drop => point.drop,
1175         }
1176     }
1177 }
1178
1179 fn create_cases<'tcx>(
1180     body: &mut Body<'tcx>,
1181     transform: &TransformVisitor<'tcx>,
1182     operation: Operation,
1183 ) -> Vec<(usize, BasicBlock)> {
1184     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1185
1186     transform
1187         .suspension_points
1188         .iter()
1189         .filter_map(|point| {
1190             // Find the target for this suspension point, if applicable
1191             operation.target_block(point).map(|target| {
1192                 let mut statements = Vec::new();
1193
1194                 // Create StorageLive instructions for locals with live storage
1195                 for i in 0..(body.local_decls.len()) {
1196                     if i == 2 {
1197                         // The resume argument is live on function entry. Don't insert a
1198                         // `StorageLive`, or the following `Assign` will read from uninitialized
1199                         // memory.
1200                         continue;
1201                     }
1202
1203                     let l = Local::new(i);
1204                     let needs_storage_live = point.storage_liveness.contains(l)
1205                         && !transform.remap.contains_key(&l)
1206                         && !transform.always_live_locals.contains(l);
1207                     if needs_storage_live {
1208                         statements
1209                             .push(Statement { source_info, kind: StatementKind::StorageLive(l) });
1210                     }
1211                 }
1212
1213                 if operation == Operation::Resume {
1214                     // Move the resume argument to the destination place of the `Yield` terminator
1215                     let resume_arg = Local::new(2); // 0 = return, 1 = self
1216                     statements.push(Statement {
1217                         source_info,
1218                         kind: StatementKind::Assign(box (
1219                             point.resume_arg,
1220                             Rvalue::Use(Operand::Move(resume_arg.into())),
1221                         )),
1222                     });
1223                 }
1224
1225                 // Then jump to the real target
1226                 let block = body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1227                     statements,
1228                     terminator: Some(Terminator {
1229                         source_info,
1230                         kind: TerminatorKind::Goto { target },
1231                     }),
1232                     is_cleanup: false,
1233                 });
1234
1235                 (point.state, block)
1236             })
1237         })
1238         .collect()
1239 }
1240
1241 impl<'tcx> MirPass<'tcx> for StateTransform {
1242     fn run_pass(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, source: MirSource<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
1243         let yield_ty = if let Some(yield_ty) = body.yield_ty {
1244             yield_ty
1245         } else {
1246             // This only applies to generators
1247             return;
1248         };
1249
1250         assert!(body.generator_drop.is_none());
1251
1252         let def_id = source.def_id();
1253
1254         // The first argument is the generator type passed by value
1255         let gen_ty = body.local_decls.raw[1].ty;
1256
1257         // Get the interior types and substs which typeck computed
1258         let (upvars, interior, discr_ty, movable) = match *gen_ty.kind() {
1259             ty::Generator(_, substs, movability) => {
1260                 let substs = substs.as_generator();
1261                 (
1262                     substs.upvar_tys().collect(),
1263                     substs.witness(),
1264                     substs.discr_ty(tcx),
1265                     movability == hir::Movability::Movable,
1266                 )
1267             }
1268             _ => {
1269                 tcx.sess
1270                     .delay_span_bug(body.span, &format!("unexpected generator type {}", gen_ty));
1271                 return;
1272             }
1273         };
1274
1275         // Compute GeneratorState<yield_ty, return_ty>
1276         let state_did = tcx.require_lang_item(LangItem::GeneratorState, None);
1277         let state_adt_ref = tcx.adt_def(state_did);
1278         let state_substs = tcx.intern_substs(&[yield_ty.into(), body.return_ty().into()]);
1279         let ret_ty = tcx.mk_adt(state_adt_ref, state_substs);
1280
1281         // We rename RETURN_PLACE which has type mir.return_ty to new_ret_local
1282         // RETURN_PLACE then is a fresh unused local with type ret_ty.
1283         let new_ret_local = replace_local(RETURN_PLACE, ret_ty, body, tcx);
1284
1285         // We also replace the resume argument and insert an `Assign`.
1286         // This is needed because the resume argument `_2` might be live across a `yield`, in which
1287         // case there is no `Assign` to it that the transform can turn into a store to the generator
1288         // state. After the yield the slot in the generator state would then be uninitialized.
1289         let resume_local = Local::new(2);
1290         let new_resume_local =
1291             replace_local(resume_local, body.local_decls[resume_local].ty, body, tcx);
1292
1293         // When first entering the generator, move the resume argument into its new local.
1294         let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1295         let stmts = &mut body.basic_blocks_mut()[BasicBlock::new(0)].statements;
1296         stmts.insert(
1297             0,
1298             Statement {
1299                 source_info,
1300                 kind: StatementKind::Assign(box (
1301                     new_resume_local.into(),
1302                     Rvalue::Use(Operand::Move(resume_local.into())),
1303                 )),
1304             },
1305         );
1306
1307         let always_live_locals = storage::AlwaysLiveLocals::new(&body);
1308
1309         let liveness_info =
1310             locals_live_across_suspend_points(tcx, body, source, &always_live_locals, movable);
1311
1312         sanitize_witness(tcx, body, def_id, interior, &upvars, &liveness_info.saved_locals);
1313
1314         if tcx.sess.opts.debugging_opts.validate_mir {
1315             let mut vis = EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias {
1316                 assigned_local: None,
1317                 saved_locals: &liveness_info.saved_locals,
1318                 storage_conflicts: &liveness_info.storage_conflicts,
1319             };
1320
1321             vis.visit_body(body);
1322         }
1323
1324         // Extract locals which are live across suspension point into `layout`
1325         // `remap` gives a mapping from local indices onto generator struct indices
1326         // `storage_liveness` tells us which locals have live storage at suspension points
1327         let (remap, layout, storage_liveness) = compute_layout(liveness_info, body);
1328
1329         let can_return = can_return(tcx, body);
1330
1331         // Run the transformation which converts Places from Local to generator struct
1332         // accesses for locals in `remap`.
1333         // It also rewrites `return x` and `yield y` as writing a new generator state and returning
1334         // GeneratorState::Complete(x) and GeneratorState::Yielded(y) respectively.
1335         let mut transform = TransformVisitor {
1336             tcx,
1337             state_adt_ref,
1338             state_substs,
1339             remap,
1340             storage_liveness,
1341             always_live_locals,
1342             suspension_points: Vec::new(),
1343             new_ret_local,
1344             discr_ty,
1345         };
1346         transform.visit_body(body);
1347
1348         // Update our MIR struct to reflect the changes we've made
1349         body.yield_ty = None;
1350         body.arg_count = 2; // self, resume arg
1351         body.spread_arg = None;
1352         body.generator_layout = Some(layout);
1353
1354         // Insert `drop(generator_struct)` which is used to drop upvars for generators in
1355         // the unresumed state.
1356         // This is expanded to a drop ladder in `elaborate_generator_drops`.
1357         let drop_clean = insert_clean_drop(body);
1358
1359         dump_mir(tcx, None, "generator_pre-elab", &0, source, body, |_, _| Ok(()));
1360
1361         // Expand `drop(generator_struct)` to a drop ladder which destroys upvars.
1362         // If any upvars are moved out of, drop elaboration will handle upvar destruction.
1363         // However we need to also elaborate the code generated by `insert_clean_drop`.
1364         elaborate_generator_drops(tcx, def_id, body);
1365
1366         dump_mir(tcx, None, "generator_post-transform", &0, source, body, |_, _| Ok(()));
1367
1368         // Create a copy of our MIR and use it to create the drop shim for the generator
1369         let drop_shim =
1370             create_generator_drop_shim(tcx, &transform, source, gen_ty, body, drop_clean);
1371
1372         body.generator_drop = Some(box drop_shim);
1373
1374         // Create the Generator::resume function
1375         create_generator_resume_function(tcx, transform, source, body, can_return);
1376     }
1377 }
1378
1379 /// Looks for any assignments between locals (e.g., `_4 = _5`) that will both be converted to fields
1380 /// in the generator state machine but whose storage is not marked as conflicting
1381 ///
1382 /// Validation needs to happen immediately *before* `TransformVisitor` is invoked, not after.
1383 ///
1384 /// This condition would arise when the assignment is the last use of `_5` but the initial
1385 /// definition of `_4` if we weren't extra careful to mark all locals used inside a statement as
1386 /// conflicting. Non-conflicting generator saved locals may be stored at the same location within
1387 /// the generator state machine, which would result in ill-formed MIR: the left-hand and right-hand
1388 /// sides of an assignment may not alias. This caused a miscompilation in [#73137].
1389 ///
1390 /// [#73137]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/73137
1391 struct EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias<'a> {
1392     saved_locals: &'a GeneratorSavedLocals,
1393     storage_conflicts: &'a BitMatrix<GeneratorSavedLocal, GeneratorSavedLocal>,
1394     assigned_local: Option<GeneratorSavedLocal>,
1395 }
1396
1397 impl EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias<'_> {
1398     fn saved_local_for_direct_place(&self, place: Place<'_>) -> Option<GeneratorSavedLocal> {
1399         if place.is_indirect() {
1400             return None;
1401         }
1402
1403         self.saved_locals.get(place.local)
1404     }
1405
1406     fn check_assigned_place(&mut self, place: Place<'tcx>, f: impl FnOnce(&mut Self)) {
1407         if let Some(assigned_local) = self.saved_local_for_direct_place(place) {
1408             assert!(self.assigned_local.is_none(), "`check_assigned_place` must not recurse");
1409
1410             self.assigned_local = Some(assigned_local);
1411             f(self);
1412             self.assigned_local = None;
1413         }
1414     }
1415 }
1416
1417 impl Visitor<'tcx> for EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias<'_> {
1418     fn visit_place(&mut self, place: &Place<'tcx>, context: PlaceContext, location: Location) {
1419         let lhs = match self.assigned_local {
1420             Some(l) => l,
1421             None => {
1422                 // This visitor only invokes `visit_place` for the right-hand side of an assignment
1423                 // and only after setting `self.assigned_local`. However, the default impl of
1424                 // `Visitor::super_body` may call `visit_place` with a `NonUseContext` for places
1425                 // with debuginfo. Ignore them here.
1426                 assert!(!context.is_use());
1427                 return;
1428             }
1429         };
1430
1431         let rhs = match self.saved_local_for_direct_place(*place) {
1432             Some(l) => l,
1433             None => return,
1434         };
1435
1436         if !self.storage_conflicts.contains(lhs, rhs) {
1437             bug!(
1438                 "Assignment between generator saved locals whose storage is not \
1439                     marked as conflicting: {:?}: {:?} = {:?}",
1440                 location,
1441                 lhs,
1442                 rhs,
1443             );
1444         }
1445     }
1446
1447     fn visit_statement(&mut self, statement: &Statement<'tcx>, location: Location) {
1448         match &statement.kind {
1449             StatementKind::Assign(box (lhs, rhs)) => {
1450                 self.check_assigned_place(*lhs, |this| this.visit_rvalue(rhs, location));
1451             }
1452
1453             // FIXME: Does `llvm_asm!` have any aliasing requirements?
1454             StatementKind::LlvmInlineAsm(_) => {}
1455
1456             StatementKind::FakeRead(..)
1457             | StatementKind::SetDiscriminant { .. }
1458             | StatementKind::StorageLive(_)
1459             | StatementKind::StorageDead(_)
1460             | StatementKind::Retag(..)
1461             | StatementKind::AscribeUserType(..)
1462             | StatementKind::Coverage(..)
1463             | StatementKind::Nop => {}
1464         }
1465     }
1466
1467     fn visit_terminator(&mut self, terminator: &Terminator<'tcx>, location: Location) {
1468         // Checking for aliasing in terminators is probably overkill, but until we have actual
1469         // semantics, we should be conservative here.
1470         match &terminator.kind {
1471             TerminatorKind::Call {
1472                 func,
1473                 args,
1474                 destination: Some((dest, _)),
1475                 cleanup: _,
1476                 from_hir_call: _,
1477                 fn_span: _,
1478             } => {
1479                 self.check_assigned_place(*dest, |this| {
1480                     this.visit_operand(func, location);
1481                     for arg in args {
1482                         this.visit_operand(arg, location);
1483                     }
1484                 });
1485             }
1486
1487             TerminatorKind::Yield { value, resume: _, resume_arg, drop: _ } => {
1488                 self.check_assigned_place(*resume_arg, |this| this.visit_operand(value, location));
1489             }
1490
1491             // FIXME: Does `asm!` have any aliasing requirements?
1492             TerminatorKind::InlineAsm { .. } => {}
1493
1494             TerminatorKind::Call { .. }
1495             | TerminatorKind::Goto { .. }
1496             | TerminatorKind::SwitchInt { .. }
1497             | TerminatorKind::Resume
1498             | TerminatorKind::Abort
1499             | TerminatorKind::Return
1500             | TerminatorKind::Unreachable
1501             | TerminatorKind::Drop { .. }
1502             | TerminatorKind::DropAndReplace { .. }
1503             | TerminatorKind::Assert { .. }
1504             | TerminatorKind::GeneratorDrop
1505             | TerminatorKind::FalseEdge { .. }
1506             | TerminatorKind::FalseUnwind { .. } => {}
1507         }
1508     }
1509 }