]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_mir_build/src/thir/pattern/_match.rs
Rollup merge of #78235 - Aaron1011:closure-ret-infer, r=varkor
[rust.git] / compiler / rustc_mir_build / src / thir / pattern / _match.rs
1 //! Note: most of the tests relevant to this file can be found (at the time of writing) in
2 //! src/tests/ui/pattern/usefulness.
3 //!
4 //! This file includes the logic for exhaustiveness and usefulness checking for
5 //! pattern-matching. Specifically, given a list of patterns for a type, we can
6 //! tell whether:
7 //! (a) the patterns cover every possible constructor for the type (exhaustiveness)
8 //! (b) each pattern is necessary (usefulness)
9 //!
10 //! The algorithm implemented here is a modified version of the one described in:
11 //! http://moscova.inria.fr/~maranget/papers/warn/index.html
12 //! However, to save future implementors from reading the original paper, we
13 //! summarise the algorithm here to hopefully save time and be a little clearer
14 //! (without being so rigorous).
15 //!
16 //! # Premise
17 //!
18 //! The core of the algorithm revolves about a "usefulness" check. In particular, we
19 //! are trying to compute a predicate `U(P, p)` where `P` is a list of patterns (we refer to this as
20 //! a matrix). `U(P, p)` represents whether, given an existing list of patterns
21 //! `P_1 ..= P_m`, adding a new pattern `p` will be "useful" (that is, cover previously-
22 //! uncovered values of the type).
23 //!
24 //! If we have this predicate, then we can easily compute both exhaustiveness of an
25 //! entire set of patterns and the individual usefulness of each one.
26 //! (a) the set of patterns is exhaustive iff `U(P, _)` is false (i.e., adding a wildcard
27 //! match doesn't increase the number of values we're matching)
28 //! (b) a pattern `P_i` is not useful if `U(P[0..=(i-1), P_i)` is false (i.e., adding a
29 //! pattern to those that have come before it doesn't increase the number of values
30 //! we're matching).
31 //!
32 //! # Core concept
33 //!
34 //! The idea that powers everything that is done in this file is the following: a value is made
35 //! from a constructor applied to some fields. Examples of constructors are `Some`, `None`, `(,)`
36 //! (the 2-tuple constructor), `Foo {..}` (the constructor for a struct `Foo`), and `2` (the
37 //! constructor for the number `2`). Fields are just a (possibly empty) list of values.
38 //!
39 //! Some of the constructors listed above might feel weird: `None` and `2` don't take any
40 //! arguments. This is part of what makes constructors so general: we will consider plain values
41 //! like numbers and string literals to be constructors that take no arguments, also called "0-ary
42 //! constructors"; they are the simplest case of constructors. This allows us to see any value as
43 //! made up from a tree of constructors, each having a given number of children. For example:
44 //! `(None, Ok(0))` is made from 4 different constructors.
45 //!
46 //! This idea can be extended to patterns: a pattern captures a set of possible values, and we can
47 //! describe this set using constructors. For example, `Err(_)` captures all values of the type
48 //! `Result<T, E>` that start with the `Err` constructor (for some choice of `T` and `E`). The
49 //! wildcard `_` captures all values of the given type starting with any of the constructors for
50 //! that type.
51 //!
52 //! We use this to compute whether different patterns might capture a same value. Do the patterns
53 //! `Ok("foo")` and `Err(_)` capture a common value? The answer is no, because the first pattern
54 //! captures only values starting with the `Ok` constructor and the second only values starting
55 //! with the `Err` constructor. Do the patterns `Some(42)` and `Some(1..10)` intersect? They might,
56 //! since they both capture values starting with `Some`. To be certain, we need to dig under the
57 //! `Some` constructor and continue asking the question. This is the main idea behind the
58 //! exhaustiveness algorithm: by looking at patterns constructor-by-constructor, we can efficiently
59 //! figure out if some new pattern might capture a value that hadn't been captured by previous
60 //! patterns.
61 //!
62 //! Constructors are represented by the `Constructor` enum, and its fields by the `Fields` enum.
63 //! Most of the complexity of this file resides in transforming between patterns and
64 //! (`Constructor`, `Fields`) pairs, handling all the special cases correctly.
65 //!
66 //! Caveat: this constructors/fields distinction doesn't quite cover every Rust value. For example
67 //! a value of type `Rc<u64>` doesn't fit this idea very well, nor do various other things.
68 //! However, this idea covers most of the cases that are relevant to exhaustiveness checking.
69 //!
70 //!
71 //! # Algorithm
72 //!
73 //! Recall that `U(P, p)` represents whether, given an existing list of patterns (aka matrix) `P`,
74 //! adding a new pattern `p` will cover previously-uncovered values of the type.
75 //! During the course of the algorithm, the rows of the matrix won't just be individual patterns,
76 //! but rather partially-deconstructed patterns in the form of a list of fields. The paper
77 //! calls those pattern-vectors, and we will call them pattern-stacks. The same holds for the
78 //! new pattern `p`.
79 //!
80 //! For example, say we have the following:
81 //!
82 //! ```
83 //! // x: (Option<bool>, Result<()>)
84 //! match x {
85 //!     (Some(true), _) => {}
86 //!     (None, Err(())) => {}
87 //!     (None, Err(_)) => {}
88 //! }
89 //! ```
90 //!
91 //! Here, the matrix `P` starts as:
92 //!
93 //! ```
94 //! [
95 //!     [(Some(true), _)],
96 //!     [(None, Err(()))],
97 //!     [(None, Err(_))],
98 //! ]
99 //! ```
100 //!
101 //! We can tell it's not exhaustive, because `U(P, _)` is true (we're not covering
102 //! `[(Some(false), _)]`, for instance). In addition, row 3 is not useful, because
103 //! all the values it covers are already covered by row 2.
104 //!
105 //! A list of patterns can be thought of as a stack, because we are mainly interested in the top of
106 //! the stack at any given point, and we can pop or apply constructors to get new pattern-stacks.
107 //! To match the paper, the top of the stack is at the beginning / on the left.
108 //!
109 //! There are two important operations on pattern-stacks necessary to understand the algorithm:
110 //!
111 //! 1. We can pop a given constructor off the top of a stack. This operation is called
112 //!    `specialize`, and is denoted `S(c, p)` where `c` is a constructor (like `Some` or
113 //!    `None`) and `p` a pattern-stack.
114 //!    If the pattern on top of the stack can cover `c`, this removes the constructor and
115 //!    pushes its arguments onto the stack. It also expands OR-patterns into distinct patterns.
116 //!    Otherwise the pattern-stack is discarded.
117 //!    This essentially filters those pattern-stacks whose top covers the constructor `c` and
118 //!    discards the others.
119 //!
120 //!    For example, the first pattern above initially gives a stack `[(Some(true), _)]`. If we
121 //!    pop the tuple constructor, we are left with `[Some(true), _]`, and if we then pop the
122 //!    `Some` constructor we get `[true, _]`. If we had popped `None` instead, we would get
123 //!    nothing back.
124 //!
125 //!    This returns zero or more new pattern-stacks, as follows. We look at the pattern `p_1`
126 //!    on top of the stack, and we have four cases:
127 //!         1.1. `p_1 = c(r_1, .., r_a)`, i.e. the top of the stack has constructor `c`. We
128 //!              push onto the stack the arguments of this constructor, and return the result:
129 //!                 r_1, .., r_a, p_2, .., p_n
130 //!         1.2. `p_1 = c'(r_1, .., r_a')` where `c ≠ c'`. We discard the current stack and
131 //!              return nothing.
132 //!         1.3. `p_1 = _`. We push onto the stack as many wildcards as the constructor `c` has
133 //!              arguments (its arity), and return the resulting stack:
134 //!                 _, .., _, p_2, .., p_n
135 //!         1.4. `p_1 = r_1 | r_2`. We expand the OR-pattern and then recurse on each resulting
136 //!              stack:
137 //!                 S(c, (r_1, p_2, .., p_n))
138 //!                 S(c, (r_2, p_2, .., p_n))
139 //!
140 //! 2. We can pop a wildcard off the top of the stack. This is called `D(p)`, where `p` is
141 //!    a pattern-stack.
142 //!    This is used when we know there are missing constructor cases, but there might be
143 //!    existing wildcard patterns, so to check the usefulness of the matrix, we have to check
144 //!    all its *other* components.
145 //!
146 //!    It is computed as follows. We look at the pattern `p_1` on top of the stack,
147 //!    and we have three cases:
148 //!         2.1. `p_1 = c(r_1, .., r_a)`. We discard the current stack and return nothing.
149 //!         2.2. `p_1 = _`. We return the rest of the stack:
150 //!                 p_2, .., p_n
151 //!         2.3. `p_1 = r_1 | r_2`. We expand the OR-pattern and then recurse on each resulting
152 //!           stack.
153 //!                 D((r_1, p_2, .., p_n))
154 //!                 D((r_2, p_2, .., p_n))
155 //!
156 //! Note that the OR-patterns are not always used directly in Rust, but are used to derive the
157 //! exhaustive integer matching rules, so they're written here for posterity.
158 //!
159 //! Both those operations extend straightforwardly to a list or pattern-stacks, i.e. a matrix, by
160 //! working row-by-row. Popping a constructor ends up keeping only the matrix rows that start with
161 //! the given constructor, and popping a wildcard keeps those rows that start with a wildcard.
162 //!
163 //!
164 //! The algorithm for computing `U`
165 //! -------------------------------
166 //! The algorithm is inductive (on the number of columns: i.e., components of tuple patterns).
167 //! That means we're going to check the components from left-to-right, so the algorithm
168 //! operates principally on the first component of the matrix and new pattern-stack `p`.
169 //! This algorithm is realised in the `is_useful` function.
170 //!
171 //! Base case. (`n = 0`, i.e., an empty tuple pattern)
172 //!     - If `P` already contains an empty pattern (i.e., if the number of patterns `m > 0`),
173 //!       then `U(P, p)` is false.
174 //!     - Otherwise, `P` must be empty, so `U(P, p)` is true.
175 //!
176 //! Inductive step. (`n > 0`, i.e., whether there's at least one column
177 //!                  [which may then be expanded into further columns later])
178 //! We're going to match on the top of the new pattern-stack, `p_1`.
179 //!     - If `p_1 == c(r_1, .., r_a)`, i.e. we have a constructor pattern.
180 //! Then, the usefulness of `p_1` can be reduced to whether it is useful when
181 //! we ignore all the patterns in the first column of `P` that involve other constructors.
182 //! This is where `S(c, P)` comes in:
183 //! `U(P, p) := U(S(c, P), S(c, p))`
184 //! This special case is handled in `is_useful_specialized`.
185 //!
186 //! For example, if `P` is:
187 //!
188 //! ```
189 //! [
190 //!     [Some(true), _],
191 //!     [None, 0],
192 //! ]
193 //! ```
194 //!
195 //! and `p` is [Some(false), 0], then we don't care about row 2 since we know `p` only
196 //! matches values that row 2 doesn't. For row 1 however, we need to dig into the
197 //! arguments of `Some` to know whether some new value is covered. So we compute
198 //! `U([[true, _]], [false, 0])`.
199 //!
200 //!   - If `p_1 == _`, then we look at the list of constructors that appear in the first
201 //! component of the rows of `P`:
202 //!   + If there are some constructors that aren't present, then we might think that the
203 //! wildcard `_` is useful, since it covers those constructors that weren't covered
204 //! before.
205 //! That's almost correct, but only works if there were no wildcards in those first
206 //! components. So we need to check that `p` is useful with respect to the rows that
207 //! start with a wildcard, if there are any. This is where `D` comes in:
208 //! `U(P, p) := U(D(P), D(p))`
209 //!
210 //! For example, if `P` is:
211 //!
212 //! ```
213 //! [
214 //!     [_, true, _],
215 //!     [None, false, 1],
216 //! ]
217 //! ```
218 //!
219 //! and `p` is [_, false, _], the `Some` constructor doesn't appear in `P`. So if we
220 //! only had row 2, we'd know that `p` is useful. However row 1 starts with a
221 //! wildcard, so we need to check whether `U([[true, _]], [false, 1])`.
222 //!
223 //!   + Otherwise, all possible constructors (for the relevant type) are present. In this
224 //! case we must check whether the wildcard pattern covers any unmatched value. For
225 //! that, we can think of the `_` pattern as a big OR-pattern that covers all
226 //! possible constructors. For `Option`, that would mean `_ = None | Some(_)` for
227 //! example. The wildcard pattern is useful in this case if it is useful when
228 //! specialized to one of the possible constructors. So we compute:
229 //! `U(P, p) := ∃(k ϵ constructors) U(S(k, P), S(k, p))`
230 //!
231 //! For example, if `P` is:
232 //!
233 //! ```
234 //! [
235 //!     [Some(true), _],
236 //!     [None, false],
237 //! ]
238 //! ```
239 //!
240 //! and `p` is [_, false], both `None` and `Some` constructors appear in the first
241 //! components of `P`. We will therefore try popping both constructors in turn: we
242 //! compute `U([[true, _]], [_, false])` for the `Some` constructor, and `U([[false]],
243 //! [false])` for the `None` constructor. The first case returns true, so we know that
244 //! `p` is useful for `P`. Indeed, it matches `[Some(false), _]` that wasn't matched
245 //! before.
246 //!
247 //!   - If `p_1 == r_1 | r_2`, then the usefulness depends on each `r_i` separately:
248 //! `U(P, p) := U(P, (r_1, p_2, .., p_n))
249 //!  || U(P, (r_2, p_2, .., p_n))`
250 //!
251 //! Modifications to the algorithm
252 //! ------------------------------
253 //! The algorithm in the paper doesn't cover some of the special cases that arise in Rust, for
254 //! example uninhabited types and variable-length slice patterns. These are drawn attention to
255 //! throughout the code below. I'll make a quick note here about how exhaustive integer matching is
256 //! accounted for, though.
257 //!
258 //! Exhaustive integer matching
259 //! ---------------------------
260 //! An integer type can be thought of as a (huge) sum type: 1 | 2 | 3 | ...
261 //! So to support exhaustive integer matching, we can make use of the logic in the paper for
262 //! OR-patterns. However, we obviously can't just treat ranges x..=y as individual sums, because
263 //! they are likely gigantic. So we instead treat ranges as constructors of the integers. This means
264 //! that we have a constructor *of* constructors (the integers themselves). We then need to work
265 //! through all the inductive step rules above, deriving how the ranges would be treated as
266 //! OR-patterns, and making sure that they're treated in the same way even when they're ranges.
267 //! There are really only four special cases here:
268 //! - When we match on a constructor that's actually a range, we have to treat it as if we would
269 //!   an OR-pattern.
270 //!     + It turns out that we can simply extend the case for single-value patterns in
271 //!      `specialize` to either be *equal* to a value constructor, or *contained within* a range
272 //!      constructor.
273 //!     + When the pattern itself is a range, you just want to tell whether any of the values in
274 //!       the pattern range coincide with values in the constructor range, which is precisely
275 //!       intersection.
276 //!   Since when encountering a range pattern for a value constructor, we also use inclusion, it
277 //!   means that whenever the constructor is a value/range and the pattern is also a value/range,
278 //!   we can simply use intersection to test usefulness.
279 //! - When we're testing for usefulness of a pattern and the pattern's first component is a
280 //!   wildcard.
281 //!     + If all the constructors appear in the matrix, we have a slight complication. By default,
282 //!       the behaviour (i.e., a disjunction over specialised matrices for each constructor) is
283 //!       invalid, because we want a disjunction over every *integer* in each range, not just a
284 //!       disjunction over every range. This is a bit more tricky to deal with: essentially we need
285 //!       to form equivalence classes of subranges of the constructor range for which the behaviour
286 //!       of the matrix `P` and new pattern `p` are the same. This is described in more
287 //!       detail in `split_grouped_constructors`.
288 //!     + If some constructors are missing from the matrix, it turns out we don't need to do
289 //!       anything special (because we know none of the integers are actually wildcards: i.e., we
290 //!       can't span wildcards using ranges).
291 use self::Constructor::*;
292 use self::SliceKind::*;
293 use self::Usefulness::*;
294 use self::WitnessPreference::*;
295
296 use rustc_data_structures::captures::Captures;
297 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
298 use rustc_index::vec::Idx;
299
300 use super::{compare_const_vals, PatternFoldable, PatternFolder};
301 use super::{FieldPat, Pat, PatKind, PatRange};
302
303 use rustc_arena::TypedArena;
304 use rustc_attr::{SignedInt, UnsignedInt};
305 use rustc_errors::ErrorReported;
306 use rustc_hir::def_id::DefId;
307 use rustc_hir::{HirId, RangeEnd};
308 use rustc_middle::mir::interpret::{truncate, AllocId, ConstValue, Pointer, Scalar};
309 use rustc_middle::mir::Field;
310 use rustc_middle::ty::layout::IntegerExt;
311 use rustc_middle::ty::{self, Const, Ty, TyCtxt};
312 use rustc_session::lint;
313 use rustc_span::{Span, DUMMY_SP};
314 use rustc_target::abi::{Integer, Size, VariantIdx};
315
316 use smallvec::{smallvec, SmallVec};
317 use std::borrow::Cow;
318 use std::cmp::{self, max, min, Ordering};
319 use std::convert::TryInto;
320 use std::fmt;
321 use std::iter::{FromIterator, IntoIterator};
322 use std::ops::RangeInclusive;
323
324 crate fn expand_pattern<'a, 'tcx>(cx: &MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>, pat: Pat<'tcx>) -> Pat<'tcx> {
325     LiteralExpander { tcx: cx.tcx, param_env: cx.param_env }.fold_pattern(&pat)
326 }
327
328 struct LiteralExpander<'tcx> {
329     tcx: TyCtxt<'tcx>,
330     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
331 }
332
333 impl<'tcx> LiteralExpander<'tcx> {
334     /// Derefs `val` and potentially unsizes the value if `crty` is an array and `rty` a slice.
335     ///
336     /// `crty` and `rty` can differ because you can use array constants in the presence of slice
337     /// patterns. So the pattern may end up being a slice, but the constant is an array. We convert
338     /// the array to a slice in that case.
339     fn fold_const_value_deref(
340         &mut self,
341         val: ConstValue<'tcx>,
342         // the pattern's pointee type
343         rty: Ty<'tcx>,
344         // the constant's pointee type
345         crty: Ty<'tcx>,
346     ) -> ConstValue<'tcx> {
347         debug!("fold_const_value_deref {:?} {:?} {:?}", val, rty, crty);
348         match (val, &crty.kind(), &rty.kind()) {
349             // the easy case, deref a reference
350             (ConstValue::Scalar(p), x, y) if x == y => {
351                 match p {
352                     Scalar::Ptr(p) => {
353                         let alloc = self.tcx.global_alloc(p.alloc_id).unwrap_memory();
354                         ConstValue::ByRef { alloc, offset: p.offset }
355                     }
356                     Scalar::Raw { .. } => {
357                         let layout = self.tcx.layout_of(self.param_env.and(rty)).unwrap();
358                         if layout.is_zst() {
359                             // Deref of a reference to a ZST is a nop.
360                             ConstValue::Scalar(Scalar::zst())
361                         } else {
362                             // FIXME(oli-obk): this is reachable for `const FOO: &&&u32 = &&&42;`
363                             bug!("cannot deref {:#?}, {} -> {}", val, crty, rty);
364                         }
365                     }
366                 }
367             }
368             // unsize array to slice if pattern is array but match value or other patterns are slice
369             (ConstValue::Scalar(Scalar::Ptr(p)), ty::Array(t, n), ty::Slice(u)) => {
370                 assert_eq!(t, u);
371                 ConstValue::Slice {
372                     data: self.tcx.global_alloc(p.alloc_id).unwrap_memory(),
373                     start: p.offset.bytes().try_into().unwrap(),
374                     end: n.eval_usize(self.tcx, ty::ParamEnv::empty()).try_into().unwrap(),
375                 }
376             }
377             // fat pointers stay the same
378             (ConstValue::Slice { .. }, _, _)
379             | (_, ty::Slice(_), ty::Slice(_))
380             | (_, ty::Str, ty::Str) => val,
381             // FIXME(oli-obk): this is reachable for `const FOO: &&&u32 = &&&42;` being used
382             _ => bug!("cannot deref {:#?}, {} -> {}", val, crty, rty),
383         }
384     }
385 }
386
387 impl<'tcx> PatternFolder<'tcx> for LiteralExpander<'tcx> {
388     fn fold_pattern(&mut self, pat: &Pat<'tcx>) -> Pat<'tcx> {
389         debug!("fold_pattern {:?} {:?} {:?}", pat, pat.ty.kind(), pat.kind);
390         match (pat.ty.kind(), &*pat.kind) {
391             (&ty::Ref(_, rty, _), &PatKind::Constant { value: Const { val, ty: const_ty } })
392                 if const_ty.is_ref() =>
393             {
394                 let crty =
395                     if let ty::Ref(_, crty, _) = const_ty.kind() { crty } else { unreachable!() };
396                 if let ty::ConstKind::Value(val) = val {
397                     Pat {
398                         ty: pat.ty,
399                         span: pat.span,
400                         kind: box PatKind::Deref {
401                             subpattern: Pat {
402                                 ty: rty,
403                                 span: pat.span,
404                                 kind: box PatKind::Constant {
405                                     value: Const::from_value(
406                                         self.tcx,
407                                         self.fold_const_value_deref(*val, rty, crty),
408                                         rty,
409                                     ),
410                                 },
411                             },
412                         },
413                     }
414                 } else {
415                     bug!("cannot deref {:#?}, {} -> {}", val, crty, rty)
416                 }
417             }
418
419             (_, &PatKind::Binding { subpattern: Some(ref s), .. }) => s.fold_with(self),
420             (_, &PatKind::AscribeUserType { subpattern: ref s, .. }) => s.fold_with(self),
421             _ => pat.super_fold_with(self),
422         }
423     }
424 }
425
426 impl<'tcx> Pat<'tcx> {
427     pub(super) fn is_wildcard(&self) -> bool {
428         match *self.kind {
429             PatKind::Binding { subpattern: None, .. } | PatKind::Wild => true,
430             _ => false,
431         }
432     }
433 }
434
435 /// A row of a matrix. Rows of len 1 are very common, which is why `SmallVec[_; 2]`
436 /// works well.
437 #[derive(Debug, Clone, PartialEq)]
438 crate struct PatStack<'p, 'tcx>(SmallVec<[&'p Pat<'tcx>; 2]>);
439
440 impl<'p, 'tcx> PatStack<'p, 'tcx> {
441     crate fn from_pattern(pat: &'p Pat<'tcx>) -> Self {
442         PatStack(smallvec![pat])
443     }
444
445     fn from_vec(vec: SmallVec<[&'p Pat<'tcx>; 2]>) -> Self {
446         PatStack(vec)
447     }
448
449     fn from_slice(s: &[&'p Pat<'tcx>]) -> Self {
450         PatStack(SmallVec::from_slice(s))
451     }
452
453     fn is_empty(&self) -> bool {
454         self.0.is_empty()
455     }
456
457     fn len(&self) -> usize {
458         self.0.len()
459     }
460
461     fn head(&self) -> &'p Pat<'tcx> {
462         self.0[0]
463     }
464
465     fn to_tail(&self) -> Self {
466         PatStack::from_slice(&self.0[1..])
467     }
468
469     fn iter(&self) -> impl Iterator<Item = &Pat<'tcx>> {
470         self.0.iter().copied()
471     }
472
473     // If the first pattern is an or-pattern, expand this pattern. Otherwise, return `None`.
474     fn expand_or_pat(&self) -> Option<Vec<Self>> {
475         if self.is_empty() {
476             None
477         } else if let PatKind::Or { pats } = &*self.head().kind {
478             Some(
479                 pats.iter()
480                     .map(|pat| {
481                         let mut new_patstack = PatStack::from_pattern(pat);
482                         new_patstack.0.extend_from_slice(&self.0[1..]);
483                         new_patstack
484                     })
485                     .collect(),
486             )
487         } else {
488             None
489         }
490     }
491
492     /// This computes `D(self)`. See top of the file for explanations.
493     fn specialize_wildcard(&self) -> Option<Self> {
494         if self.head().is_wildcard() { Some(self.to_tail()) } else { None }
495     }
496
497     /// This computes `S(constructor, self)`. See top of the file for explanations.
498     fn specialize_constructor(
499         &self,
500         cx: &mut MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
501         constructor: &Constructor<'tcx>,
502         ctor_wild_subpatterns: &Fields<'p, 'tcx>,
503     ) -> Option<PatStack<'p, 'tcx>> {
504         let new_fields =
505             specialize_one_pattern(cx, self.head(), constructor, ctor_wild_subpatterns)?;
506         Some(new_fields.push_on_patstack(&self.0[1..]))
507     }
508 }
509
510 impl<'p, 'tcx> Default for PatStack<'p, 'tcx> {
511     fn default() -> Self {
512         PatStack(smallvec![])
513     }
514 }
515
516 impl<'p, 'tcx> FromIterator<&'p Pat<'tcx>> for PatStack<'p, 'tcx> {
517     fn from_iter<T>(iter: T) -> Self
518     where
519         T: IntoIterator<Item = &'p Pat<'tcx>>,
520     {
521         PatStack(iter.into_iter().collect())
522     }
523 }
524
525 /// Depending on the match patterns, the specialization process might be able to use a fast path.
526 /// Tracks whether we can use the fast path and the lookup table needed in those cases.
527 #[derive(Clone, Debug, PartialEq)]
528 enum SpecializationCache {
529     /// Patterns consist of only enum variants.
530     /// Variant patterns does not intersect with each other (in contrast to range patterns),
531     /// so it is possible to precompute the result of `Matrix::specialize_constructor` at a
532     /// lower computational complexity.
533     /// `lookup` is responsible for holding the precomputed result of
534     /// `Matrix::specialize_constructor`, while `wilds` is used for two purposes: the first one is
535     /// the precomputed result of `Matrix::specialize_wildcard`, and the second is to be used as a
536     /// fallback for `Matrix::specialize_constructor` when it tries to apply a constructor that
537     /// has not been seen in the `Matrix`. See `update_cache` for further explanations.
538     Variants { lookup: FxHashMap<DefId, SmallVec<[usize; 1]>>, wilds: SmallVec<[usize; 1]> },
539     /// Does not belong to the cases above, use the slow path.
540     Incompatible,
541 }
542
543 /// A 2D matrix.
544 #[derive(Clone, PartialEq)]
545 crate struct Matrix<'p, 'tcx> {
546     patterns: Vec<PatStack<'p, 'tcx>>,
547     cache: SpecializationCache,
548 }
549
550 impl<'p, 'tcx> Matrix<'p, 'tcx> {
551     crate fn empty() -> Self {
552         // Use `SpecializationCache::Incompatible` as a placeholder; we will initialize it on the
553         // first call to `push`. See the first half of `update_cache`.
554         Matrix { patterns: vec![], cache: SpecializationCache::Incompatible }
555     }
556
557     /// Pushes a new row to the matrix. If the row starts with an or-pattern, this expands it.
558     crate fn push(&mut self, row: PatStack<'p, 'tcx>) {
559         if let Some(rows) = row.expand_or_pat() {
560             for row in rows {
561                 // We recursively expand the or-patterns of the new rows.
562                 // This is necessary as we might have `0 | (1 | 2)` or e.g., `x @ 0 | x @ (1 | 2)`.
563                 self.push(row)
564             }
565         } else {
566             self.patterns.push(row);
567             self.update_cache(self.patterns.len() - 1);
568         }
569     }
570
571     fn update_cache(&mut self, idx: usize) {
572         let row = &self.patterns[idx];
573         // We don't know which kind of cache could be used until we see the first row; therefore an
574         // empty `Matrix` is initialized with `SpecializationCache::Empty`, then the cache is
575         // assigned the appropriate variant below on the first call to `push`.
576         if self.patterns.is_empty() {
577             self.cache = if row.is_empty() {
578                 SpecializationCache::Incompatible
579             } else {
580                 match *row.head().kind {
581                     PatKind::Variant { .. } => SpecializationCache::Variants {
582                         lookup: FxHashMap::default(),
583                         wilds: SmallVec::new(),
584                     },
585                     // Note: If the first pattern is a wildcard, then all patterns after that is not
586                     // useful. The check is simple enough so we treat it as the same as unsupported
587                     // patterns.
588                     _ => SpecializationCache::Incompatible,
589                 }
590             };
591         }
592         // Update the cache.
593         match &mut self.cache {
594             SpecializationCache::Variants { ref mut lookup, ref mut wilds } => {
595                 let head = row.head();
596                 match *head.kind {
597                     _ if head.is_wildcard() => {
598                         // Per rule 1.3 in the top-level comments, a wildcard pattern is included in
599                         // the result of `specialize_constructor` for *any* `Constructor`.
600                         // We push the wildcard pattern to the precomputed result for constructors
601                         // that we have seen before; results for constructors we have not yet seen
602                         // defaults to `wilds`, which is updated right below.
603                         for (_, v) in lookup.iter_mut() {
604                             v.push(idx);
605                         }
606                         // Per rule 2.1 and 2.2 in the top-level comments, only wildcard patterns
607                         // are included in the result of `specialize_wildcard`.
608                         // What we do here is to track the wildcards we have seen; so in addition to
609                         // acting as the precomputed result of `specialize_wildcard`, `wilds` also
610                         // serves as the default value of `specialize_constructor` for constructors
611                         // that are not in `lookup`.
612                         wilds.push(idx);
613                     }
614                     PatKind::Variant { adt_def, variant_index, .. } => {
615                         // Handle the cases of rule 1.1 and 1.2 in the top-level comments.
616                         // A variant pattern can only be included in the results of
617                         // `specialize_constructor` for a particular constructor, therefore we are
618                         // using a HashMap to track that.
619                         lookup
620                             .entry(adt_def.variants[variant_index].def_id)
621                             // Default to `wilds` for absent keys. See above for an explanation.
622                             .or_insert_with(|| wilds.clone())
623                             .push(idx);
624                     }
625                     _ => {
626                         self.cache = SpecializationCache::Incompatible;
627                     }
628                 }
629             }
630             SpecializationCache::Incompatible => {}
631         }
632     }
633
634     /// Iterate over the first component of each row
635     fn heads<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = &'a Pat<'tcx>> + Captures<'p> {
636         self.patterns.iter().map(|r| r.head())
637     }
638
639     /// This computes `D(self)`. See top of the file for explanations.
640     fn specialize_wildcard(&self) -> Self {
641         match &self.cache {
642             SpecializationCache::Variants { wilds, .. } => {
643                 let result =
644                     wilds.iter().filter_map(|&i| self.patterns[i].specialize_wildcard()).collect();
645                 // When debug assertions are enabled, check the results against the "slow path"
646                 // result.
647                 debug_assert_eq!(
648                     result,
649                     Self {
650                         patterns: self.patterns.clone(),
651                         cache: SpecializationCache::Incompatible
652                     }
653                     .specialize_wildcard()
654                 );
655                 result
656             }
657             SpecializationCache::Incompatible => {
658                 self.patterns.iter().filter_map(|r| r.specialize_wildcard()).collect()
659             }
660         }
661     }
662
663     /// This computes `S(constructor, self)`. See top of the file for explanations.
664     fn specialize_constructor(
665         &self,
666         cx: &mut MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
667         constructor: &Constructor<'tcx>,
668         ctor_wild_subpatterns: &Fields<'p, 'tcx>,
669     ) -> Matrix<'p, 'tcx> {
670         match &self.cache {
671             SpecializationCache::Variants { lookup, wilds } => {
672                 let result: Self = if let Constructor::Variant(id) = constructor {
673                     lookup
674                         .get(id)
675                         // Default to `wilds` for absent keys. See `update_cache` for an explanation.
676                         .unwrap_or(&wilds)
677                         .iter()
678                         .filter_map(|&i| {
679                             self.patterns[i].specialize_constructor(
680                                 cx,
681                                 constructor,
682                                 ctor_wild_subpatterns,
683                             )
684                         })
685                         .collect()
686                 } else {
687                     unreachable!()
688                 };
689                 // When debug assertions are enabled, check the results against the "slow path"
690                 // result.
691                 debug_assert_eq!(
692                     result,
693                     Matrix {
694                         patterns: self.patterns.clone(),
695                         cache: SpecializationCache::Incompatible
696                     }
697                     .specialize_constructor(
698                         cx,
699                         constructor,
700                         ctor_wild_subpatterns
701                     )
702                 );
703                 result
704             }
705             SpecializationCache::Incompatible => self
706                 .patterns
707                 .iter()
708                 .filter_map(|r| r.specialize_constructor(cx, constructor, ctor_wild_subpatterns))
709                 .collect(),
710         }
711     }
712 }
713
714 /// Pretty-printer for matrices of patterns, example:
715 ///
716 /// ```text
717 /// +++++++++++++++++++++++++++++
718 /// + _     + []                +
719 /// +++++++++++++++++++++++++++++
720 /// + true  + [First]           +
721 /// +++++++++++++++++++++++++++++
722 /// + true  + [Second(true)]    +
723 /// +++++++++++++++++++++++++++++
724 /// + false + [_]               +
725 /// +++++++++++++++++++++++++++++
726 /// + _     + [_, _, tail @ ..] +
727 /// +++++++++++++++++++++++++++++
728 impl<'p, 'tcx> fmt::Debug for Matrix<'p, 'tcx> {
729     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
730         write!(f, "\n")?;
731
732         let Matrix { patterns: m, .. } = self;
733         let pretty_printed_matrix: Vec<Vec<String>> =
734             m.iter().map(|row| row.iter().map(|pat| format!("{:?}", pat)).collect()).collect();
735
736         let column_count = m.iter().map(|row| row.len()).max().unwrap_or(0);
737         assert!(m.iter().all(|row| row.len() == column_count));
738         let column_widths: Vec<usize> = (0..column_count)
739             .map(|col| pretty_printed_matrix.iter().map(|row| row[col].len()).max().unwrap_or(0))
740             .collect();
741
742         let total_width = column_widths.iter().cloned().sum::<usize>() + column_count * 3 + 1;
743         let br = "+".repeat(total_width);
744         write!(f, "{}\n", br)?;
745         for row in pretty_printed_matrix {
746             write!(f, "+")?;
747             for (column, pat_str) in row.into_iter().enumerate() {
748                 write!(f, " ")?;
749                 write!(f, "{:1$}", pat_str, column_widths[column])?;
750                 write!(f, " +")?;
751             }
752             write!(f, "\n")?;
753             write!(f, "{}\n", br)?;
754         }
755         Ok(())
756     }
757 }
758
759 impl<'p, 'tcx> FromIterator<PatStack<'p, 'tcx>> for Matrix<'p, 'tcx> {
760     fn from_iter<T>(iter: T) -> Self
761     where
762         T: IntoIterator<Item = PatStack<'p, 'tcx>>,
763     {
764         let mut matrix = Matrix::empty();
765         for x in iter {
766             // Using `push` ensures we correctly expand or-patterns.
767             matrix.push(x);
768         }
769         matrix
770     }
771 }
772
773 crate struct MatchCheckCtxt<'a, 'tcx> {
774     crate tcx: TyCtxt<'tcx>,
775     /// The module in which the match occurs. This is necessary for
776     /// checking inhabited-ness of types because whether a type is (visibly)
777     /// inhabited can depend on whether it was defined in the current module or
778     /// not. E.g., `struct Foo { _private: ! }` cannot be seen to be empty
779     /// outside it's module and should not be matchable with an empty match
780     /// statement.
781     crate module: DefId,
782     crate param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
783     crate pattern_arena: &'a TypedArena<Pat<'tcx>>,
784 }
785
786 impl<'a, 'tcx> MatchCheckCtxt<'a, 'tcx> {
787     fn is_uninhabited(&self, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
788         if self.tcx.features().exhaustive_patterns {
789             self.tcx.is_ty_uninhabited_from(self.module, ty, self.param_env)
790         } else {
791             false
792         }
793     }
794
795     /// Returns whether the given type is an enum from another crate declared `#[non_exhaustive]`.
796     crate fn is_foreign_non_exhaustive_enum(&self, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
797         match ty.kind() {
798             ty::Adt(def, ..) => {
799                 def.is_enum() && def.is_variant_list_non_exhaustive() && !def.did.is_local()
800             }
801             _ => false,
802         }
803     }
804 }
805
806 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
807 enum SliceKind {
808     /// Patterns of length `n` (`[x, y]`).
809     FixedLen(u64),
810     /// Patterns using the `..` notation (`[x, .., y]`).
811     /// Captures any array constructor of `length >= i + j`.
812     /// In the case where `array_len` is `Some(_)`,
813     /// this indicates that we only care about the first `i` and the last `j` values of the array,
814     /// and everything in between is a wildcard `_`.
815     VarLen(u64, u64),
816 }
817
818 impl SliceKind {
819     fn arity(self) -> u64 {
820         match self {
821             FixedLen(length) => length,
822             VarLen(prefix, suffix) => prefix + suffix,
823         }
824     }
825
826     /// Whether this pattern includes patterns of length `other_len`.
827     fn covers_length(self, other_len: u64) -> bool {
828         match self {
829             FixedLen(len) => len == other_len,
830             VarLen(prefix, suffix) => prefix + suffix <= other_len,
831         }
832     }
833
834     /// Returns a collection of slices that spans the values covered by `self`, subtracted by the
835     /// values covered by `other`: i.e., `self \ other` (in set notation).
836     fn subtract(self, other: Self) -> SmallVec<[Self; 1]> {
837         // Remember, `VarLen(i, j)` covers the union of `FixedLen` from `i + j` to infinity.
838         // Naming: we remove the "neg" constructors from the "pos" ones.
839         match self {
840             FixedLen(pos_len) => {
841                 if other.covers_length(pos_len) {
842                     smallvec![]
843                 } else {
844                     smallvec![self]
845                 }
846             }
847             VarLen(pos_prefix, pos_suffix) => {
848                 let pos_len = pos_prefix + pos_suffix;
849                 match other {
850                     FixedLen(neg_len) => {
851                         if neg_len < pos_len {
852                             smallvec![self]
853                         } else {
854                             (pos_len..neg_len)
855                                 .map(FixedLen)
856                                 // We know that `neg_len + 1 >= pos_len >= pos_suffix`.
857                                 .chain(Some(VarLen(neg_len + 1 - pos_suffix, pos_suffix)))
858                                 .collect()
859                         }
860                     }
861                     VarLen(neg_prefix, neg_suffix) => {
862                         let neg_len = neg_prefix + neg_suffix;
863                         if neg_len <= pos_len {
864                             smallvec![]
865                         } else {
866                             (pos_len..neg_len).map(FixedLen).collect()
867                         }
868                     }
869                 }
870             }
871         }
872     }
873 }
874
875 /// A constructor for array and slice patterns.
876 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
877 struct Slice {
878     /// `None` if the matched value is a slice, `Some(n)` if it is an array of size `n`.
879     array_len: Option<u64>,
880     /// The kind of pattern it is: fixed-length `[x, y]` or variable length `[x, .., y]`.
881     kind: SliceKind,
882 }
883
884 impl Slice {
885     /// Returns what patterns this constructor covers: either fixed-length patterns or
886     /// variable-length patterns.
887     fn pattern_kind(self) -> SliceKind {
888         match self {
889             Slice { array_len: Some(len), kind: VarLen(prefix, suffix) }
890                 if prefix + suffix == len =>
891             {
892                 FixedLen(len)
893             }
894             _ => self.kind,
895         }
896     }
897
898     /// Returns what values this constructor covers: either values of only one given length, or
899     /// values of length above a given length.
900     /// This is different from `pattern_kind()` because in some cases the pattern only takes into
901     /// account a subset of the entries of the array, but still only captures values of a given
902     /// length.
903     fn value_kind(self) -> SliceKind {
904         match self {
905             Slice { array_len: Some(len), kind: VarLen(_, _) } => FixedLen(len),
906             _ => self.kind,
907         }
908     }
909
910     fn arity(self) -> u64 {
911         self.pattern_kind().arity()
912     }
913 }
914
915 /// A value can be decomposed into a constructor applied to some fields. This struct represents
916 /// the constructor. See also `Fields`.
917 ///
918 /// `pat_constructor` retrieves the constructor corresponding to a pattern.
919 /// `specialize_one_pattern` returns the list of fields corresponding to a pattern, given a
920 /// constructor. `Constructor::apply` reconstructs the pattern from a pair of `Constructor` and
921 /// `Fields`.
922 #[derive(Clone, Debug, PartialEq)]
923 enum Constructor<'tcx> {
924     /// The constructor for patterns that have a single constructor, like tuples, struct patterns
925     /// and fixed-length arrays.
926     Single,
927     /// Enum variants.
928     Variant(DefId),
929     /// Literal values.
930     ConstantValue(&'tcx ty::Const<'tcx>),
931     /// Ranges of integer literal values (`2`, `2..=5` or `2..5`).
932     IntRange(IntRange<'tcx>),
933     /// Ranges of floating-point literal values (`2.0..=5.2`).
934     FloatRange(&'tcx ty::Const<'tcx>, &'tcx ty::Const<'tcx>, RangeEnd),
935     /// Array and slice patterns.
936     Slice(Slice),
937     /// Fake extra constructor for enums that aren't allowed to be matched exhaustively.
938     NonExhaustive,
939 }
940
941 impl<'tcx> Constructor<'tcx> {
942     fn is_slice(&self) -> bool {
943         match self {
944             Slice(_) => true,
945             _ => false,
946         }
947     }
948
949     fn variant_index_for_adt<'a>(
950         &self,
951         cx: &MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
952         adt: &'tcx ty::AdtDef,
953     ) -> VariantIdx {
954         match *self {
955             Variant(id) => adt.variant_index_with_id(id),
956             Single => {
957                 assert!(!adt.is_enum());
958                 VariantIdx::new(0)
959             }
960             ConstantValue(c) => cx
961                 .tcx
962                 .destructure_const(cx.param_env.and(c))
963                 .variant
964                 .expect("destructed const of adt without variant id"),
965             _ => bug!("bad constructor {:?} for adt {:?}", self, adt),
966         }
967     }
968
969     // Returns the set of constructors covered by `self` but not by
970     // anything in `other_ctors`.
971     fn subtract_ctors(&self, other_ctors: &Vec<Constructor<'tcx>>) -> Vec<Constructor<'tcx>> {
972         if other_ctors.is_empty() {
973             return vec![self.clone()];
974         }
975
976         match self {
977             // Those constructors can only match themselves.
978             Single | Variant(_) | ConstantValue(..) | FloatRange(..) => {
979                 if other_ctors.iter().any(|c| c == self) { vec![] } else { vec![self.clone()] }
980             }
981             &Slice(slice) => {
982                 let mut other_slices = other_ctors
983                     .iter()
984                     .filter_map(|c: &Constructor<'_>| match c {
985                         Slice(slice) => Some(*slice),
986                         // FIXME(oli-obk): implement `deref` for `ConstValue`
987                         ConstantValue(..) => None,
988                         _ => bug!("bad slice pattern constructor {:?}", c),
989                     })
990                     .map(Slice::value_kind);
991
992                 match slice.value_kind() {
993                     FixedLen(self_len) => {
994                         if other_slices.any(|other_slice| other_slice.covers_length(self_len)) {
995                             vec![]
996                         } else {
997                             vec![Slice(slice)]
998                         }
999                     }
1000                     kind @ VarLen(..) => {
1001                         let mut remaining_slices = vec![kind];
1002
1003                         // For each used slice, subtract from the current set of slices.
1004                         for other_slice in other_slices {
1005                             remaining_slices = remaining_slices
1006                                 .into_iter()
1007                                 .flat_map(|remaining_slice| remaining_slice.subtract(other_slice))
1008                                 .collect();
1009
1010                             // If the constructors that have been considered so far already cover
1011                             // the entire range of `self`, no need to look at more constructors.
1012                             if remaining_slices.is_empty() {
1013                                 break;
1014                             }
1015                         }
1016
1017                         remaining_slices
1018                             .into_iter()
1019                             .map(|kind| Slice { array_len: slice.array_len, kind })
1020                             .map(Slice)
1021                             .collect()
1022                     }
1023                 }
1024             }
1025             IntRange(self_range) => {
1026                 let mut remaining_ranges = vec![self_range.clone()];
1027                 for other_ctor in other_ctors {
1028                     if let IntRange(other_range) = other_ctor {
1029                         if other_range == self_range {
1030                             // If the `self` range appears directly in a `match` arm, we can
1031                             // eliminate it straight away.
1032                             remaining_ranges = vec![];
1033                         } else {
1034                             // Otherwise explicitly compute the remaining ranges.
1035                             remaining_ranges = other_range.subtract_from(remaining_ranges);
1036                         }
1037
1038                         // If the ranges that have been considered so far already cover the entire
1039                         // range of values, we can return early.
1040                         if remaining_ranges.is_empty() {
1041                             break;
1042                         }
1043                     }
1044                 }
1045
1046                 // Convert the ranges back into constructors.
1047                 remaining_ranges.into_iter().map(IntRange).collect()
1048             }
1049             // This constructor is never covered by anything else
1050             NonExhaustive => vec![NonExhaustive],
1051         }
1052     }
1053
1054     /// Apply a constructor to a list of patterns, yielding a new pattern. `pats`
1055     /// must have as many elements as this constructor's arity.
1056     ///
1057     /// This is roughly the inverse of `specialize_one_pattern`.
1058     ///
1059     /// Examples:
1060     /// `self`: `Constructor::Single`
1061     /// `ty`: `(u32, u32, u32)`
1062     /// `pats`: `[10, 20, _]`
1063     /// returns `(10, 20, _)`
1064     ///
1065     /// `self`: `Constructor::Variant(Option::Some)`
1066     /// `ty`: `Option<bool>`
1067     /// `pats`: `[false]`
1068     /// returns `Some(false)`
1069     fn apply<'p>(
1070         &self,
1071         cx: &MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
1072         ty: Ty<'tcx>,
1073         fields: Fields<'p, 'tcx>,
1074     ) -> Pat<'tcx> {
1075         let mut subpatterns = fields.all_patterns();
1076
1077         let pat = match self {
1078             Single | Variant(_) => match ty.kind() {
1079                 ty::Adt(..) | ty::Tuple(..) => {
1080                     let subpatterns = subpatterns
1081                         .enumerate()
1082                         .map(|(i, p)| FieldPat { field: Field::new(i), pattern: p })
1083                         .collect();
1084
1085                     if let ty::Adt(adt, substs) = ty.kind() {
1086                         if adt.is_enum() {
1087                             PatKind::Variant {
1088                                 adt_def: adt,
1089                                 substs,
1090                                 variant_index: self.variant_index_for_adt(cx, adt),
1091                                 subpatterns,
1092                             }
1093                         } else {
1094                             PatKind::Leaf { subpatterns }
1095                         }
1096                     } else {
1097                         PatKind::Leaf { subpatterns }
1098                     }
1099                 }
1100                 ty::Ref(..) => PatKind::Deref { subpattern: subpatterns.next().unwrap() },
1101                 ty::Slice(_) | ty::Array(..) => bug!("bad slice pattern {:?} {:?}", self, ty),
1102                 _ => PatKind::Wild,
1103             },
1104             Slice(slice) => match slice.pattern_kind() {
1105                 FixedLen(_) => {
1106                     PatKind::Slice { prefix: subpatterns.collect(), slice: None, suffix: vec![] }
1107                 }
1108                 VarLen(prefix, _) => {
1109                     let mut prefix: Vec<_> = subpatterns.by_ref().take(prefix as usize).collect();
1110                     if slice.array_len.is_some() {
1111                         // Improves diagnostics a bit: if the type is a known-size array, instead
1112                         // of reporting `[x, _, .., _, y]`, we prefer to report `[x, .., y]`.
1113                         // This is incorrect if the size is not known, since `[_, ..]` captures
1114                         // arrays of lengths `>= 1` whereas `[..]` captures any length.
1115                         while !prefix.is_empty() && prefix.last().unwrap().is_wildcard() {
1116                             prefix.pop();
1117                         }
1118                     }
1119                     let suffix: Vec<_> = if slice.array_len.is_some() {
1120                         // Same as above.
1121                         subpatterns.skip_while(Pat::is_wildcard).collect()
1122                     } else {
1123                         subpatterns.collect()
1124                     };
1125                     let wild = Pat::wildcard_from_ty(ty);
1126                     PatKind::Slice { prefix, slice: Some(wild), suffix }
1127                 }
1128             },
1129             &ConstantValue(value) => PatKind::Constant { value },
1130             &FloatRange(lo, hi, end) => PatKind::Range(PatRange { lo, hi, end }),
1131             IntRange(range) => return range.to_pat(cx.tcx),
1132             NonExhaustive => PatKind::Wild,
1133         };
1134
1135         Pat { ty, span: DUMMY_SP, kind: Box::new(pat) }
1136     }
1137
1138     /// Like `apply`, but where all the subpatterns are wildcards `_`.
1139     fn apply_wildcards<'a>(&self, cx: &MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Pat<'tcx> {
1140         self.apply(cx, ty, Fields::wildcards(cx, self, ty))
1141     }
1142 }
1143
1144 /// Some fields need to be explicitly hidden away in certain cases; see the comment above the
1145 /// `Fields` struct. This struct represents such a potentially-hidden field. When a field is hidden
1146 /// we still keep its type around.
1147 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
1148 enum FilteredField<'p, 'tcx> {
1149     Kept(&'p Pat<'tcx>),
1150     Hidden(Ty<'tcx>),
1151 }
1152
1153 impl<'p, 'tcx> FilteredField<'p, 'tcx> {
1154     fn kept(self) -> Option<&'p Pat<'tcx>> {
1155         match self {
1156             FilteredField::Kept(p) => Some(p),
1157             FilteredField::Hidden(_) => None,
1158         }
1159     }
1160
1161     fn to_pattern(self) -> Pat<'tcx> {
1162         match self {
1163             FilteredField::Kept(p) => p.clone(),
1164             FilteredField::Hidden(ty) => Pat::wildcard_from_ty(ty),
1165         }
1166     }
1167 }
1168
1169 /// A value can be decomposed into a constructor applied to some fields. This struct represents
1170 /// those fields, generalized to allow patterns in each field. See also `Constructor`.
1171 ///
1172 /// If a private or `non_exhaustive` field is uninhabited, the code mustn't observe that it is
1173 /// uninhabited. For that, we filter these fields out of the matrix. This is subtle because we
1174 /// still need to have those fields back when going to/from a `Pat`. Most of this is handled
1175 /// automatically in `Fields`, but when constructing or deconstructing `Fields` you need to be
1176 /// careful. As a rule, when going to/from the matrix, use the filtered field list; when going
1177 /// to/from `Pat`, use the full field list.
1178 /// This filtering is uncommon in practice, because uninhabited fields are rarely used, so we avoid
1179 /// it when possible to preserve performance.
1180 #[derive(Debug, Clone)]
1181 enum Fields<'p, 'tcx> {
1182     /// Lists of patterns that don't contain any filtered fields.
1183     /// `Slice` and `Vec` behave the same; the difference is only to avoid allocating and
1184     /// triple-dereferences when possible. Frankly this is premature optimization, I (Nadrieril)
1185     /// have not measured if it really made a difference.
1186     Slice(&'p [Pat<'tcx>]),
1187     Vec(SmallVec<[&'p Pat<'tcx>; 2]>),
1188     /// Patterns where some of the fields need to be hidden. `kept_count` caches the number of
1189     /// non-hidden fields.
1190     Filtered {
1191         fields: SmallVec<[FilteredField<'p, 'tcx>; 2]>,
1192         kept_count: usize,
1193     },
1194 }
1195
1196 impl<'p, 'tcx> Fields<'p, 'tcx> {
1197     fn empty() -> Self {
1198         Fields::Slice(&[])
1199     }
1200
1201     /// Construct a new `Fields` from the given pattern. Must not be used if the pattern is a field
1202     /// of a struct/tuple/variant.
1203     fn from_single_pattern(pat: &'p Pat<'tcx>) -> Self {
1204         Fields::Slice(std::slice::from_ref(pat))
1205     }
1206
1207     /// Construct a new `Fields` from the given patterns. You must be sure those patterns can't
1208     /// contain fields that need to be filtered out. When in doubt, prefer `replace_fields`.
1209     fn from_slice_unfiltered(pats: &'p [Pat<'tcx>]) -> Self {
1210         Fields::Slice(pats)
1211     }
1212
1213     /// Convenience; internal use.
1214     fn wildcards_from_tys(
1215         cx: &MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
1216         tys: impl IntoIterator<Item = Ty<'tcx>>,
1217     ) -> Self {
1218         let wilds = tys.into_iter().map(Pat::wildcard_from_ty);
1219         let pats = cx.pattern_arena.alloc_from_iter(wilds);
1220         Fields::Slice(pats)
1221     }
1222
1223     /// Creates a new list of wildcard fields for a given constructor.
1224     fn wildcards(
1225         cx: &MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
1226         constructor: &Constructor<'tcx>,
1227         ty: Ty<'tcx>,
1228     ) -> Self {
1229         let wildcard_from_ty = |ty| &*cx.pattern_arena.alloc(Pat::wildcard_from_ty(ty));
1230
1231         let ret = match constructor {
1232             Single | Variant(_) => match ty.kind() {
1233                 ty::Tuple(ref fs) => {
1234                     Fields::wildcards_from_tys(cx, fs.into_iter().map(|ty| ty.expect_ty()))
1235                 }
1236                 ty::Ref(_, rty, _) => Fields::from_single_pattern(wildcard_from_ty(rty)),
1237                 ty::Adt(adt, substs) => {
1238                     if adt.is_box() {
1239                         // Use T as the sub pattern type of Box<T>.
1240                         Fields::from_single_pattern(wildcard_from_ty(substs.type_at(0)))
1241                     } else {
1242                         let variant = &adt.variants[constructor.variant_index_for_adt(cx, adt)];
1243                         // Whether we must not match the fields of this variant exhaustively.
1244                         let is_non_exhaustive =
1245                             variant.is_field_list_non_exhaustive() && !adt.did.is_local();
1246                         let field_tys = variant.fields.iter().map(|field| field.ty(cx.tcx, substs));
1247                         // In the following cases, we don't need to filter out any fields. This is
1248                         // the vast majority of real cases, since uninhabited fields are uncommon.
1249                         let has_no_hidden_fields = (adt.is_enum() && !is_non_exhaustive)
1250                             || !field_tys.clone().any(|ty| cx.is_uninhabited(ty));
1251
1252                         if has_no_hidden_fields {
1253                             Fields::wildcards_from_tys(cx, field_tys)
1254                         } else {
1255                             let mut kept_count = 0;
1256                             let fields = variant
1257                                 .fields
1258                                 .iter()
1259                                 .map(|field| {
1260                                     let ty = field.ty(cx.tcx, substs);
1261                                     let is_visible = adt.is_enum()
1262                                         || field.vis.is_accessible_from(cx.module, cx.tcx);
1263                                     let is_uninhabited = cx.is_uninhabited(ty);
1264
1265                                     // In the cases of either a `#[non_exhaustive]` field list
1266                                     // or a non-public field, we hide uninhabited fields in
1267                                     // order not to reveal the uninhabitedness of the whole
1268                                     // variant.
1269                                     if is_uninhabited && (!is_visible || is_non_exhaustive) {
1270                                         FilteredField::Hidden(ty)
1271                                     } else {
1272                                         kept_count += 1;
1273                                         FilteredField::Kept(wildcard_from_ty(ty))
1274                                     }
1275                                 })
1276                                 .collect();
1277                             Fields::Filtered { fields, kept_count }
1278                         }
1279                     }
1280                 }
1281                 _ => Fields::empty(),
1282             },
1283             Slice(slice) => match *ty.kind() {
1284                 ty::Slice(ty) | ty::Array(ty, _) => {
1285                     let arity = slice.arity();
1286                     Fields::wildcards_from_tys(cx, (0..arity).map(|_| ty))
1287                 }
1288                 _ => bug!("bad slice pattern {:?} {:?}", constructor, ty),
1289             },
1290             ConstantValue(..) | FloatRange(..) | IntRange(..) | NonExhaustive => Fields::empty(),
1291         };
1292         debug!("Fields::wildcards({:?}, {:?}) = {:#?}", constructor, ty, ret);
1293         ret
1294     }
1295
1296     /// Returns the number of patterns from the viewpoint of match-checking, i.e. excluding hidden
1297     /// fields. This is what we want in most cases in this file, the only exception being
1298     /// conversion to/from `Pat`.
1299     fn len(&self) -> usize {
1300         match self {
1301             Fields::Slice(pats) => pats.len(),
1302             Fields::Vec(pats) => pats.len(),
1303             Fields::Filtered { kept_count, .. } => *kept_count,
1304         }
1305     }
1306
1307     /// Returns the complete list of patterns, including hidden fields.
1308     fn all_patterns(self) -> impl Iterator<Item = Pat<'tcx>> {
1309         let pats: SmallVec<[_; 2]> = match self {
1310             Fields::Slice(pats) => pats.iter().cloned().collect(),
1311             Fields::Vec(pats) => pats.into_iter().cloned().collect(),
1312             Fields::Filtered { fields, .. } => {
1313                 // We don't skip any fields here.
1314                 fields.into_iter().map(|p| p.to_pattern()).collect()
1315             }
1316         };
1317         pats.into_iter()
1318     }
1319
1320     /// Overrides some of the fields with the provided patterns. Exactly like
1321     /// `replace_fields_indexed`, except that it takes `FieldPat`s as input.
1322     fn replace_with_fieldpats(
1323         &self,
1324         new_pats: impl IntoIterator<Item = &'p FieldPat<'tcx>>,
1325     ) -> Self {
1326         self.replace_fields_indexed(
1327             new_pats.into_iter().map(|pat| (pat.field.index(), &pat.pattern)),
1328         )
1329     }
1330
1331     /// Overrides some of the fields with the provided patterns. This is used when a pattern
1332     /// defines some fields but not all, for example `Foo { field1: Some(_), .. }`: here we start with a
1333     /// `Fields` that is just one wildcard per field of the `Foo` struct, and override the entry
1334     /// corresponding to `field1` with the pattern `Some(_)`. This is also used for slice patterns
1335     /// for the same reason.
1336     fn replace_fields_indexed(
1337         &self,
1338         new_pats: impl IntoIterator<Item = (usize, &'p Pat<'tcx>)>,
1339     ) -> Self {
1340         let mut fields = self.clone();
1341         if let Fields::Slice(pats) = fields {
1342             fields = Fields::Vec(pats.iter().collect());
1343         }
1344
1345         match &mut fields {
1346             Fields::Vec(pats) => {
1347                 for (i, pat) in new_pats {
1348                     pats[i] = pat
1349                 }
1350             }
1351             Fields::Filtered { fields, .. } => {
1352                 for (i, pat) in new_pats {
1353                     if let FilteredField::Kept(p) = &mut fields[i] {
1354                         *p = pat
1355                     }
1356                 }
1357             }
1358             Fields::Slice(_) => unreachable!(),
1359         }
1360         fields
1361     }
1362
1363     /// Replaces contained fields with the given filtered list of patterns, e.g. taken from the
1364     /// matrix. There must be `len()` patterns in `pats`.
1365     fn replace_fields(
1366         &self,
1367         cx: &MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
1368         pats: impl IntoIterator<Item = Pat<'tcx>>,
1369     ) -> Self {
1370         let pats: &[_] = cx.pattern_arena.alloc_from_iter(pats);
1371
1372         match self {
1373             Fields::Filtered { fields, kept_count } => {
1374                 let mut pats = pats.iter();
1375                 let mut fields = fields.clone();
1376                 for f in &mut fields {
1377                     if let FilteredField::Kept(p) = f {
1378                         // We take one input pattern for each `Kept` field, in order.
1379                         *p = pats.next().unwrap();
1380                     }
1381                 }
1382                 Fields::Filtered { fields, kept_count: *kept_count }
1383             }
1384             _ => Fields::Slice(pats),
1385         }
1386     }
1387
1388     fn push_on_patstack(self, stack: &[&'p Pat<'tcx>]) -> PatStack<'p, 'tcx> {
1389         let pats: SmallVec<_> = match self {
1390             Fields::Slice(pats) => pats.iter().chain(stack.iter().copied()).collect(),
1391             Fields::Vec(mut pats) => {
1392                 pats.extend_from_slice(stack);
1393                 pats
1394             }
1395             Fields::Filtered { fields, .. } => {
1396                 // We skip hidden fields here
1397                 fields.into_iter().filter_map(|p| p.kept()).chain(stack.iter().copied()).collect()
1398             }
1399         };
1400         PatStack::from_vec(pats)
1401     }
1402 }
1403
1404 #[derive(Clone, Debug)]
1405 crate enum Usefulness<'tcx> {
1406     /// Carries a list of unreachable subpatterns. Used only in the presence of or-patterns.
1407     Useful(Vec<Span>),
1408     /// Carries a list of witnesses of non-exhaustiveness.
1409     UsefulWithWitness(Vec<Witness<'tcx>>),
1410     NotUseful,
1411 }
1412
1413 impl<'tcx> Usefulness<'tcx> {
1414     fn new_useful(preference: WitnessPreference) -> Self {
1415         match preference {
1416             ConstructWitness => UsefulWithWitness(vec![Witness(vec![])]),
1417             LeaveOutWitness => Useful(vec![]),
1418         }
1419     }
1420
1421     fn is_useful(&self) -> bool {
1422         match *self {
1423             NotUseful => false,
1424             _ => true,
1425         }
1426     }
1427
1428     fn apply_constructor<'p>(
1429         self,
1430         cx: &MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
1431         ctor: &Constructor<'tcx>,
1432         ty: Ty<'tcx>,
1433         ctor_wild_subpatterns: &Fields<'p, 'tcx>,
1434     ) -> Self {
1435         match self {
1436             UsefulWithWitness(witnesses) => UsefulWithWitness(
1437                 witnesses
1438                     .into_iter()
1439                     .map(|witness| witness.apply_constructor(cx, &ctor, ty, ctor_wild_subpatterns))
1440                     .collect(),
1441             ),
1442             x => x,
1443         }
1444     }
1445
1446     fn apply_wildcard(self, ty: Ty<'tcx>) -> Self {
1447         match self {
1448             UsefulWithWitness(witnesses) => {
1449                 let wild = Pat::wildcard_from_ty(ty);
1450                 UsefulWithWitness(
1451                     witnesses
1452                         .into_iter()
1453                         .map(|mut witness| {
1454                             witness.0.push(wild.clone());
1455                             witness
1456                         })
1457                         .collect(),
1458                 )
1459             }
1460             x => x,
1461         }
1462     }
1463
1464     fn apply_missing_ctors(
1465         self,
1466         cx: &MatchCheckCtxt<'_, 'tcx>,
1467         ty: Ty<'tcx>,
1468         missing_ctors: &MissingConstructors<'tcx>,
1469     ) -> Self {
1470         match self {
1471             UsefulWithWitness(witnesses) => {
1472                 let new_patterns: Vec<_> =
1473                     missing_ctors.iter().map(|ctor| ctor.apply_wildcards(cx, ty)).collect();
1474                 // Add the new patterns to each witness
1475                 UsefulWithWitness(
1476                     witnesses
1477                         .into_iter()
1478                         .flat_map(|witness| {
1479                             new_patterns.iter().map(move |pat| {
1480                                 let mut witness = witness.clone();
1481                                 witness.0.push(pat.clone());
1482                                 witness
1483                             })
1484                         })
1485                         .collect(),
1486                 )
1487             }
1488             x => x,
1489         }
1490     }
1491 }
1492
1493 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
1494 crate enum WitnessPreference {
1495     ConstructWitness,
1496     LeaveOutWitness,
1497 }
1498
1499 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
1500 struct PatCtxt<'tcx> {
1501     ty: Ty<'tcx>,
1502     span: Span,
1503 }
1504
1505 /// A witness of non-exhaustiveness for error reporting, represented
1506 /// as a list of patterns (in reverse order of construction) with
1507 /// wildcards inside to represent elements that can take any inhabitant
1508 /// of the type as a value.
1509 ///
1510 /// A witness against a list of patterns should have the same types
1511 /// and length as the pattern matched against. Because Rust `match`
1512 /// is always against a single pattern, at the end the witness will
1513 /// have length 1, but in the middle of the algorithm, it can contain
1514 /// multiple patterns.
1515 ///
1516 /// For example, if we are constructing a witness for the match against
1517 ///
1518 /// ```
1519 /// struct Pair(Option<(u32, u32)>, bool);
1520 ///
1521 /// match (p: Pair) {
1522 ///    Pair(None, _) => {}
1523 ///    Pair(_, false) => {}
1524 /// }
1525 /// ```
1526 ///
1527 /// We'll perform the following steps:
1528 /// 1. Start with an empty witness
1529 ///     `Witness(vec![])`
1530 /// 2. Push a witness `Some(_)` against the `None`
1531 ///     `Witness(vec![Some(_)])`
1532 /// 3. Push a witness `true` against the `false`
1533 ///     `Witness(vec![Some(_), true])`
1534 /// 4. Apply the `Pair` constructor to the witnesses
1535 ///     `Witness(vec![Pair(Some(_), true)])`
1536 ///
1537 /// The final `Pair(Some(_), true)` is then the resulting witness.
1538 #[derive(Clone, Debug)]
1539 crate struct Witness<'tcx>(Vec<Pat<'tcx>>);
1540
1541 impl<'tcx> Witness<'tcx> {
1542     crate fn single_pattern(self) -> Pat<'tcx> {
1543         assert_eq!(self.0.len(), 1);
1544         self.0.into_iter().next().unwrap()
1545     }
1546
1547     /// Constructs a partial witness for a pattern given a list of
1548     /// patterns expanded by the specialization step.
1549     ///
1550     /// When a pattern P is discovered to be useful, this function is used bottom-up
1551     /// to reconstruct a complete witness, e.g., a pattern P' that covers a subset
1552     /// of values, V, where each value in that set is not covered by any previously
1553     /// used patterns and is covered by the pattern P'. Examples:
1554     ///
1555     /// left_ty: tuple of 3 elements
1556     /// pats: [10, 20, _]           => (10, 20, _)
1557     ///
1558     /// left_ty: struct X { a: (bool, &'static str), b: usize}
1559     /// pats: [(false, "foo"), 42]  => X { a: (false, "foo"), b: 42 }
1560     fn apply_constructor<'p>(
1561         mut self,
1562         cx: &MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
1563         ctor: &Constructor<'tcx>,
1564         ty: Ty<'tcx>,
1565         ctor_wild_subpatterns: &Fields<'p, 'tcx>,
1566     ) -> Self {
1567         let pat = {
1568             let len = self.0.len();
1569             let arity = ctor_wild_subpatterns.len();
1570             let pats = self.0.drain((len - arity)..).rev();
1571             let fields = ctor_wild_subpatterns.replace_fields(cx, pats);
1572             ctor.apply(cx, ty, fields)
1573         };
1574
1575         self.0.push(pat);
1576
1577         self
1578     }
1579 }
1580
1581 /// This determines the set of all possible constructors of a pattern matching
1582 /// values of type `left_ty`. For vectors, this would normally be an infinite set
1583 /// but is instead bounded by the maximum fixed length of slice patterns in
1584 /// the column of patterns being analyzed.
1585 ///
1586 /// We make sure to omit constructors that are statically impossible. E.g., for
1587 /// `Option<!>`, we do not include `Some(_)` in the returned list of constructors.
1588 /// Invariant: this returns an empty `Vec` if and only if the type is uninhabited (as determined by
1589 /// `cx.is_uninhabited()`).
1590 fn all_constructors<'a, 'tcx>(
1591     cx: &mut MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
1592     pcx: PatCtxt<'tcx>,
1593 ) -> Vec<Constructor<'tcx>> {
1594     debug!("all_constructors({:?})", pcx.ty);
1595     let make_range = |start, end| {
1596         IntRange(
1597             // `unwrap()` is ok because we know the type is an integer.
1598             IntRange::from_range(cx.tcx, start, end, pcx.ty, &RangeEnd::Included, pcx.span)
1599                 .unwrap(),
1600         )
1601     };
1602     match *pcx.ty.kind() {
1603         ty::Bool => {
1604             [true, false].iter().map(|&b| ConstantValue(ty::Const::from_bool(cx.tcx, b))).collect()
1605         }
1606         ty::Array(ref sub_ty, len) if len.try_eval_usize(cx.tcx, cx.param_env).is_some() => {
1607             let len = len.eval_usize(cx.tcx, cx.param_env);
1608             if len != 0 && cx.is_uninhabited(sub_ty) {
1609                 vec![]
1610             } else {
1611                 vec![Slice(Slice { array_len: Some(len), kind: VarLen(0, 0) })]
1612             }
1613         }
1614         // Treat arrays of a constant but unknown length like slices.
1615         ty::Array(ref sub_ty, _) | ty::Slice(ref sub_ty) => {
1616             let kind = if cx.is_uninhabited(sub_ty) { FixedLen(0) } else { VarLen(0, 0) };
1617             vec![Slice(Slice { array_len: None, kind })]
1618         }
1619         ty::Adt(def, substs) if def.is_enum() => {
1620             let ctors: Vec<_> = if cx.tcx.features().exhaustive_patterns {
1621                 // If `exhaustive_patterns` is enabled, we exclude variants known to be
1622                 // uninhabited.
1623                 def.variants
1624                     .iter()
1625                     .filter(|v| {
1626                         !v.uninhabited_from(cx.tcx, substs, def.adt_kind(), cx.param_env)
1627                             .contains(cx.tcx, cx.module)
1628                     })
1629                     .map(|v| Variant(v.def_id))
1630                     .collect()
1631             } else {
1632                 def.variants.iter().map(|v| Variant(v.def_id)).collect()
1633             };
1634
1635             // If the enum is declared as `#[non_exhaustive]`, we treat it as if it had an
1636             // additional "unknown" constructor.
1637             // There is no point in enumerating all possible variants, because the user can't
1638             // actually match against them all themselves. So we always return only the fictitious
1639             // constructor.
1640             // E.g., in an example like:
1641             //
1642             // ```
1643             //     let err: io::ErrorKind = ...;
1644             //     match err {
1645             //         io::ErrorKind::NotFound => {},
1646             //     }
1647             // ```
1648             //
1649             // we don't want to show every possible IO error, but instead have only `_` as the
1650             // witness.
1651             let is_declared_nonexhaustive = cx.is_foreign_non_exhaustive_enum(pcx.ty);
1652
1653             // If `exhaustive_patterns` is disabled and our scrutinee is an empty enum, we treat it
1654             // as though it had an "unknown" constructor to avoid exposing its emptyness. Note that
1655             // an empty match will still be considered exhaustive because that case is handled
1656             // separately in `check_match`.
1657             let is_secretly_empty =
1658                 def.variants.is_empty() && !cx.tcx.features().exhaustive_patterns;
1659
1660             if is_secretly_empty || is_declared_nonexhaustive { vec![NonExhaustive] } else { ctors }
1661         }
1662         ty::Char => {
1663             vec![
1664                 // The valid Unicode Scalar Value ranges.
1665                 make_range('\u{0000}' as u128, '\u{D7FF}' as u128),
1666                 make_range('\u{E000}' as u128, '\u{10FFFF}' as u128),
1667             ]
1668         }
1669         ty::Int(_) | ty::Uint(_)
1670             if pcx.ty.is_ptr_sized_integral()
1671                 && !cx.tcx.features().precise_pointer_size_matching =>
1672         {
1673             // `usize`/`isize` are not allowed to be matched exhaustively unless the
1674             // `precise_pointer_size_matching` feature is enabled. So we treat those types like
1675             // `#[non_exhaustive]` enums by returning a special unmatcheable constructor.
1676             vec![NonExhaustive]
1677         }
1678         ty::Int(ity) => {
1679             let bits = Integer::from_attr(&cx.tcx, SignedInt(ity)).size().bits() as u128;
1680             let min = 1u128 << (bits - 1);
1681             let max = min - 1;
1682             vec![make_range(min, max)]
1683         }
1684         ty::Uint(uty) => {
1685             let size = Integer::from_attr(&cx.tcx, UnsignedInt(uty)).size();
1686             let max = truncate(u128::MAX, size);
1687             vec![make_range(0, max)]
1688         }
1689         _ => {
1690             if cx.is_uninhabited(pcx.ty) {
1691                 vec![]
1692             } else {
1693                 vec![Single]
1694             }
1695         }
1696     }
1697 }
1698
1699 /// An inclusive interval, used for precise integer exhaustiveness checking.
1700 /// `IntRange`s always store a contiguous range. This means that values are
1701 /// encoded such that `0` encodes the minimum value for the integer,
1702 /// regardless of the signedness.
1703 /// For example, the pattern `-128..=127i8` is encoded as `0..=255`.
1704 /// This makes comparisons and arithmetic on interval endpoints much more
1705 /// straightforward. See `signed_bias` for details.
1706 ///
1707 /// `IntRange` is never used to encode an empty range or a "range" that wraps
1708 /// around the (offset) space: i.e., `range.lo <= range.hi`.
1709 #[derive(Clone, Debug)]
1710 struct IntRange<'tcx> {
1711     range: RangeInclusive<u128>,
1712     ty: Ty<'tcx>,
1713     span: Span,
1714 }
1715
1716 impl<'tcx> IntRange<'tcx> {
1717     #[inline]
1718     fn is_integral(ty: Ty<'_>) -> bool {
1719         match ty.kind() {
1720             ty::Char | ty::Int(_) | ty::Uint(_) => true,
1721             _ => false,
1722         }
1723     }
1724
1725     fn is_singleton(&self) -> bool {
1726         self.range.start() == self.range.end()
1727     }
1728
1729     fn boundaries(&self) -> (u128, u128) {
1730         (*self.range.start(), *self.range.end())
1731     }
1732
1733     /// Don't treat `usize`/`isize` exhaustively unless the `precise_pointer_size_matching` feature
1734     /// is enabled.
1735     fn treat_exhaustively(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
1736         !self.ty.is_ptr_sized_integral() || tcx.features().precise_pointer_size_matching
1737     }
1738
1739     #[inline]
1740     fn integral_size_and_signed_bias(tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'_>) -> Option<(Size, u128)> {
1741         match *ty.kind() {
1742             ty::Char => Some((Size::from_bytes(4), 0)),
1743             ty::Int(ity) => {
1744                 let size = Integer::from_attr(&tcx, SignedInt(ity)).size();
1745                 Some((size, 1u128 << (size.bits() as u128 - 1)))
1746             }
1747             ty::Uint(uty) => Some((Integer::from_attr(&tcx, UnsignedInt(uty)).size(), 0)),
1748             _ => None,
1749         }
1750     }
1751
1752     #[inline]
1753     fn from_const(
1754         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1755         param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
1756         value: &Const<'tcx>,
1757         span: Span,
1758     ) -> Option<IntRange<'tcx>> {
1759         if let Some((target_size, bias)) = Self::integral_size_and_signed_bias(tcx, value.ty) {
1760             let ty = value.ty;
1761             let val = (|| {
1762                 if let ty::ConstKind::Value(ConstValue::Scalar(scalar)) = value.val {
1763                     // For this specific pattern we can skip a lot of effort and go
1764                     // straight to the result, after doing a bit of checking. (We
1765                     // could remove this branch and just fall through, which
1766                     // is more general but much slower.)
1767                     if let Ok(bits) = scalar.to_bits_or_ptr(target_size, &tcx) {
1768                         return Some(bits);
1769                     }
1770                 }
1771                 // This is a more general form of the previous case.
1772                 value.try_eval_bits(tcx, param_env, ty)
1773             })()?;
1774             let val = val ^ bias;
1775             Some(IntRange { range: val..=val, ty, span })
1776         } else {
1777             None
1778         }
1779     }
1780
1781     #[inline]
1782     fn from_range(
1783         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1784         lo: u128,
1785         hi: u128,
1786         ty: Ty<'tcx>,
1787         end: &RangeEnd,
1788         span: Span,
1789     ) -> Option<IntRange<'tcx>> {
1790         if Self::is_integral(ty) {
1791             // Perform a shift if the underlying types are signed,
1792             // which makes the interval arithmetic simpler.
1793             let bias = IntRange::signed_bias(tcx, ty);
1794             let (lo, hi) = (lo ^ bias, hi ^ bias);
1795             let offset = (*end == RangeEnd::Excluded) as u128;
1796             if lo > hi || (lo == hi && *end == RangeEnd::Excluded) {
1797                 // This should have been caught earlier by E0030.
1798                 bug!("malformed range pattern: {}..={}", lo, (hi - offset));
1799             }
1800             Some(IntRange { range: lo..=(hi - offset), ty, span })
1801         } else {
1802             None
1803         }
1804     }
1805
1806     fn from_pat(
1807         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1808         param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
1809         pat: &Pat<'tcx>,
1810     ) -> Option<IntRange<'tcx>> {
1811         // This MUST be kept in sync with `pat_constructor`.
1812         match *pat.kind {
1813             PatKind::AscribeUserType { .. } => bug!(), // Handled by `expand_pattern`
1814             PatKind::Or { .. } => bug!("Or-pattern should have been expanded earlier on."),
1815
1816             PatKind::Binding { .. }
1817             | PatKind::Wild
1818             | PatKind::Leaf { .. }
1819             | PatKind::Deref { .. }
1820             | PatKind::Variant { .. }
1821             | PatKind::Array { .. }
1822             | PatKind::Slice { .. } => None,
1823
1824             PatKind::Constant { value } => Self::from_const(tcx, param_env, value, pat.span),
1825
1826             PatKind::Range(PatRange { lo, hi, end }) => {
1827                 let ty = lo.ty;
1828                 Self::from_range(
1829                     tcx,
1830                     lo.eval_bits(tcx, param_env, lo.ty),
1831                     hi.eval_bits(tcx, param_env, hi.ty),
1832                     ty,
1833                     &end,
1834                     pat.span,
1835                 )
1836             }
1837         }
1838     }
1839
1840     // The return value of `signed_bias` should be XORed with an endpoint to encode/decode it.
1841     fn signed_bias(tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> u128 {
1842         match *ty.kind() {
1843             ty::Int(ity) => {
1844                 let bits = Integer::from_attr(&tcx, SignedInt(ity)).size().bits() as u128;
1845                 1u128 << (bits - 1)
1846             }
1847             _ => 0,
1848         }
1849     }
1850
1851     /// Returns a collection of ranges that spans the values covered by `ranges`, subtracted
1852     /// by the values covered by `self`: i.e., `ranges \ self` (in set notation).
1853     fn subtract_from(&self, ranges: Vec<IntRange<'tcx>>) -> Vec<IntRange<'tcx>> {
1854         let mut remaining_ranges = vec![];
1855         let ty = self.ty;
1856         let span = self.span;
1857         let (lo, hi) = self.boundaries();
1858         for subrange in ranges {
1859             let (subrange_lo, subrange_hi) = subrange.range.into_inner();
1860             if lo > subrange_hi || subrange_lo > hi {
1861                 // The pattern doesn't intersect with the subrange at all,
1862                 // so the subrange remains untouched.
1863                 remaining_ranges.push(IntRange { range: subrange_lo..=subrange_hi, ty, span });
1864             } else {
1865                 if lo > subrange_lo {
1866                     // The pattern intersects an upper section of the
1867                     // subrange, so a lower section will remain.
1868                     remaining_ranges.push(IntRange { range: subrange_lo..=(lo - 1), ty, span });
1869                 }
1870                 if hi < subrange_hi {
1871                     // The pattern intersects a lower section of the
1872                     // subrange, so an upper section will remain.
1873                     remaining_ranges.push(IntRange { range: (hi + 1)..=subrange_hi, ty, span });
1874                 }
1875             }
1876         }
1877         remaining_ranges
1878     }
1879
1880     fn is_subrange(&self, other: &Self) -> bool {
1881         other.range.start() <= self.range.start() && self.range.end() <= other.range.end()
1882     }
1883
1884     fn intersection(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, other: &Self) -> Option<Self> {
1885         let ty = self.ty;
1886         let (lo, hi) = self.boundaries();
1887         let (other_lo, other_hi) = other.boundaries();
1888         if self.treat_exhaustively(tcx) {
1889             if lo <= other_hi && other_lo <= hi {
1890                 let span = other.span;
1891                 Some(IntRange { range: max(lo, other_lo)..=min(hi, other_hi), ty, span })
1892             } else {
1893                 None
1894             }
1895         } else {
1896             // If the range should not be treated exhaustively, fallback to checking for inclusion.
1897             if self.is_subrange(other) { Some(self.clone()) } else { None }
1898         }
1899     }
1900
1901     fn suspicious_intersection(&self, other: &Self) -> bool {
1902         // `false` in the following cases:
1903         // 1     ----      // 1  ----------   // 1 ----        // 1       ----
1904         // 2  ----------   // 2     ----      // 2       ----  // 2 ----
1905         //
1906         // The following are currently `false`, but could be `true` in the future (#64007):
1907         // 1 ---------       // 1     ---------
1908         // 2     ----------  // 2 ----------
1909         //
1910         // `true` in the following cases:
1911         // 1 -------          // 1       -------
1912         // 2       --------   // 2 -------
1913         let (lo, hi) = self.boundaries();
1914         let (other_lo, other_hi) = other.boundaries();
1915         lo == other_hi || hi == other_lo
1916     }
1917
1918     fn to_pat(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Pat<'tcx> {
1919         let (lo, hi) = self.boundaries();
1920
1921         let bias = IntRange::signed_bias(tcx, self.ty);
1922         let (lo, hi) = (lo ^ bias, hi ^ bias);
1923
1924         let ty = ty::ParamEnv::empty().and(self.ty);
1925         let lo_const = ty::Const::from_bits(tcx, lo, ty);
1926         let hi_const = ty::Const::from_bits(tcx, hi, ty);
1927
1928         let kind = if lo == hi {
1929             PatKind::Constant { value: lo_const }
1930         } else {
1931             PatKind::Range(PatRange { lo: lo_const, hi: hi_const, end: RangeEnd::Included })
1932         };
1933
1934         // This is a brand new pattern, so we don't reuse `self.span`.
1935         Pat { ty: self.ty, span: DUMMY_SP, kind: Box::new(kind) }
1936     }
1937 }
1938
1939 /// Ignore spans when comparing, they don't carry semantic information as they are only for lints.
1940 impl<'tcx> std::cmp::PartialEq for IntRange<'tcx> {
1941     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1942         self.range == other.range && self.ty == other.ty
1943     }
1944 }
1945
1946 // A struct to compute a set of constructors equivalent to `all_ctors \ used_ctors`.
1947 struct MissingConstructors<'tcx> {
1948     all_ctors: Vec<Constructor<'tcx>>,
1949     used_ctors: Vec<Constructor<'tcx>>,
1950 }
1951
1952 impl<'tcx> MissingConstructors<'tcx> {
1953     fn new(all_ctors: Vec<Constructor<'tcx>>, used_ctors: Vec<Constructor<'tcx>>) -> Self {
1954         MissingConstructors { all_ctors, used_ctors }
1955     }
1956
1957     fn into_inner(self) -> (Vec<Constructor<'tcx>>, Vec<Constructor<'tcx>>) {
1958         (self.all_ctors, self.used_ctors)
1959     }
1960
1961     fn is_empty(&self) -> bool {
1962         self.iter().next().is_none()
1963     }
1964     /// Whether this contains all the constructors for the given type or only a
1965     /// subset.
1966     fn all_ctors_are_missing(&self) -> bool {
1967         self.used_ctors.is_empty()
1968     }
1969
1970     /// Iterate over all_ctors \ used_ctors
1971     fn iter<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = Constructor<'tcx>> + Captures<'a> {
1972         self.all_ctors.iter().flat_map(move |req_ctor| req_ctor.subtract_ctors(&self.used_ctors))
1973     }
1974 }
1975
1976 impl<'tcx> fmt::Debug for MissingConstructors<'tcx> {
1977     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1978         let ctors: Vec<_> = self.iter().collect();
1979         write!(f, "{:?}", ctors)
1980     }
1981 }
1982
1983 /// Algorithm from http://moscova.inria.fr/~maranget/papers/warn/index.html.
1984 /// The algorithm from the paper has been modified to correctly handle empty
1985 /// types. The changes are:
1986 ///   (0) We don't exit early if the pattern matrix has zero rows. We just
1987 ///       continue to recurse over columns.
1988 ///   (1) all_constructors will only return constructors that are statically
1989 ///       possible. E.g., it will only return `Ok` for `Result<T, !>`.
1990 ///
1991 /// This finds whether a (row) vector `v` of patterns is 'useful' in relation
1992 /// to a set of such vectors `m` - this is defined as there being a set of
1993 /// inputs that will match `v` but not any of the sets in `m`.
1994 ///
1995 /// All the patterns at each column of the `matrix ++ v` matrix must have the same type.
1996 ///
1997 /// This is used both for reachability checking (if a pattern isn't useful in
1998 /// relation to preceding patterns, it is not reachable) and exhaustiveness
1999 /// checking (if a wildcard pattern is useful in relation to a matrix, the
2000 /// matrix isn't exhaustive).
2001 ///
2002 /// `is_under_guard` is used to inform if the pattern has a guard. If it
2003 /// has one it must not be inserted into the matrix. This shouldn't be
2004 /// relied on for soundness.
2005 crate fn is_useful<'p, 'tcx>(
2006     cx: &mut MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
2007     matrix: &Matrix<'p, 'tcx>,
2008     v: &PatStack<'p, 'tcx>,
2009     witness_preference: WitnessPreference,
2010     hir_id: HirId,
2011     is_under_guard: bool,
2012     is_top_level: bool,
2013 ) -> Usefulness<'tcx> {
2014     let Matrix { patterns: rows, .. } = matrix;
2015     debug!("is_useful({:#?}, {:#?})", matrix, v);
2016
2017     // The base case. We are pattern-matching on () and the return value is
2018     // based on whether our matrix has a row or not.
2019     // NOTE: This could potentially be optimized by checking rows.is_empty()
2020     // first and then, if v is non-empty, the return value is based on whether
2021     // the type of the tuple we're checking is inhabited or not.
2022     if v.is_empty() {
2023         return if rows.is_empty() {
2024             Usefulness::new_useful(witness_preference)
2025         } else {
2026             NotUseful
2027         };
2028     };
2029
2030     assert!(rows.iter().all(|r| r.len() == v.len()));
2031
2032     // If the first pattern is an or-pattern, expand it.
2033     if let Some(vs) = v.expand_or_pat() {
2034         // We need to push the already-seen patterns into the matrix in order to detect redundant
2035         // branches like `Some(_) | Some(0)`. We also keep track of the unreachable subpatterns.
2036         let mut matrix = matrix.clone();
2037         // `Vec` of all the unreachable branches of the current or-pattern.
2038         let mut unreachable_branches = Vec::new();
2039         // Subpatterns that are unreachable from all branches. E.g. in the following case, the last
2040         // `true` is unreachable only from one branch, so it is overall reachable.
2041         //
2042         // ```
2043         // match (true, true) {
2044         //     (true, true) => {}
2045         //     (false | true, false | true) => {}
2046         // }
2047         // ```
2048         let mut unreachable_subpats = FxHashSet::default();
2049         // Whether any branch at all is useful.
2050         let mut any_is_useful = false;
2051
2052         for v in vs {
2053             let res = is_useful(cx, &matrix, &v, witness_preference, hir_id, is_under_guard, false);
2054             match res {
2055                 Useful(pats) => {
2056                     if !any_is_useful {
2057                         any_is_useful = true;
2058                         // Initialize with the first set of unreachable subpatterns encountered.
2059                         unreachable_subpats = pats.into_iter().collect();
2060                     } else {
2061                         // Keep the patterns unreachable from both this and previous branches.
2062                         unreachable_subpats =
2063                             pats.into_iter().filter(|p| unreachable_subpats.contains(p)).collect();
2064                     }
2065                 }
2066                 NotUseful => unreachable_branches.push(v.head().span),
2067                 UsefulWithWitness(_) => {
2068                     bug!("Encountered or-pat in `v` during exhaustiveness checking")
2069                 }
2070             }
2071             // If pattern has a guard don't add it to the matrix
2072             if !is_under_guard {
2073                 matrix.push(v);
2074             }
2075         }
2076         if any_is_useful {
2077             // Collect all the unreachable patterns.
2078             unreachable_branches.extend(unreachable_subpats);
2079             return Useful(unreachable_branches);
2080         } else {
2081             return NotUseful;
2082         }
2083     }
2084
2085     // FIXME(Nadrieril): Hack to work around type normalization issues (see #72476).
2086     let ty = matrix.heads().next().map(|r| r.ty).unwrap_or(v.head().ty);
2087     let pcx = PatCtxt { ty, span: v.head().span };
2088
2089     debug!("is_useful_expand_first_col: pcx={:#?}, expanding {:#?}", pcx, v.head());
2090
2091     let ret = if let Some(constructor) = pat_constructor(cx.tcx, cx.param_env, v.head()) {
2092         debug!("is_useful - expanding constructor: {:#?}", constructor);
2093         split_grouped_constructors(
2094             cx.tcx,
2095             cx.param_env,
2096             pcx,
2097             vec![constructor],
2098             matrix,
2099             pcx.span,
2100             Some(hir_id),
2101         )
2102         .into_iter()
2103         .map(|c| {
2104             is_useful_specialized(
2105                 cx,
2106                 matrix,
2107                 v,
2108                 c,
2109                 pcx.ty,
2110                 witness_preference,
2111                 hir_id,
2112                 is_under_guard,
2113             )
2114         })
2115         .find(|result| result.is_useful())
2116         .unwrap_or(NotUseful)
2117     } else {
2118         debug!("is_useful - expanding wildcard");
2119
2120         let used_ctors: Vec<Constructor<'_>> =
2121             matrix.heads().filter_map(|p| pat_constructor(cx.tcx, cx.param_env, p)).collect();
2122         debug!("is_useful_used_ctors = {:#?}", used_ctors);
2123         // `all_ctors` are all the constructors for the given type, which
2124         // should all be represented (or caught with the wild pattern `_`).
2125         let all_ctors = all_constructors(cx, pcx);
2126         debug!("is_useful_all_ctors = {:#?}", all_ctors);
2127
2128         // `missing_ctors` is the set of constructors from the same type as the
2129         // first column of `matrix` that are matched only by wildcard patterns
2130         // from the first column.
2131         //
2132         // Therefore, if there is some pattern that is unmatched by `matrix`,
2133         // it will still be unmatched if the first constructor is replaced by
2134         // any of the constructors in `missing_ctors`
2135
2136         // Missing constructors are those that are not matched by any non-wildcard patterns in the
2137         // current column. We only fully construct them on-demand, because they're rarely used and
2138         // can be big.
2139         let missing_ctors = MissingConstructors::new(all_ctors, used_ctors);
2140
2141         debug!("is_useful_missing_ctors.empty()={:#?}", missing_ctors.is_empty(),);
2142
2143         if missing_ctors.is_empty() {
2144             let (all_ctors, _) = missing_ctors.into_inner();
2145             split_grouped_constructors(cx.tcx, cx.param_env, pcx, all_ctors, matrix, DUMMY_SP, None)
2146                 .into_iter()
2147                 .map(|c| {
2148                     is_useful_specialized(
2149                         cx,
2150                         matrix,
2151                         v,
2152                         c,
2153                         pcx.ty,
2154                         witness_preference,
2155                         hir_id,
2156                         is_under_guard,
2157                     )
2158                 })
2159                 .find(|result| result.is_useful())
2160                 .unwrap_or(NotUseful)
2161         } else {
2162             let matrix = matrix.specialize_wildcard();
2163             let v = v.to_tail();
2164             let usefulness =
2165                 is_useful(cx, &matrix, &v, witness_preference, hir_id, is_under_guard, false);
2166
2167             // In this case, there's at least one "free"
2168             // constructor that is only matched against by
2169             // wildcard patterns.
2170             //
2171             // There are 2 ways we can report a witness here.
2172             // Commonly, we can report all the "free"
2173             // constructors as witnesses, e.g., if we have:
2174             //
2175             // ```
2176             //     enum Direction { N, S, E, W }
2177             //     let Direction::N = ...;
2178             // ```
2179             //
2180             // we can report 3 witnesses: `S`, `E`, and `W`.
2181             //
2182             // However, there is a case where we don't want
2183             // to do this and instead report a single `_` witness:
2184             // if the user didn't actually specify a constructor
2185             // in this arm, e.g., in
2186             //
2187             // ```
2188             //     let x: (Direction, Direction, bool) = ...;
2189             //     let (_, _, false) = x;
2190             // ```
2191             //
2192             // we don't want to show all 16 possible witnesses
2193             // `(<direction-1>, <direction-2>, true)` - we are
2194             // satisfied with `(_, _, true)`. In this case,
2195             // `used_ctors` is empty.
2196             // The exception is: if we are at the top-level, for example in an empty match, we
2197             // sometimes prefer reporting the list of constructors instead of just `_`.
2198             let report_ctors_rather_than_wildcard = is_top_level && !IntRange::is_integral(pcx.ty);
2199             if missing_ctors.all_ctors_are_missing() && !report_ctors_rather_than_wildcard {
2200                 // All constructors are unused. Add a wild pattern
2201                 // rather than each individual constructor.
2202                 usefulness.apply_wildcard(pcx.ty)
2203             } else {
2204                 // Construct for each missing constructor a "wild" version of this
2205                 // constructor, that matches everything that can be built with
2206                 // it. For example, if `ctor` is a `Constructor::Variant` for
2207                 // `Option::Some`, we get the pattern `Some(_)`.
2208                 usefulness.apply_missing_ctors(cx, pcx.ty, &missing_ctors)
2209             }
2210         }
2211     };
2212     debug!("is_useful::returns({:#?}, {:#?}) = {:?}", matrix, v, ret);
2213     ret
2214 }
2215
2216 /// A shorthand for the `U(S(c, P), S(c, q))` operation from the paper. I.e., `is_useful` applied
2217 /// to the specialised version of both the pattern matrix `P` and the new pattern `q`.
2218 fn is_useful_specialized<'p, 'tcx>(
2219     cx: &mut MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
2220     matrix: &Matrix<'p, 'tcx>,
2221     v: &PatStack<'p, 'tcx>,
2222     ctor: Constructor<'tcx>,
2223     ty: Ty<'tcx>,
2224     witness_preference: WitnessPreference,
2225     hir_id: HirId,
2226     is_under_guard: bool,
2227 ) -> Usefulness<'tcx> {
2228     debug!("is_useful_specialized({:#?}, {:#?}, {:?})", v, ctor, ty);
2229
2230     // We cache the result of `Fields::wildcards` because it is used a lot.
2231     let ctor_wild_subpatterns = Fields::wildcards(cx, &ctor, ty);
2232     let matrix = matrix.specialize_constructor(cx, &ctor, &ctor_wild_subpatterns);
2233     v.specialize_constructor(cx, &ctor, &ctor_wild_subpatterns)
2234         .map(|v| is_useful(cx, &matrix, &v, witness_preference, hir_id, is_under_guard, false))
2235         .map(|u| u.apply_constructor(cx, &ctor, ty, &ctor_wild_subpatterns))
2236         .unwrap_or(NotUseful)
2237 }
2238
2239 /// Determines the constructor that the given pattern can be specialized to.
2240 /// Returns `None` in case of a catch-all, which can't be specialized.
2241 fn pat_constructor<'tcx>(
2242     tcx: TyCtxt<'tcx>,
2243     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
2244     pat: &Pat<'tcx>,
2245 ) -> Option<Constructor<'tcx>> {
2246     // This MUST be kept in sync with `IntRange::from_pat`.
2247     match *pat.kind {
2248         PatKind::AscribeUserType { .. } => bug!(), // Handled by `expand_pattern`
2249         PatKind::Binding { .. } | PatKind::Wild => None,
2250         PatKind::Leaf { .. } | PatKind::Deref { .. } => Some(Single),
2251         PatKind::Variant { adt_def, variant_index, .. } => {
2252             Some(Variant(adt_def.variants[variant_index].def_id))
2253         }
2254         PatKind::Constant { value } => {
2255             if let Some(int_range) = IntRange::from_const(tcx, param_env, value, pat.span) {
2256                 Some(IntRange(int_range))
2257             } else {
2258                 match (value.val, &value.ty.kind()) {
2259                     (_, ty::Array(_, n)) => {
2260                         let len = n.eval_usize(tcx, param_env);
2261                         Some(Slice(Slice { array_len: Some(len), kind: FixedLen(len) }))
2262                     }
2263                     (ty::ConstKind::Value(ConstValue::Slice { start, end, .. }), ty::Slice(_)) => {
2264                         let len = (end - start) as u64;
2265                         Some(Slice(Slice { array_len: None, kind: FixedLen(len) }))
2266                     }
2267                     // FIXME(oli-obk): implement `deref` for `ConstValue`
2268                     // (ty::ConstKind::Value(ConstValue::ByRef { .. }), ty::Slice(_)) => { ... }
2269                     _ => Some(ConstantValue(value)),
2270                 }
2271             }
2272         }
2273         PatKind::Range(PatRange { lo, hi, end }) => {
2274             let ty = lo.ty;
2275             if let Some(int_range) = IntRange::from_range(
2276                 tcx,
2277                 lo.eval_bits(tcx, param_env, lo.ty),
2278                 hi.eval_bits(tcx, param_env, hi.ty),
2279                 ty,
2280                 &end,
2281                 pat.span,
2282             ) {
2283                 Some(IntRange(int_range))
2284             } else {
2285                 Some(FloatRange(lo, hi, end))
2286             }
2287         }
2288         PatKind::Array { ref prefix, ref slice, ref suffix }
2289         | PatKind::Slice { ref prefix, ref slice, ref suffix } => {
2290             let array_len = match pat.ty.kind() {
2291                 ty::Array(_, length) => Some(length.eval_usize(tcx, param_env)),
2292                 ty::Slice(_) => None,
2293                 _ => span_bug!(pat.span, "bad ty {:?} for slice pattern", pat.ty),
2294             };
2295             let prefix = prefix.len() as u64;
2296             let suffix = suffix.len() as u64;
2297             let kind =
2298                 if slice.is_some() { VarLen(prefix, suffix) } else { FixedLen(prefix + suffix) };
2299             Some(Slice(Slice { array_len, kind }))
2300         }
2301         PatKind::Or { .. } => bug!("Or-pattern should have been expanded earlier on."),
2302     }
2303 }
2304
2305 // checks whether a constant is equal to a user-written slice pattern. Only supports byte slices,
2306 // meaning all other types will compare unequal and thus equal patterns often do not cause the
2307 // second pattern to lint about unreachable match arms.
2308 fn slice_pat_covered_by_const<'tcx>(
2309     tcx: TyCtxt<'tcx>,
2310     _span: Span,
2311     const_val: &'tcx ty::Const<'tcx>,
2312     prefix: &[Pat<'tcx>],
2313     slice: &Option<Pat<'tcx>>,
2314     suffix: &[Pat<'tcx>],
2315     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
2316 ) -> Result<bool, ErrorReported> {
2317     let const_val_val = if let ty::ConstKind::Value(val) = const_val.val {
2318         val
2319     } else {
2320         bug!(
2321             "slice_pat_covered_by_const: {:#?}, {:#?}, {:#?}, {:#?}",
2322             const_val,
2323             prefix,
2324             slice,
2325             suffix,
2326         )
2327     };
2328
2329     let data: &[u8] = match (const_val_val, &const_val.ty.kind()) {
2330         (ConstValue::ByRef { offset, alloc, .. }, ty::Array(t, n)) => {
2331             assert_eq!(*t, tcx.types.u8);
2332             let n = n.eval_usize(tcx, param_env);
2333             let ptr = Pointer::new(AllocId(0), offset);
2334             alloc.get_bytes(&tcx, ptr, Size::from_bytes(n)).unwrap()
2335         }
2336         (ConstValue::Slice { data, start, end }, ty::Slice(t)) => {
2337             assert_eq!(*t, tcx.types.u8);
2338             let ptr = Pointer::new(AllocId(0), Size::from_bytes(start));
2339             data.get_bytes(&tcx, ptr, Size::from_bytes(end - start)).unwrap()
2340         }
2341         // FIXME(oli-obk): create a way to extract fat pointers from ByRef
2342         (_, ty::Slice(_)) => return Ok(false),
2343         _ => bug!(
2344             "slice_pat_covered_by_const: {:#?}, {:#?}, {:#?}, {:#?}",
2345             const_val,
2346             prefix,
2347             slice,
2348             suffix,
2349         ),
2350     };
2351
2352     let pat_len = prefix.len() + suffix.len();
2353     if data.len() < pat_len || (slice.is_none() && data.len() > pat_len) {
2354         return Ok(false);
2355     }
2356
2357     for (ch, pat) in data[..prefix.len()]
2358         .iter()
2359         .zip(prefix)
2360         .chain(data[data.len() - suffix.len()..].iter().zip(suffix))
2361     {
2362         if let box PatKind::Constant { value } = pat.kind {
2363             let b = value.eval_bits(tcx, param_env, pat.ty);
2364             assert_eq!(b as u8 as u128, b);
2365             if b as u8 != *ch {
2366                 return Ok(false);
2367             }
2368         }
2369     }
2370
2371     Ok(true)
2372 }
2373
2374 /// For exhaustive integer matching, some constructors are grouped within other constructors
2375 /// (namely integer typed values are grouped within ranges). However, when specialising these
2376 /// constructors, we want to be specialising for the underlying constructors (the integers), not
2377 /// the groups (the ranges). Thus we need to split the groups up. Splitting them up naïvely would
2378 /// mean creating a separate constructor for every single value in the range, which is clearly
2379 /// impractical. However, observe that for some ranges of integers, the specialisation will be
2380 /// identical across all values in that range (i.e., there are equivalence classes of ranges of
2381 /// constructors based on their `is_useful_specialized` outcome). These classes are grouped by
2382 /// the patterns that apply to them (in the matrix `P`). We can split the range whenever the
2383 /// patterns that apply to that range (specifically: the patterns that *intersect* with that range)
2384 /// change.
2385 /// Our solution, therefore, is to split the range constructor into subranges at every single point
2386 /// the group of intersecting patterns changes (using the method described below).
2387 /// And voilà! We're testing precisely those ranges that we need to, without any exhaustive matching
2388 /// on actual integers. The nice thing about this is that the number of subranges is linear in the
2389 /// number of rows in the matrix (i.e., the number of cases in the `match` statement), so we don't
2390 /// need to be worried about matching over gargantuan ranges.
2391 ///
2392 /// Essentially, given the first column of a matrix representing ranges, looking like the following:
2393 ///
2394 /// |------|  |----------| |-------|    ||
2395 ///    |-------| |-------|            |----| ||
2396 ///       |---------|
2397 ///
2398 /// We split the ranges up into equivalence classes so the ranges are no longer overlapping:
2399 ///
2400 /// |--|--|||-||||--||---|||-------|  |-|||| ||
2401 ///
2402 /// The logic for determining how to split the ranges is fairly straightforward: we calculate
2403 /// boundaries for each interval range, sort them, then create constructors for each new interval
2404 /// between every pair of boundary points. (This essentially sums up to performing the intuitive
2405 /// merging operation depicted above.)
2406 ///
2407 /// `hir_id` is `None` when we're evaluating the wildcard pattern, do not lint for overlapping in
2408 /// ranges that case.
2409 ///
2410 /// This also splits variable-length slices into fixed-length slices.
2411 fn split_grouped_constructors<'p, 'tcx>(
2412     tcx: TyCtxt<'tcx>,
2413     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
2414     pcx: PatCtxt<'tcx>,
2415     ctors: Vec<Constructor<'tcx>>,
2416     matrix: &Matrix<'p, 'tcx>,
2417     span: Span,
2418     hir_id: Option<HirId>,
2419 ) -> Vec<Constructor<'tcx>> {
2420     let ty = pcx.ty;
2421     let mut split_ctors = Vec::with_capacity(ctors.len());
2422     debug!("split_grouped_constructors({:#?}, {:#?})", matrix, ctors);
2423
2424     for ctor in ctors.into_iter() {
2425         match ctor {
2426             IntRange(ctor_range) if ctor_range.treat_exhaustively(tcx) => {
2427                 // Fast-track if the range is trivial. In particular, don't do the overlapping
2428                 // ranges check.
2429                 if ctor_range.is_singleton() {
2430                     split_ctors.push(IntRange(ctor_range));
2431                     continue;
2432                 }
2433
2434                 /// Represents a border between 2 integers. Because the intervals spanning borders
2435                 /// must be able to cover every integer, we need to be able to represent
2436                 /// 2^128 + 1 such borders.
2437                 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Debug)]
2438                 enum Border {
2439                     JustBefore(u128),
2440                     AfterMax,
2441                 }
2442
2443                 // A function for extracting the borders of an integer interval.
2444                 fn range_borders(r: IntRange<'_>) -> impl Iterator<Item = Border> {
2445                     let (lo, hi) = r.range.into_inner();
2446                     let from = Border::JustBefore(lo);
2447                     let to = match hi.checked_add(1) {
2448                         Some(m) => Border::JustBefore(m),
2449                         None => Border::AfterMax,
2450                     };
2451                     vec![from, to].into_iter()
2452                 }
2453
2454                 // Collect the span and range of all the intersecting ranges to lint on likely
2455                 // incorrect range patterns. (#63987)
2456                 let mut overlaps = vec![];
2457                 // `borders` is the set of borders between equivalence classes: each equivalence
2458                 // class lies between 2 borders.
2459                 let row_borders = matrix
2460                     .patterns
2461                     .iter()
2462                     .flat_map(|row| {
2463                         IntRange::from_pat(tcx, param_env, row.head()).map(|r| (r, row.len()))
2464                     })
2465                     .flat_map(|(range, row_len)| {
2466                         let intersection = ctor_range.intersection(tcx, &range);
2467                         let should_lint = ctor_range.suspicious_intersection(&range);
2468                         if let (Some(range), 1, true) = (&intersection, row_len, should_lint) {
2469                             // FIXME: for now, only check for overlapping ranges on simple range
2470                             // patterns. Otherwise with the current logic the following is detected
2471                             // as overlapping:
2472                             //   match (10u8, true) {
2473                             //    (0 ..= 125, false) => {}
2474                             //    (126 ..= 255, false) => {}
2475                             //    (0 ..= 255, true) => {}
2476                             //  }
2477                             overlaps.push(range.clone());
2478                         }
2479                         intersection
2480                     })
2481                     .flat_map(range_borders);
2482                 let ctor_borders = range_borders(ctor_range.clone());
2483                 let mut borders: Vec<_> = row_borders.chain(ctor_borders).collect();
2484                 borders.sort_unstable();
2485
2486                 lint_overlapping_patterns(tcx, hir_id, ctor_range, ty, overlaps);
2487
2488                 // We're going to iterate through every adjacent pair of borders, making sure that
2489                 // each represents an interval of nonnegative length, and convert each such
2490                 // interval into a constructor.
2491                 split_ctors.extend(
2492                     borders
2493                         .array_windows()
2494                         .filter_map(|&pair| match pair {
2495                             [Border::JustBefore(n), Border::JustBefore(m)] => {
2496                                 if n < m {
2497                                     Some(IntRange { range: n..=(m - 1), ty, span })
2498                                 } else {
2499                                     None
2500                                 }
2501                             }
2502                             [Border::JustBefore(n), Border::AfterMax] => {
2503                                 Some(IntRange { range: n..=u128::MAX, ty, span })
2504                             }
2505                             [Border::AfterMax, _] => None,
2506                         })
2507                         .map(IntRange),
2508                 );
2509             }
2510             Slice(Slice { array_len, kind: VarLen(self_prefix, self_suffix) }) => {
2511                 // The exhaustiveness-checking paper does not include any details on
2512                 // checking variable-length slice patterns. However, they are matched
2513                 // by an infinite collection of fixed-length array patterns.
2514                 //
2515                 // Checking the infinite set directly would take an infinite amount
2516                 // of time. However, it turns out that for each finite set of
2517                 // patterns `P`, all sufficiently large array lengths are equivalent:
2518                 //
2519                 // Each slice `s` with a "sufficiently-large" length `l ≥ L` that applies
2520                 // to exactly the subset `Pₜ` of `P` can be transformed to a slice
2521                 // `sₘ` for each sufficiently-large length `m` that applies to exactly
2522                 // the same subset of `P`.
2523                 //
2524                 // Because of that, each witness for reachability-checking from one
2525                 // of the sufficiently-large lengths can be transformed to an
2526                 // equally-valid witness from any other length, so we only have
2527                 // to check slice lengths from the "minimal sufficiently-large length"
2528                 // and below.
2529                 //
2530                 // Note that the fact that there is a *single* `sₘ` for each `m`
2531                 // not depending on the specific pattern in `P` is important: if
2532                 // you look at the pair of patterns
2533                 //     `[true, ..]`
2534                 //     `[.., false]`
2535                 // Then any slice of length ≥1 that matches one of these two
2536                 // patterns can be trivially turned to a slice of any
2537                 // other length ≥1 that matches them and vice-versa - for
2538                 // but the slice from length 2 `[false, true]` that matches neither
2539                 // of these patterns can't be turned to a slice from length 1 that
2540                 // matches neither of these patterns, so we have to consider
2541                 // slices from length 2 there.
2542                 //
2543                 // Now, to see that that length exists and find it, observe that slice
2544                 // patterns are either "fixed-length" patterns (`[_, _, _]`) or
2545                 // "variable-length" patterns (`[_, .., _]`).
2546                 //
2547                 // For fixed-length patterns, all slices with lengths *longer* than
2548                 // the pattern's length have the same outcome (of not matching), so
2549                 // as long as `L` is greater than the pattern's length we can pick
2550                 // any `sₘ` from that length and get the same result.
2551                 //
2552                 // For variable-length patterns, the situation is more complicated,
2553                 // because as seen above the precise value of `sₘ` matters.
2554                 //
2555                 // However, for each variable-length pattern `p` with a prefix of length
2556                 // `plₚ` and suffix of length `slₚ`, only the first `plₚ` and the last
2557                 // `slₚ` elements are examined.
2558                 //
2559                 // Therefore, as long as `L` is positive (to avoid concerns about empty
2560                 // types), all elements after the maximum prefix length and before
2561                 // the maximum suffix length are not examined by any variable-length
2562                 // pattern, and therefore can be added/removed without affecting
2563                 // them - creating equivalent patterns from any sufficiently-large
2564                 // length.
2565                 //
2566                 // Of course, if fixed-length patterns exist, we must be sure
2567                 // that our length is large enough to miss them all, so
2568                 // we can pick `L = max(max(FIXED_LEN)+1, max(PREFIX_LEN) + max(SUFFIX_LEN))`
2569                 //
2570                 // for example, with the above pair of patterns, all elements
2571                 // but the first and last can be added/removed, so any
2572                 // witness of length ≥2 (say, `[false, false, true]`) can be
2573                 // turned to a witness from any other length ≥2.
2574
2575                 let mut max_prefix_len = self_prefix;
2576                 let mut max_suffix_len = self_suffix;
2577                 let mut max_fixed_len = 0;
2578
2579                 let head_ctors =
2580                     matrix.heads().filter_map(|pat| pat_constructor(tcx, param_env, pat));
2581                 for ctor in head_ctors {
2582                     if let Slice(slice) = ctor {
2583                         match slice.pattern_kind() {
2584                             FixedLen(len) => {
2585                                 max_fixed_len = cmp::max(max_fixed_len, len);
2586                             }
2587                             VarLen(prefix, suffix) => {
2588                                 max_prefix_len = cmp::max(max_prefix_len, prefix);
2589                                 max_suffix_len = cmp::max(max_suffix_len, suffix);
2590                             }
2591                         }
2592                     }
2593                 }
2594
2595                 // For diagnostics, we keep the prefix and suffix lengths separate, so in the case
2596                 // where `max_fixed_len + 1` is the largest, we adapt `max_prefix_len` accordingly,
2597                 // so that `L = max_prefix_len + max_suffix_len`.
2598                 if max_fixed_len + 1 >= max_prefix_len + max_suffix_len {
2599                     // The subtraction can't overflow thanks to the above check.
2600                     // The new `max_prefix_len` is also guaranteed to be larger than its previous
2601                     // value.
2602                     max_prefix_len = max_fixed_len + 1 - max_suffix_len;
2603                 }
2604
2605                 match array_len {
2606                     Some(len) => {
2607                         let kind = if max_prefix_len + max_suffix_len < len {
2608                             VarLen(max_prefix_len, max_suffix_len)
2609                         } else {
2610                             FixedLen(len)
2611                         };
2612                         split_ctors.push(Slice(Slice { array_len, kind }));
2613                     }
2614                     None => {
2615                         // `ctor` originally covered the range `(self_prefix +
2616                         // self_suffix..infinity)`. We now split it into two: lengths smaller than
2617                         // `max_prefix_len + max_suffix_len` are treated independently as
2618                         // fixed-lengths slices, and lengths above are captured by a final VarLen
2619                         // constructor.
2620                         split_ctors.extend(
2621                             (self_prefix + self_suffix..max_prefix_len + max_suffix_len)
2622                                 .map(|len| Slice(Slice { array_len, kind: FixedLen(len) })),
2623                         );
2624                         split_ctors.push(Slice(Slice {
2625                             array_len,
2626                             kind: VarLen(max_prefix_len, max_suffix_len),
2627                         }));
2628                     }
2629                 }
2630             }
2631             // Any other constructor can be used unchanged.
2632             _ => split_ctors.push(ctor),
2633         }
2634     }
2635
2636     debug!("split_grouped_constructors(..)={:#?}", split_ctors);
2637     split_ctors
2638 }
2639
2640 fn lint_overlapping_patterns<'tcx>(
2641     tcx: TyCtxt<'tcx>,
2642     hir_id: Option<HirId>,
2643     ctor_range: IntRange<'tcx>,
2644     ty: Ty<'tcx>,
2645     overlaps: Vec<IntRange<'tcx>>,
2646 ) {
2647     if let (true, Some(hir_id)) = (!overlaps.is_empty(), hir_id) {
2648         tcx.struct_span_lint_hir(
2649             lint::builtin::OVERLAPPING_PATTERNS,
2650             hir_id,
2651             ctor_range.span,
2652             |lint| {
2653                 let mut err = lint.build("multiple patterns covering the same range");
2654                 err.span_label(ctor_range.span, "overlapping patterns");
2655                 for int_range in overlaps {
2656                     // Use the real type for user display of the ranges:
2657                     err.span_label(
2658                         int_range.span,
2659                         &format!(
2660                             "this range overlaps on `{}`",
2661                             IntRange { range: int_range.range, ty, span: DUMMY_SP }.to_pat(tcx),
2662                         ),
2663                     );
2664                 }
2665                 err.emit();
2666             },
2667         );
2668     }
2669 }
2670
2671 fn constructor_covered_by_range<'tcx>(
2672     tcx: TyCtxt<'tcx>,
2673     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
2674     ctor: &Constructor<'tcx>,
2675     pat: &Pat<'tcx>,
2676 ) -> Option<()> {
2677     if let Single = ctor {
2678         return Some(());
2679     }
2680
2681     let (pat_from, pat_to, pat_end, ty) = match *pat.kind {
2682         PatKind::Constant { value } => (value, value, RangeEnd::Included, value.ty),
2683         PatKind::Range(PatRange { lo, hi, end }) => (lo, hi, end, lo.ty),
2684         _ => bug!("`constructor_covered_by_range` called with {:?}", pat),
2685     };
2686     let (ctor_from, ctor_to, ctor_end) = match *ctor {
2687         ConstantValue(value) => (value, value, RangeEnd::Included),
2688         FloatRange(from, to, ctor_end) => (from, to, ctor_end),
2689         _ => bug!("`constructor_covered_by_range` called with {:?}", ctor),
2690     };
2691     trace!("constructor_covered_by_range {:#?}, {:#?}, {:#?}, {}", ctor, pat_from, pat_to, ty);
2692
2693     let to = compare_const_vals(tcx, ctor_to, pat_to, param_env, ty)?;
2694     let from = compare_const_vals(tcx, ctor_from, pat_from, param_env, ty)?;
2695     let intersects = (from == Ordering::Greater || from == Ordering::Equal)
2696         && (to == Ordering::Less || (pat_end == ctor_end && to == Ordering::Equal));
2697     if intersects { Some(()) } else { None }
2698 }
2699
2700 /// This is the main specialization step. It expands the pattern
2701 /// into `arity` patterns based on the constructor. For most patterns, the step is trivial,
2702 /// for instance tuple patterns are flattened and box patterns expand into their inner pattern.
2703 /// Returns `None` if the pattern does not have the given constructor.
2704 ///
2705 /// OTOH, slice patterns with a subslice pattern (tail @ ..) can be expanded into multiple
2706 /// different patterns.
2707 /// Structure patterns with a partial wild pattern (Foo { a: 42, .. }) have their missing
2708 /// fields filled with wild patterns.
2709 ///
2710 /// This is roughly the inverse of `Constructor::apply`.
2711 fn specialize_one_pattern<'p, 'tcx>(
2712     cx: &mut MatchCheckCtxt<'p, 'tcx>,
2713     pat: &'p Pat<'tcx>,
2714     constructor: &Constructor<'tcx>,
2715     ctor_wild_subpatterns: &Fields<'p, 'tcx>,
2716 ) -> Option<Fields<'p, 'tcx>> {
2717     if let NonExhaustive = constructor {
2718         // Only a wildcard pattern can match the special extra constructor
2719         if !pat.is_wildcard() {
2720             return None;
2721         }
2722         return Some(Fields::empty());
2723     }
2724
2725     let result = match *pat.kind {
2726         PatKind::AscribeUserType { .. } => bug!(), // Handled by `expand_pattern`
2727
2728         PatKind::Binding { .. } | PatKind::Wild => Some(ctor_wild_subpatterns.clone()),
2729
2730         PatKind::Variant { adt_def, variant_index, ref subpatterns, .. } => {
2731             let variant = &adt_def.variants[variant_index];
2732             if constructor != &Variant(variant.def_id) {
2733                 return None;
2734             }
2735             Some(ctor_wild_subpatterns.replace_with_fieldpats(subpatterns))
2736         }
2737
2738         PatKind::Leaf { ref subpatterns } => {
2739             Some(ctor_wild_subpatterns.replace_with_fieldpats(subpatterns))
2740         }
2741
2742         PatKind::Deref { ref subpattern } => Some(Fields::from_single_pattern(subpattern)),
2743
2744         PatKind::Constant { value } if constructor.is_slice() => {
2745             // We extract an `Option` for the pointer because slices of zero
2746             // elements don't necessarily point to memory, they are usually
2747             // just integers. The only time they should be pointing to memory
2748             // is when they are subslices of nonzero slices.
2749             let (alloc, offset, n, ty) = match value.ty.kind() {
2750                 ty::Array(t, n) => {
2751                     let n = n.eval_usize(cx.tcx, cx.param_env);
2752                     // Shortcut for `n == 0` where no matter what `alloc` and `offset` we produce,
2753                     // the result would be exactly what we early return here.
2754                     if n == 0 {
2755                         if ctor_wild_subpatterns.len() as u64 != n {
2756                             return None;
2757                         }
2758                         return Some(Fields::empty());
2759                     }
2760                     match value.val {
2761                         ty::ConstKind::Value(ConstValue::ByRef { offset, alloc, .. }) => {
2762                             (Cow::Borrowed(alloc), offset, n, t)
2763                         }
2764                         _ => span_bug!(pat.span, "array pattern is {:?}", value,),
2765                     }
2766                 }
2767                 ty::Slice(t) => {
2768                     match value.val {
2769                         ty::ConstKind::Value(ConstValue::Slice { data, start, end }) => {
2770                             let offset = Size::from_bytes(start);
2771                             let n = (end - start) as u64;
2772                             (Cow::Borrowed(data), offset, n, t)
2773                         }
2774                         ty::ConstKind::Value(ConstValue::ByRef { .. }) => {
2775                             // FIXME(oli-obk): implement `deref` for `ConstValue`
2776                             return None;
2777                         }
2778                         _ => span_bug!(
2779                             pat.span,
2780                             "slice pattern constant must be scalar pair but is {:?}",
2781                             value,
2782                         ),
2783                     }
2784                 }
2785                 _ => span_bug!(
2786                     pat.span,
2787                     "unexpected const-val {:?} with ctor {:?}",
2788                     value,
2789                     constructor,
2790                 ),
2791             };
2792             if ctor_wild_subpatterns.len() as u64 != n {
2793                 return None;
2794             }
2795
2796             // Convert a constant slice/array pattern to a list of patterns.
2797             let layout = cx.tcx.layout_of(cx.param_env.and(ty)).ok()?;
2798             let ptr = Pointer::new(AllocId(0), offset);
2799             let pats = cx.pattern_arena.alloc_from_iter((0..n).filter_map(|i| {
2800                 let ptr = ptr.offset(layout.size * i, &cx.tcx).ok()?;
2801                 let scalar = alloc.read_scalar(&cx.tcx, ptr, layout.size).ok()?;
2802                 let scalar = scalar.check_init().ok()?;
2803                 let value = ty::Const::from_scalar(cx.tcx, scalar, ty);
2804                 let pattern = Pat { ty, span: pat.span, kind: box PatKind::Constant { value } };
2805                 Some(pattern)
2806             }));
2807             // Ensure none of the dereferences failed.
2808             if pats.len() as u64 != n {
2809                 return None;
2810             }
2811             Some(Fields::from_slice_unfiltered(pats))
2812         }
2813
2814         PatKind::Constant { .. } | PatKind::Range { .. } => {
2815             // If the constructor is a:
2816             // - Single value: add a row if the pattern contains the constructor.
2817             // - Range: add a row if the constructor intersects the pattern.
2818             if let IntRange(ctor) = constructor {
2819                 let pat = IntRange::from_pat(cx.tcx, cx.param_env, pat)?;
2820                 ctor.intersection(cx.tcx, &pat)?;
2821                 // Constructor splitting should ensure that all intersections we encounter
2822                 // are actually inclusions.
2823                 assert!(ctor.is_subrange(&pat));
2824             } else {
2825                 // Fallback for non-ranges and ranges that involve
2826                 // floating-point numbers, which are not conveniently handled
2827                 // by `IntRange`. For these cases, the constructor may not be a
2828                 // range so intersection actually devolves into being covered
2829                 // by the pattern.
2830                 constructor_covered_by_range(cx.tcx, cx.param_env, constructor, pat)?;
2831             }
2832             Some(Fields::empty())
2833         }
2834
2835         PatKind::Array { ref prefix, ref slice, ref suffix }
2836         | PatKind::Slice { ref prefix, ref slice, ref suffix } => match *constructor {
2837             Slice(_) => {
2838                 // Number of subpatterns for this pattern
2839                 let pat_len = prefix.len() + suffix.len();
2840                 // Number of subpatterns for this constructor
2841                 let arity = ctor_wild_subpatterns.len();
2842
2843                 if (slice.is_none() && arity != pat_len) || pat_len > arity {
2844                     return None;
2845                 }
2846
2847                 // Replace the prefix and the suffix with the given patterns, leaving wildcards in
2848                 // the middle if there was a subslice pattern `..`.
2849                 let prefix = prefix.iter().enumerate();
2850                 let suffix = suffix.iter().enumerate().map(|(i, p)| (arity - suffix.len() + i, p));
2851                 Some(ctor_wild_subpatterns.replace_fields_indexed(prefix.chain(suffix)))
2852             }
2853             ConstantValue(cv) => {
2854                 match slice_pat_covered_by_const(
2855                     cx.tcx,
2856                     pat.span,
2857                     cv,
2858                     prefix,
2859                     slice,
2860                     suffix,
2861                     cx.param_env,
2862                 ) {
2863                     Ok(true) => Some(Fields::empty()),
2864                     Ok(false) => None,
2865                     Err(ErrorReported) => None,
2866                 }
2867             }
2868             _ => span_bug!(pat.span, "unexpected ctor {:?} for slice pat", constructor),
2869         },
2870
2871         PatKind::Or { .. } => bug!("Or-pattern should have been expanded earlier on."),
2872     };
2873     debug!(
2874         "specialize({:#?}, {:#?}, {:#?}) = {:#?}",
2875         pat, constructor, ctor_wild_subpatterns, result
2876     );
2877
2878     result
2879 }