]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_mir_transform/src/generator.rs
Rollup merge of #92611 - Amanieu:asm-reference, r=m-ou-se
[rust.git] / compiler / rustc_mir_transform / src / generator.rs
1 //! This is the implementation of the pass which transforms generators into state machines.
2 //!
3 //! MIR generation for generators creates a function which has a self argument which
4 //! passes by value. This argument is effectively a generator type which only contains upvars and
5 //! is only used for this argument inside the MIR for the generator.
6 //! It is passed by value to enable upvars to be moved out of it. Drop elaboration runs on that
7 //! MIR before this pass and creates drop flags for MIR locals.
8 //! It will also drop the generator argument (which only consists of upvars) if any of the upvars
9 //! are moved out of. This pass elaborates the drops of upvars / generator argument in the case
10 //! that none of the upvars were moved out of. This is because we cannot have any drops of this
11 //! generator in the MIR, since it is used to create the drop glue for the generator. We'd get
12 //! infinite recursion otherwise.
13 //!
14 //! This pass creates the implementation for the Generator::resume function and the drop shim
15 //! for the generator based on the MIR input. It converts the generator argument from Self to
16 //! &mut Self adding derefs in the MIR as needed. It computes the final layout of the generator
17 //! struct which looks like this:
18 //!     First upvars are stored
19 //!     It is followed by the generator state field.
20 //!     Then finally the MIR locals which are live across a suspension point are stored.
21 //!
22 //!     struct Generator {
23 //!         upvars...,
24 //!         state: u32,
25 //!         mir_locals...,
26 //!     }
27 //!
28 //! This pass computes the meaning of the state field and the MIR locals which are live
29 //! across a suspension point. There are however three hardcoded generator states:
30 //!     0 - Generator have not been resumed yet
31 //!     1 - Generator has returned / is completed
32 //!     2 - Generator has been poisoned
33 //!
34 //! It also rewrites `return x` and `yield y` as setting a new generator state and returning
35 //! GeneratorState::Complete(x) and GeneratorState::Yielded(y) respectively.
36 //! MIR locals which are live across a suspension point are moved to the generator struct
37 //! with references to them being updated with references to the generator struct.
38 //!
39 //! The pass creates two functions which have a switch on the generator state giving
40 //! the action to take.
41 //!
42 //! One of them is the implementation of Generator::resume.
43 //! For generators with state 0 (unresumed) it starts the execution of the generator.
44 //! For generators with state 1 (returned) and state 2 (poisoned) it panics.
45 //! Otherwise it continues the execution from the last suspension point.
46 //!
47 //! The other function is the drop glue for the generator.
48 //! For generators with state 0 (unresumed) it drops the upvars of the generator.
49 //! For generators with state 1 (returned) and state 2 (poisoned) it does nothing.
50 //! Otherwise it drops all the values in scope at the last suspension point.
51
52 use crate::simplify;
53 use crate::util::expand_aggregate;
54 use crate::MirPass;
55 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
56 use rustc_hir as hir;
57 use rustc_hir::lang_items::LangItem;
58 use rustc_index::bit_set::{BitMatrix, BitSet};
59 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
60 use rustc_middle::mir::dump_mir;
61 use rustc_middle::mir::visit::{MutVisitor, PlaceContext, Visitor};
62 use rustc_middle::mir::*;
63 use rustc_middle::ty::subst::{Subst, SubstsRef};
64 use rustc_middle::ty::GeneratorSubsts;
65 use rustc_middle::ty::{self, AdtDef, Ty, TyCtxt};
66 use rustc_mir_dataflow::impls::{
67     MaybeBorrowedLocals, MaybeLiveLocals, MaybeRequiresStorage, MaybeStorageLive,
68 };
69 use rustc_mir_dataflow::storage;
70 use rustc_mir_dataflow::{self, Analysis};
71 use rustc_target::abi::VariantIdx;
72 use rustc_target::spec::PanicStrategy;
73 use std::{iter, ops};
74
75 pub struct StateTransform;
76
77 struct RenameLocalVisitor<'tcx> {
78     from: Local,
79     to: Local,
80     tcx: TyCtxt<'tcx>,
81 }
82
83 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for RenameLocalVisitor<'tcx> {
84     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
85         self.tcx
86     }
87
88     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
89         if *local == self.from {
90             *local = self.to;
91         }
92     }
93
94     fn visit_terminator(&mut self, terminator: &mut Terminator<'tcx>, location: Location) {
95         match terminator.kind {
96             TerminatorKind::Return => {
97                 // Do not replace the implicit `_0` access here, as that's not possible. The
98                 // transform already handles `return` correctly.
99             }
100             _ => self.super_terminator(terminator, location),
101         }
102     }
103 }
104
105 struct DerefArgVisitor<'tcx> {
106     tcx: TyCtxt<'tcx>,
107 }
108
109 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for DerefArgVisitor<'tcx> {
110     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
111         self.tcx
112     }
113
114     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
115         assert_ne!(*local, SELF_ARG);
116     }
117
118     fn visit_place(&mut self, place: &mut Place<'tcx>, context: PlaceContext, location: Location) {
119         if place.local == SELF_ARG {
120             replace_base(
121                 place,
122                 Place {
123                     local: SELF_ARG,
124                     projection: self.tcx().intern_place_elems(&[ProjectionElem::Deref]),
125                 },
126                 self.tcx,
127             );
128         } else {
129             self.visit_local(&mut place.local, context, location);
130
131             for elem in place.projection.iter() {
132                 if let PlaceElem::Index(local) = elem {
133                     assert_ne!(local, SELF_ARG);
134                 }
135             }
136         }
137     }
138 }
139
140 struct PinArgVisitor<'tcx> {
141     ref_gen_ty: Ty<'tcx>,
142     tcx: TyCtxt<'tcx>,
143 }
144
145 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for PinArgVisitor<'tcx> {
146     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
147         self.tcx
148     }
149
150     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
151         assert_ne!(*local, SELF_ARG);
152     }
153
154     fn visit_place(&mut self, place: &mut Place<'tcx>, context: PlaceContext, location: Location) {
155         if place.local == SELF_ARG {
156             replace_base(
157                 place,
158                 Place {
159                     local: SELF_ARG,
160                     projection: self.tcx().intern_place_elems(&[ProjectionElem::Field(
161                         Field::new(0),
162                         self.ref_gen_ty,
163                     )]),
164                 },
165                 self.tcx,
166             );
167         } else {
168             self.visit_local(&mut place.local, context, location);
169
170             for elem in place.projection.iter() {
171                 if let PlaceElem::Index(local) = elem {
172                     assert_ne!(local, SELF_ARG);
173                 }
174             }
175         }
176     }
177 }
178
179 fn replace_base<'tcx>(place: &mut Place<'tcx>, new_base: Place<'tcx>, tcx: TyCtxt<'tcx>) {
180     place.local = new_base.local;
181
182     let mut new_projection = new_base.projection.to_vec();
183     new_projection.append(&mut place.projection.to_vec());
184
185     place.projection = tcx.intern_place_elems(&new_projection);
186 }
187
188 const SELF_ARG: Local = Local::from_u32(1);
189
190 /// Generator has not been resumed yet.
191 const UNRESUMED: usize = GeneratorSubsts::UNRESUMED;
192 /// Generator has returned / is completed.
193 const RETURNED: usize = GeneratorSubsts::RETURNED;
194 /// Generator has panicked and is poisoned.
195 const POISONED: usize = GeneratorSubsts::POISONED;
196
197 /// A `yield` point in the generator.
198 struct SuspensionPoint<'tcx> {
199     /// State discriminant used when suspending or resuming at this point.
200     state: usize,
201     /// The block to jump to after resumption.
202     resume: BasicBlock,
203     /// Where to move the resume argument after resumption.
204     resume_arg: Place<'tcx>,
205     /// Which block to jump to if the generator is dropped in this state.
206     drop: Option<BasicBlock>,
207     /// Set of locals that have live storage while at this suspension point.
208     storage_liveness: BitSet<Local>,
209 }
210
211 struct TransformVisitor<'tcx> {
212     tcx: TyCtxt<'tcx>,
213     state_adt_ref: &'tcx AdtDef,
214     state_substs: SubstsRef<'tcx>,
215
216     // The type of the discriminant in the generator struct
217     discr_ty: Ty<'tcx>,
218
219     // Mapping from Local to (type of local, generator struct index)
220     // FIXME(eddyb) This should use `IndexVec<Local, Option<_>>`.
221     remap: FxHashMap<Local, (Ty<'tcx>, VariantIdx, usize)>,
222
223     // A map from a suspension point in a block to the locals which have live storage at that point
224     storage_liveness: IndexVec<BasicBlock, Option<BitSet<Local>>>,
225
226     // A list of suspension points, generated during the transform
227     suspension_points: Vec<SuspensionPoint<'tcx>>,
228
229     // The set of locals that have no `StorageLive`/`StorageDead` annotations.
230     always_live_locals: storage::AlwaysLiveLocals,
231
232     // The original RETURN_PLACE local
233     new_ret_local: Local,
234 }
235
236 impl<'tcx> TransformVisitor<'tcx> {
237     // Make a GeneratorState variant assignment. `core::ops::GeneratorState` only has single
238     // element tuple variants, so we can just write to the downcasted first field and then set the
239     // discriminant to the appropriate variant.
240     fn make_state(
241         &self,
242         idx: VariantIdx,
243         val: Operand<'tcx>,
244         source_info: SourceInfo,
245     ) -> impl Iterator<Item = Statement<'tcx>> {
246         let kind = AggregateKind::Adt(self.state_adt_ref.did, idx, self.state_substs, None, None);
247         assert_eq!(self.state_adt_ref.variants[idx].fields.len(), 1);
248         let ty = self
249             .tcx
250             .type_of(self.state_adt_ref.variants[idx].fields[0].did)
251             .subst(self.tcx, self.state_substs);
252         expand_aggregate(
253             Place::return_place(),
254             std::iter::once((val, ty)),
255             kind,
256             source_info,
257             self.tcx,
258         )
259     }
260
261     // Create a Place referencing a generator struct field
262     fn make_field(&self, variant_index: VariantIdx, idx: usize, ty: Ty<'tcx>) -> Place<'tcx> {
263         let self_place = Place::from(SELF_ARG);
264         let base = self.tcx.mk_place_downcast_unnamed(self_place, variant_index);
265         let mut projection = base.projection.to_vec();
266         projection.push(ProjectionElem::Field(Field::new(idx), ty));
267
268         Place { local: base.local, projection: self.tcx.intern_place_elems(&projection) }
269     }
270
271     // Create a statement which changes the discriminant
272     fn set_discr(&self, state_disc: VariantIdx, source_info: SourceInfo) -> Statement<'tcx> {
273         let self_place = Place::from(SELF_ARG);
274         Statement {
275             source_info,
276             kind: StatementKind::SetDiscriminant {
277                 place: Box::new(self_place),
278                 variant_index: state_disc,
279             },
280         }
281     }
282
283     // Create a statement which reads the discriminant into a temporary
284     fn get_discr(&self, body: &mut Body<'tcx>) -> (Statement<'tcx>, Place<'tcx>) {
285         let temp_decl = LocalDecl::new(self.discr_ty, body.span).internal();
286         let local_decls_len = body.local_decls.push(temp_decl);
287         let temp = Place::from(local_decls_len);
288
289         let self_place = Place::from(SELF_ARG);
290         let assign = Statement {
291             source_info: SourceInfo::outermost(body.span),
292             kind: StatementKind::Assign(Box::new((temp, Rvalue::Discriminant(self_place)))),
293         };
294         (assign, temp)
295     }
296 }
297
298 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for TransformVisitor<'tcx> {
299     fn tcx(&self) -> TyCtxt<'tcx> {
300         self.tcx
301     }
302
303     fn visit_local(&mut self, local: &mut Local, _: PlaceContext, _: Location) {
304         assert_eq!(self.remap.get(local), None);
305     }
306
307     fn visit_place(
308         &mut self,
309         place: &mut Place<'tcx>,
310         _context: PlaceContext,
311         _location: Location,
312     ) {
313         // Replace an Local in the remap with a generator struct access
314         if let Some(&(ty, variant_index, idx)) = self.remap.get(&place.local) {
315             replace_base(place, self.make_field(variant_index, idx, ty), self.tcx);
316         }
317     }
318
319     fn visit_basic_block_data(&mut self, block: BasicBlock, data: &mut BasicBlockData<'tcx>) {
320         // Remove StorageLive and StorageDead statements for remapped locals
321         data.retain_statements(|s| match s.kind {
322             StatementKind::StorageLive(l) | StatementKind::StorageDead(l) => {
323                 !self.remap.contains_key(&l)
324             }
325             _ => true,
326         });
327
328         let ret_val = match data.terminator().kind {
329             TerminatorKind::Return => Some((
330                 VariantIdx::new(1),
331                 None,
332                 Operand::Move(Place::from(self.new_ret_local)),
333                 None,
334             )),
335             TerminatorKind::Yield { ref value, resume, resume_arg, drop } => {
336                 Some((VariantIdx::new(0), Some((resume, resume_arg)), value.clone(), drop))
337             }
338             _ => None,
339         };
340
341         if let Some((state_idx, resume, v, drop)) = ret_val {
342             let source_info = data.terminator().source_info;
343             // We must assign the value first in case it gets declared dead below
344             data.statements.extend(self.make_state(state_idx, v, source_info));
345             let state = if let Some((resume, mut resume_arg)) = resume {
346                 // Yield
347                 let state = 3 + self.suspension_points.len();
348
349                 // The resume arg target location might itself be remapped if its base local is
350                 // live across a yield.
351                 let resume_arg =
352                     if let Some(&(ty, variant, idx)) = self.remap.get(&resume_arg.local) {
353                         replace_base(&mut resume_arg, self.make_field(variant, idx, ty), self.tcx);
354                         resume_arg
355                     } else {
356                         resume_arg
357                     };
358
359                 self.suspension_points.push(SuspensionPoint {
360                     state,
361                     resume,
362                     resume_arg,
363                     drop,
364                     storage_liveness: self.storage_liveness[block].clone().unwrap(),
365                 });
366
367                 VariantIdx::new(state)
368             } else {
369                 // Return
370                 VariantIdx::new(RETURNED) // state for returned
371             };
372             data.statements.push(self.set_discr(state, source_info));
373             data.terminator_mut().kind = TerminatorKind::Return;
374         }
375
376         self.super_basic_block_data(block, data);
377     }
378 }
379
380 fn make_generator_state_argument_indirect<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
381     let gen_ty = body.local_decls.raw[1].ty;
382
383     let ref_gen_ty =
384         tcx.mk_ref(tcx.lifetimes.re_erased, ty::TypeAndMut { ty: gen_ty, mutbl: Mutability::Mut });
385
386     // Replace the by value generator argument
387     body.local_decls.raw[1].ty = ref_gen_ty;
388
389     // Add a deref to accesses of the generator state
390     DerefArgVisitor { tcx }.visit_body(body);
391 }
392
393 fn make_generator_state_argument_pinned<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
394     let ref_gen_ty = body.local_decls.raw[1].ty;
395
396     let pin_did = tcx.require_lang_item(LangItem::Pin, Some(body.span));
397     let pin_adt_ref = tcx.adt_def(pin_did);
398     let substs = tcx.intern_substs(&[ref_gen_ty.into()]);
399     let pin_ref_gen_ty = tcx.mk_adt(pin_adt_ref, substs);
400
401     // Replace the by ref generator argument
402     body.local_decls.raw[1].ty = pin_ref_gen_ty;
403
404     // Add the Pin field access to accesses of the generator state
405     PinArgVisitor { ref_gen_ty, tcx }.visit_body(body);
406 }
407
408 /// Allocates a new local and replaces all references of `local` with it. Returns the new local.
409 ///
410 /// `local` will be changed to a new local decl with type `ty`.
411 ///
412 /// Note that the new local will be uninitialized. It is the caller's responsibility to assign some
413 /// valid value to it before its first use.
414 fn replace_local<'tcx>(
415     local: Local,
416     ty: Ty<'tcx>,
417     body: &mut Body<'tcx>,
418     tcx: TyCtxt<'tcx>,
419 ) -> Local {
420     let new_decl = LocalDecl::new(ty, body.span);
421     let new_local = body.local_decls.push(new_decl);
422     body.local_decls.swap(local, new_local);
423
424     RenameLocalVisitor { from: local, to: new_local, tcx }.visit_body(body);
425
426     new_local
427 }
428
429 struct LivenessInfo {
430     /// Which locals are live across any suspension point.
431     saved_locals: GeneratorSavedLocals,
432
433     /// The set of saved locals live at each suspension point.
434     live_locals_at_suspension_points: Vec<BitSet<GeneratorSavedLocal>>,
435
436     /// Parallel vec to the above with SourceInfo for each yield terminator.
437     source_info_at_suspension_points: Vec<SourceInfo>,
438
439     /// For every saved local, the set of other saved locals that are
440     /// storage-live at the same time as this local. We cannot overlap locals in
441     /// the layout which have conflicting storage.
442     storage_conflicts: BitMatrix<GeneratorSavedLocal, GeneratorSavedLocal>,
443
444     /// For every suspending block, the locals which are storage-live across
445     /// that suspension point.
446     storage_liveness: IndexVec<BasicBlock, Option<BitSet<Local>>>,
447 }
448
449 fn locals_live_across_suspend_points<'tcx>(
450     tcx: TyCtxt<'tcx>,
451     body: &Body<'tcx>,
452     always_live_locals: &storage::AlwaysLiveLocals,
453     movable: bool,
454 ) -> LivenessInfo {
455     let body_ref: &Body<'_> = &body;
456
457     // Calculate when MIR locals have live storage. This gives us an upper bound of their
458     // lifetimes.
459     let mut storage_live = MaybeStorageLive::new(always_live_locals.clone())
460         .into_engine(tcx, body_ref)
461         .iterate_to_fixpoint()
462         .into_results_cursor(body_ref);
463
464     // Calculate the MIR locals which have been previously
465     // borrowed (even if they are still active).
466     let borrowed_locals_results = MaybeBorrowedLocals::all_borrows()
467         .into_engine(tcx, body_ref)
468         .pass_name("generator")
469         .iterate_to_fixpoint();
470
471     let mut borrowed_locals_cursor =
472         rustc_mir_dataflow::ResultsCursor::new(body_ref, &borrowed_locals_results);
473
474     // Calculate the MIR locals that we actually need to keep storage around
475     // for.
476     let requires_storage_results = MaybeRequiresStorage::new(body, &borrowed_locals_results)
477         .into_engine(tcx, body_ref)
478         .iterate_to_fixpoint();
479     let mut requires_storage_cursor =
480         rustc_mir_dataflow::ResultsCursor::new(body_ref, &requires_storage_results);
481
482     // Calculate the liveness of MIR locals ignoring borrows.
483     let mut liveness = MaybeLiveLocals
484         .into_engine(tcx, body_ref)
485         .pass_name("generator")
486         .iterate_to_fixpoint()
487         .into_results_cursor(body_ref);
488
489     let mut storage_liveness_map = IndexVec::from_elem(None, body.basic_blocks());
490     let mut live_locals_at_suspension_points = Vec::new();
491     let mut source_info_at_suspension_points = Vec::new();
492     let mut live_locals_at_any_suspension_point = BitSet::new_empty(body.local_decls.len());
493
494     for (block, data) in body.basic_blocks().iter_enumerated() {
495         if let TerminatorKind::Yield { .. } = data.terminator().kind {
496             let loc = Location { block, statement_index: data.statements.len() };
497
498             liveness.seek_to_block_end(block);
499             let mut live_locals = liveness.get().clone();
500
501             if !movable {
502                 // The `liveness` variable contains the liveness of MIR locals ignoring borrows.
503                 // This is correct for movable generators since borrows cannot live across
504                 // suspension points. However for immovable generators we need to account for
505                 // borrows, so we conseratively assume that all borrowed locals are live until
506                 // we find a StorageDead statement referencing the locals.
507                 // To do this we just union our `liveness` result with `borrowed_locals`, which
508                 // contains all the locals which has been borrowed before this suspension point.
509                 // If a borrow is converted to a raw reference, we must also assume that it lives
510                 // forever. Note that the final liveness is still bounded by the storage liveness
511                 // of the local, which happens using the `intersect` operation below.
512                 borrowed_locals_cursor.seek_before_primary_effect(loc);
513                 live_locals.union(borrowed_locals_cursor.get());
514             }
515
516             // Store the storage liveness for later use so we can restore the state
517             // after a suspension point
518             storage_live.seek_before_primary_effect(loc);
519             storage_liveness_map[block] = Some(storage_live.get().clone());
520
521             // Locals live are live at this point only if they are used across
522             // suspension points (the `liveness` variable)
523             // and their storage is required (the `storage_required` variable)
524             requires_storage_cursor.seek_before_primary_effect(loc);
525             live_locals.intersect(requires_storage_cursor.get());
526
527             // The generator argument is ignored.
528             live_locals.remove(SELF_ARG);
529
530             debug!("loc = {:?}, live_locals = {:?}", loc, live_locals);
531
532             // Add the locals live at this suspension point to the set of locals which live across
533             // any suspension points
534             live_locals_at_any_suspension_point.union(&live_locals);
535
536             live_locals_at_suspension_points.push(live_locals);
537             source_info_at_suspension_points.push(data.terminator().source_info);
538         }
539     }
540
541     debug!("live_locals_anywhere = {:?}", live_locals_at_any_suspension_point);
542     let saved_locals = GeneratorSavedLocals(live_locals_at_any_suspension_point);
543
544     // Renumber our liveness_map bitsets to include only the locals we are
545     // saving.
546     let live_locals_at_suspension_points = live_locals_at_suspension_points
547         .iter()
548         .map(|live_here| saved_locals.renumber_bitset(&live_here))
549         .collect();
550
551     let storage_conflicts = compute_storage_conflicts(
552         body_ref,
553         &saved_locals,
554         always_live_locals.clone(),
555         requires_storage_results,
556     );
557
558     LivenessInfo {
559         saved_locals,
560         live_locals_at_suspension_points,
561         source_info_at_suspension_points,
562         storage_conflicts,
563         storage_liveness: storage_liveness_map,
564     }
565 }
566
567 /// The set of `Local`s that must be saved across yield points.
568 ///
569 /// `GeneratorSavedLocal` is indexed in terms of the elements in this set;
570 /// i.e. `GeneratorSavedLocal::new(1)` corresponds to the second local
571 /// included in this set.
572 struct GeneratorSavedLocals(BitSet<Local>);
573
574 impl GeneratorSavedLocals {
575     /// Returns an iterator over each `GeneratorSavedLocal` along with the `Local` it corresponds
576     /// to.
577     fn iter_enumerated(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = (GeneratorSavedLocal, Local)> {
578         self.iter().enumerate().map(|(i, l)| (GeneratorSavedLocal::from(i), l))
579     }
580
581     /// Transforms a `BitSet<Local>` that contains only locals saved across yield points to the
582     /// equivalent `BitSet<GeneratorSavedLocal>`.
583     fn renumber_bitset(&self, input: &BitSet<Local>) -> BitSet<GeneratorSavedLocal> {
584         assert!(self.superset(&input), "{:?} not a superset of {:?}", self.0, input);
585         let mut out = BitSet::new_empty(self.count());
586         for (saved_local, local) in self.iter_enumerated() {
587             if input.contains(local) {
588                 out.insert(saved_local);
589             }
590         }
591         out
592     }
593
594     fn get(&self, local: Local) -> Option<GeneratorSavedLocal> {
595         if !self.contains(local) {
596             return None;
597         }
598
599         let idx = self.iter().take_while(|&l| l < local).count();
600         Some(GeneratorSavedLocal::new(idx))
601     }
602 }
603
604 impl ops::Deref for GeneratorSavedLocals {
605     type Target = BitSet<Local>;
606
607     fn deref(&self) -> &Self::Target {
608         &self.0
609     }
610 }
611
612 /// For every saved local, looks for which locals are StorageLive at the same
613 /// time. Generates a bitset for every local of all the other locals that may be
614 /// StorageLive simultaneously with that local. This is used in the layout
615 /// computation; see `GeneratorLayout` for more.
616 fn compute_storage_conflicts<'mir, 'tcx>(
617     body: &'mir Body<'tcx>,
618     saved_locals: &GeneratorSavedLocals,
619     always_live_locals: storage::AlwaysLiveLocals,
620     requires_storage: rustc_mir_dataflow::Results<'tcx, MaybeRequiresStorage<'mir, 'tcx>>,
621 ) -> BitMatrix<GeneratorSavedLocal, GeneratorSavedLocal> {
622     assert_eq!(body.local_decls.len(), saved_locals.domain_size());
623
624     debug!("compute_storage_conflicts({:?})", body.span);
625     debug!("always_live = {:?}", always_live_locals);
626
627     // Locals that are always live or ones that need to be stored across
628     // suspension points are not eligible for overlap.
629     let mut ineligible_locals = always_live_locals.into_inner();
630     ineligible_locals.intersect(&**saved_locals);
631
632     // Compute the storage conflicts for all eligible locals.
633     let mut visitor = StorageConflictVisitor {
634         body,
635         saved_locals: &saved_locals,
636         local_conflicts: BitMatrix::from_row_n(&ineligible_locals, body.local_decls.len()),
637     };
638
639     requires_storage.visit_reachable_with(body, &mut visitor);
640
641     let local_conflicts = visitor.local_conflicts;
642
643     // Compress the matrix using only stored locals (Local -> GeneratorSavedLocal).
644     //
645     // NOTE: Today we store a full conflict bitset for every local. Technically
646     // this is twice as many bits as we need, since the relation is symmetric.
647     // However, in practice these bitsets are not usually large. The layout code
648     // also needs to keep track of how many conflicts each local has, so it's
649     // simpler to keep it this way for now.
650     let mut storage_conflicts = BitMatrix::new(saved_locals.count(), saved_locals.count());
651     for (saved_local_a, local_a) in saved_locals.iter_enumerated() {
652         if ineligible_locals.contains(local_a) {
653             // Conflicts with everything.
654             storage_conflicts.insert_all_into_row(saved_local_a);
655         } else {
656             // Keep overlap information only for stored locals.
657             for (saved_local_b, local_b) in saved_locals.iter_enumerated() {
658                 if local_conflicts.contains(local_a, local_b) {
659                     storage_conflicts.insert(saved_local_a, saved_local_b);
660                 }
661             }
662         }
663     }
664     storage_conflicts
665 }
666
667 struct StorageConflictVisitor<'mir, 'tcx, 's> {
668     body: &'mir Body<'tcx>,
669     saved_locals: &'s GeneratorSavedLocals,
670     // FIXME(tmandry): Consider using sparse bitsets here once we have good
671     // benchmarks for generators.
672     local_conflicts: BitMatrix<Local, Local>,
673 }
674
675 impl<'mir, 'tcx> rustc_mir_dataflow::ResultsVisitor<'mir, 'tcx>
676     for StorageConflictVisitor<'mir, 'tcx, '_>
677 {
678     type FlowState = BitSet<Local>;
679
680     fn visit_statement_before_primary_effect(
681         &mut self,
682         state: &Self::FlowState,
683         _statement: &'mir Statement<'tcx>,
684         loc: Location,
685     ) {
686         self.apply_state(state, loc);
687     }
688
689     fn visit_terminator_before_primary_effect(
690         &mut self,
691         state: &Self::FlowState,
692         _terminator: &'mir Terminator<'tcx>,
693         loc: Location,
694     ) {
695         self.apply_state(state, loc);
696     }
697 }
698
699 impl StorageConflictVisitor<'_, '_, '_> {
700     fn apply_state(&mut self, flow_state: &BitSet<Local>, loc: Location) {
701         // Ignore unreachable blocks.
702         if self.body.basic_blocks()[loc.block].terminator().kind == TerminatorKind::Unreachable {
703             return;
704         }
705
706         let mut eligible_storage_live = flow_state.clone();
707         eligible_storage_live.intersect(&**self.saved_locals);
708
709         for local in eligible_storage_live.iter() {
710             self.local_conflicts.union_row_with(&eligible_storage_live, local);
711         }
712
713         if eligible_storage_live.count() > 1 {
714             trace!("at {:?}, eligible_storage_live={:?}", loc, eligible_storage_live);
715         }
716     }
717 }
718
719 /// Validates the typeck view of the generator against the actual set of types saved between
720 /// yield points.
721 fn sanitize_witness<'tcx>(
722     tcx: TyCtxt<'tcx>,
723     body: &Body<'tcx>,
724     witness: Ty<'tcx>,
725     upvars: Vec<Ty<'tcx>>,
726     saved_locals: &GeneratorSavedLocals,
727 ) {
728     let did = body.source.def_id();
729     let param_env = tcx.param_env(did);
730
731     let allowed_upvars = tcx.normalize_erasing_regions(param_env, upvars);
732     let allowed = match witness.kind() {
733         &ty::GeneratorWitness(interior_tys) => {
734             tcx.normalize_erasing_late_bound_regions(param_env, interior_tys)
735         }
736         _ => {
737             tcx.sess.delay_span_bug(
738                 body.span,
739                 &format!("unexpected generator witness type {:?}", witness.kind()),
740             );
741             return;
742         }
743     };
744
745     for (local, decl) in body.local_decls.iter_enumerated() {
746         // Ignore locals which are internal or not saved between yields.
747         if !saved_locals.contains(local) || decl.internal {
748             continue;
749         }
750         let decl_ty = tcx.normalize_erasing_regions(param_env, decl.ty);
751
752         // Sanity check that typeck knows about the type of locals which are
753         // live across a suspension point
754         if !allowed.contains(&decl_ty) && !allowed_upvars.contains(&decl_ty) {
755             span_bug!(
756                 body.span,
757                 "Broken MIR: generator contains type {} in MIR, \
758                        but typeck only knows about {} and {:?}",
759                 decl_ty,
760                 allowed,
761                 allowed_upvars
762             );
763         }
764     }
765 }
766
767 fn compute_layout<'tcx>(
768     liveness: LivenessInfo,
769     body: &mut Body<'tcx>,
770 ) -> (
771     FxHashMap<Local, (Ty<'tcx>, VariantIdx, usize)>,
772     GeneratorLayout<'tcx>,
773     IndexVec<BasicBlock, Option<BitSet<Local>>>,
774 ) {
775     let LivenessInfo {
776         saved_locals,
777         live_locals_at_suspension_points,
778         source_info_at_suspension_points,
779         storage_conflicts,
780         storage_liveness,
781     } = liveness;
782
783     // Gather live local types and their indices.
784     let mut locals = IndexVec::<GeneratorSavedLocal, _>::new();
785     let mut tys = IndexVec::<GeneratorSavedLocal, _>::new();
786     for (saved_local, local) in saved_locals.iter_enumerated() {
787         locals.push(local);
788         tys.push(body.local_decls[local].ty);
789         debug!("generator saved local {:?} => {:?}", saved_local, local);
790     }
791
792     // Leave empty variants for the UNRESUMED, RETURNED, and POISONED states.
793     // In debuginfo, these will correspond to the beginning (UNRESUMED) or end
794     // (RETURNED, POISONED) of the function.
795     const RESERVED_VARIANTS: usize = 3;
796     let body_span = body.source_scopes[OUTERMOST_SOURCE_SCOPE].span;
797     let mut variant_source_info: IndexVec<VariantIdx, SourceInfo> = [
798         SourceInfo::outermost(body_span.shrink_to_lo()),
799         SourceInfo::outermost(body_span.shrink_to_hi()),
800         SourceInfo::outermost(body_span.shrink_to_hi()),
801     ]
802     .iter()
803     .copied()
804     .collect();
805
806     // Build the generator variant field list.
807     // Create a map from local indices to generator struct indices.
808     let mut variant_fields: IndexVec<VariantIdx, IndexVec<Field, GeneratorSavedLocal>> =
809         iter::repeat(IndexVec::new()).take(RESERVED_VARIANTS).collect();
810     let mut remap = FxHashMap::default();
811     for (suspension_point_idx, live_locals) in live_locals_at_suspension_points.iter().enumerate() {
812         let variant_index = VariantIdx::from(RESERVED_VARIANTS + suspension_point_idx);
813         let mut fields = IndexVec::new();
814         for (idx, saved_local) in live_locals.iter().enumerate() {
815             fields.push(saved_local);
816             // Note that if a field is included in multiple variants, we will
817             // just use the first one here. That's fine; fields do not move
818             // around inside generators, so it doesn't matter which variant
819             // index we access them by.
820             remap.entry(locals[saved_local]).or_insert((tys[saved_local], variant_index, idx));
821         }
822         variant_fields.push(fields);
823         variant_source_info.push(source_info_at_suspension_points[suspension_point_idx]);
824     }
825     debug!("generator variant_fields = {:?}", variant_fields);
826     debug!("generator storage_conflicts = {:#?}", storage_conflicts);
827
828     let layout =
829         GeneratorLayout { field_tys: tys, variant_fields, variant_source_info, storage_conflicts };
830
831     (remap, layout, storage_liveness)
832 }
833
834 /// Replaces the entry point of `body` with a block that switches on the generator discriminant and
835 /// dispatches to blocks according to `cases`.
836 ///
837 /// After this function, the former entry point of the function will be bb1.
838 fn insert_switch<'tcx>(
839     body: &mut Body<'tcx>,
840     cases: Vec<(usize, BasicBlock)>,
841     transform: &TransformVisitor<'tcx>,
842     default: TerminatorKind<'tcx>,
843 ) {
844     let default_block = insert_term_block(body, default);
845     let (assign, discr) = transform.get_discr(body);
846     let switch_targets =
847         SwitchTargets::new(cases.iter().map(|(i, bb)| ((*i) as u128, *bb)), default_block);
848     let switch = TerminatorKind::SwitchInt {
849         discr: Operand::Move(discr),
850         switch_ty: transform.discr_ty,
851         targets: switch_targets,
852     };
853
854     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
855     body.basic_blocks_mut().raw.insert(
856         0,
857         BasicBlockData {
858             statements: vec![assign],
859             terminator: Some(Terminator { source_info, kind: switch }),
860             is_cleanup: false,
861         },
862     );
863
864     let blocks = body.basic_blocks_mut().iter_mut();
865
866     for target in blocks.flat_map(|b| b.terminator_mut().successors_mut()) {
867         *target = BasicBlock::new(target.index() + 1);
868     }
869 }
870
871 fn elaborate_generator_drops<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
872     use crate::shim::DropShimElaborator;
873     use rustc_middle::mir::patch::MirPatch;
874     use rustc_mir_dataflow::elaborate_drops::{elaborate_drop, Unwind};
875
876     // Note that `elaborate_drops` only drops the upvars of a generator, and
877     // this is ok because `open_drop` can only be reached within that own
878     // generator's resume function.
879
880     let def_id = body.source.def_id();
881     let param_env = tcx.param_env(def_id);
882
883     let mut elaborator = DropShimElaborator { body, patch: MirPatch::new(body), tcx, param_env };
884
885     for (block, block_data) in body.basic_blocks().iter_enumerated() {
886         let (target, unwind, source_info) = match block_data.terminator() {
887             Terminator { source_info, kind: TerminatorKind::Drop { place, target, unwind } } => {
888                 if let Some(local) = place.as_local() {
889                     if local == SELF_ARG {
890                         (target, unwind, source_info)
891                     } else {
892                         continue;
893                     }
894                 } else {
895                     continue;
896                 }
897             }
898             _ => continue,
899         };
900         let unwind = if block_data.is_cleanup {
901             Unwind::InCleanup
902         } else {
903             Unwind::To(unwind.unwrap_or_else(|| elaborator.patch.resume_block()))
904         };
905         elaborate_drop(
906             &mut elaborator,
907             *source_info,
908             Place::from(SELF_ARG),
909             (),
910             *target,
911             unwind,
912             block,
913         );
914     }
915     elaborator.patch.apply(body);
916 }
917
918 fn create_generator_drop_shim<'tcx>(
919     tcx: TyCtxt<'tcx>,
920     transform: &TransformVisitor<'tcx>,
921     gen_ty: Ty<'tcx>,
922     body: &mut Body<'tcx>,
923     drop_clean: BasicBlock,
924 ) -> Body<'tcx> {
925     let mut body = body.clone();
926     body.arg_count = 1; // make sure the resume argument is not included here
927
928     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
929
930     let mut cases = create_cases(&mut body, transform, Operation::Drop);
931
932     cases.insert(0, (UNRESUMED, drop_clean));
933
934     // The returned state and the poisoned state fall through to the default
935     // case which is just to return
936
937     insert_switch(&mut body, cases, &transform, TerminatorKind::Return);
938
939     for block in body.basic_blocks_mut() {
940         let kind = &mut block.terminator_mut().kind;
941         if let TerminatorKind::GeneratorDrop = *kind {
942             *kind = TerminatorKind::Return;
943         }
944     }
945
946     // Replace the return variable
947     body.local_decls[RETURN_PLACE] = LocalDecl::with_source_info(tcx.mk_unit(), source_info);
948
949     make_generator_state_argument_indirect(tcx, &mut body);
950
951     // Change the generator argument from &mut to *mut
952     body.local_decls[SELF_ARG] = LocalDecl::with_source_info(
953         tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut { ty: gen_ty, mutbl: hir::Mutability::Mut }),
954         source_info,
955     );
956     if tcx.sess.opts.debugging_opts.mir_emit_retag {
957         // Alias tracking must know we changed the type
958         body.basic_blocks_mut()[START_BLOCK].statements.insert(
959             0,
960             Statement {
961                 source_info,
962                 kind: StatementKind::Retag(RetagKind::Raw, Box::new(Place::from(SELF_ARG))),
963             },
964         )
965     }
966
967     // Make sure we remove dead blocks to remove
968     // unrelated code from the resume part of the function
969     simplify::remove_dead_blocks(tcx, &mut body);
970
971     dump_mir(tcx, None, "generator_drop", &0, &body, |_, _| Ok(()));
972
973     body
974 }
975
976 fn insert_term_block<'tcx>(body: &mut Body<'tcx>, kind: TerminatorKind<'tcx>) -> BasicBlock {
977     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
978     body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
979         statements: Vec::new(),
980         terminator: Some(Terminator { source_info, kind }),
981         is_cleanup: false,
982     })
983 }
984
985 fn insert_panic_block<'tcx>(
986     tcx: TyCtxt<'tcx>,
987     body: &mut Body<'tcx>,
988     message: AssertMessage<'tcx>,
989 ) -> BasicBlock {
990     let assert_block = BasicBlock::new(body.basic_blocks().len());
991     let term = TerminatorKind::Assert {
992         cond: Operand::Constant(Box::new(Constant {
993             span: body.span,
994             user_ty: None,
995             literal: ty::Const::from_bool(tcx, false).into(),
996         })),
997         expected: true,
998         msg: message,
999         target: assert_block,
1000         cleanup: None,
1001     };
1002
1003     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1004     body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1005         statements: Vec::new(),
1006         terminator: Some(Terminator { source_info, kind: term }),
1007         is_cleanup: false,
1008     });
1009
1010     assert_block
1011 }
1012
1013 fn can_return<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &Body<'tcx>, param_env: ty::ParamEnv<'tcx>) -> bool {
1014     // Returning from a function with an uninhabited return type is undefined behavior.
1015     if tcx.conservative_is_privately_uninhabited(param_env.and(body.return_ty())) {
1016         return false;
1017     }
1018
1019     // If there's a return terminator the function may return.
1020     for block in body.basic_blocks() {
1021         if let TerminatorKind::Return = block.terminator().kind {
1022             return true;
1023         }
1024     }
1025
1026     // Otherwise the function can't return.
1027     false
1028 }
1029
1030 fn can_unwind<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &Body<'tcx>) -> bool {
1031     // Nothing can unwind when landing pads are off.
1032     if tcx.sess.panic_strategy() == PanicStrategy::Abort {
1033         return false;
1034     }
1035
1036     // Unwinds can only start at certain terminators.
1037     for block in body.basic_blocks() {
1038         match block.terminator().kind {
1039             // These never unwind.
1040             TerminatorKind::Goto { .. }
1041             | TerminatorKind::SwitchInt { .. }
1042             | TerminatorKind::Abort
1043             | TerminatorKind::Return
1044             | TerminatorKind::Unreachable
1045             | TerminatorKind::GeneratorDrop
1046             | TerminatorKind::FalseEdge { .. }
1047             | TerminatorKind::FalseUnwind { .. }
1048             | TerminatorKind::InlineAsm { .. } => {}
1049
1050             // Resume will *continue* unwinding, but if there's no other unwinding terminator it
1051             // will never be reached.
1052             TerminatorKind::Resume => {}
1053
1054             TerminatorKind::Yield { .. } => {
1055                 unreachable!("`can_unwind` called before generator transform")
1056             }
1057
1058             // These may unwind.
1059             TerminatorKind::Drop { .. }
1060             | TerminatorKind::DropAndReplace { .. }
1061             | TerminatorKind::Call { .. }
1062             | TerminatorKind::Assert { .. } => return true,
1063         }
1064     }
1065
1066     // If we didn't find an unwinding terminator, the function cannot unwind.
1067     false
1068 }
1069
1070 fn create_generator_resume_function<'tcx>(
1071     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1072     transform: TransformVisitor<'tcx>,
1073     body: &mut Body<'tcx>,
1074     can_return: bool,
1075 ) {
1076     let can_unwind = can_unwind(tcx, body);
1077
1078     // Poison the generator when it unwinds
1079     if can_unwind {
1080         let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1081         let poison_block = body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1082             statements: vec![transform.set_discr(VariantIdx::new(POISONED), source_info)],
1083             terminator: Some(Terminator { source_info, kind: TerminatorKind::Resume }),
1084             is_cleanup: true,
1085         });
1086
1087         for (idx, block) in body.basic_blocks_mut().iter_enumerated_mut() {
1088             let source_info = block.terminator().source_info;
1089
1090             if let TerminatorKind::Resume = block.terminator().kind {
1091                 // An existing `Resume` terminator is redirected to jump to our dedicated
1092                 // "poisoning block" above.
1093                 if idx != poison_block {
1094                     *block.terminator_mut() = Terminator {
1095                         source_info,
1096                         kind: TerminatorKind::Goto { target: poison_block },
1097                     };
1098                 }
1099             } else if !block.is_cleanup {
1100                 // Any terminators that *can* unwind but don't have an unwind target set are also
1101                 // pointed at our poisoning block (unless they're part of the cleanup path).
1102                 if let Some(unwind @ None) = block.terminator_mut().unwind_mut() {
1103                     *unwind = Some(poison_block);
1104                 }
1105             }
1106         }
1107     }
1108
1109     let mut cases = create_cases(body, &transform, Operation::Resume);
1110
1111     use rustc_middle::mir::AssertKind::{ResumedAfterPanic, ResumedAfterReturn};
1112
1113     // Jump to the entry point on the unresumed
1114     cases.insert(0, (UNRESUMED, BasicBlock::new(0)));
1115
1116     // Panic when resumed on the returned or poisoned state
1117     let generator_kind = body.generator_kind().unwrap();
1118
1119     if can_unwind {
1120         cases.insert(
1121             1,
1122             (POISONED, insert_panic_block(tcx, body, ResumedAfterPanic(generator_kind))),
1123         );
1124     }
1125
1126     if can_return {
1127         cases.insert(
1128             1,
1129             (RETURNED, insert_panic_block(tcx, body, ResumedAfterReturn(generator_kind))),
1130         );
1131     }
1132
1133     insert_switch(body, cases, &transform, TerminatorKind::Unreachable);
1134
1135     make_generator_state_argument_indirect(tcx, body);
1136     make_generator_state_argument_pinned(tcx, body);
1137
1138     // Make sure we remove dead blocks to remove
1139     // unrelated code from the drop part of the function
1140     simplify::remove_dead_blocks(tcx, body);
1141
1142     dump_mir(tcx, None, "generator_resume", &0, body, |_, _| Ok(()));
1143 }
1144
1145 fn insert_clean_drop(body: &mut Body<'_>) -> BasicBlock {
1146     let return_block = insert_term_block(body, TerminatorKind::Return);
1147
1148     let term =
1149         TerminatorKind::Drop { place: Place::from(SELF_ARG), target: return_block, unwind: None };
1150     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1151
1152     // Create a block to destroy an unresumed generators. This can only destroy upvars.
1153     body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1154         statements: Vec::new(),
1155         terminator: Some(Terminator { source_info, kind: term }),
1156         is_cleanup: false,
1157     })
1158 }
1159
1160 /// An operation that can be performed on a generator.
1161 #[derive(PartialEq, Copy, Clone)]
1162 enum Operation {
1163     Resume,
1164     Drop,
1165 }
1166
1167 impl Operation {
1168     fn target_block(self, point: &SuspensionPoint<'_>) -> Option<BasicBlock> {
1169         match self {
1170             Operation::Resume => Some(point.resume),
1171             Operation::Drop => point.drop,
1172         }
1173     }
1174 }
1175
1176 fn create_cases<'tcx>(
1177     body: &mut Body<'tcx>,
1178     transform: &TransformVisitor<'tcx>,
1179     operation: Operation,
1180 ) -> Vec<(usize, BasicBlock)> {
1181     let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1182
1183     transform
1184         .suspension_points
1185         .iter()
1186         .filter_map(|point| {
1187             // Find the target for this suspension point, if applicable
1188             operation.target_block(point).map(|target| {
1189                 let mut statements = Vec::new();
1190
1191                 // Create StorageLive instructions for locals with live storage
1192                 for i in 0..(body.local_decls.len()) {
1193                     if i == 2 {
1194                         // The resume argument is live on function entry. Don't insert a
1195                         // `StorageLive`, or the following `Assign` will read from uninitialized
1196                         // memory.
1197                         continue;
1198                     }
1199
1200                     let l = Local::new(i);
1201                     let needs_storage_live = point.storage_liveness.contains(l)
1202                         && !transform.remap.contains_key(&l)
1203                         && !transform.always_live_locals.contains(l);
1204                     if needs_storage_live {
1205                         statements
1206                             .push(Statement { source_info, kind: StatementKind::StorageLive(l) });
1207                     }
1208                 }
1209
1210                 if operation == Operation::Resume {
1211                     // Move the resume argument to the destination place of the `Yield` terminator
1212                     let resume_arg = Local::new(2); // 0 = return, 1 = self
1213                     statements.push(Statement {
1214                         source_info,
1215                         kind: StatementKind::Assign(Box::new((
1216                             point.resume_arg,
1217                             Rvalue::Use(Operand::Move(resume_arg.into())),
1218                         ))),
1219                     });
1220                 }
1221
1222                 // Then jump to the real target
1223                 let block = body.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
1224                     statements,
1225                     terminator: Some(Terminator {
1226                         source_info,
1227                         kind: TerminatorKind::Goto { target },
1228                     }),
1229                     is_cleanup: false,
1230                 });
1231
1232                 (point.state, block)
1233             })
1234         })
1235         .collect()
1236 }
1237
1238 impl<'tcx> MirPass<'tcx> for StateTransform {
1239     fn phase_change(&self) -> Option<MirPhase> {
1240         Some(MirPhase::GeneratorLowering)
1241     }
1242
1243     fn run_pass(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &mut Body<'tcx>) {
1244         let yield_ty = if let Some(yield_ty) = body.yield_ty() {
1245             yield_ty
1246         } else {
1247             // This only applies to generators
1248             return;
1249         };
1250
1251         assert!(body.generator_drop().is_none());
1252
1253         // The first argument is the generator type passed by value
1254         let gen_ty = body.local_decls.raw[1].ty;
1255
1256         // Get the interior types and substs which typeck computed
1257         let (upvars, interior, discr_ty, movable) = match *gen_ty.kind() {
1258             ty::Generator(_, substs, movability) => {
1259                 let substs = substs.as_generator();
1260                 (
1261                     substs.upvar_tys().collect(),
1262                     substs.witness(),
1263                     substs.discr_ty(tcx),
1264                     movability == hir::Movability::Movable,
1265                 )
1266             }
1267             _ => {
1268                 tcx.sess
1269                     .delay_span_bug(body.span, &format!("unexpected generator type {}", gen_ty));
1270                 return;
1271             }
1272         };
1273
1274         // Compute GeneratorState<yield_ty, return_ty>
1275         let state_did = tcx.require_lang_item(LangItem::GeneratorState, None);
1276         let state_adt_ref = tcx.adt_def(state_did);
1277         let state_substs = tcx.intern_substs(&[yield_ty.into(), body.return_ty().into()]);
1278         let ret_ty = tcx.mk_adt(state_adt_ref, state_substs);
1279
1280         // We rename RETURN_PLACE which has type mir.return_ty to new_ret_local
1281         // RETURN_PLACE then is a fresh unused local with type ret_ty.
1282         let new_ret_local = replace_local(RETURN_PLACE, ret_ty, body, tcx);
1283
1284         // We also replace the resume argument and insert an `Assign`.
1285         // This is needed because the resume argument `_2` might be live across a `yield`, in which
1286         // case there is no `Assign` to it that the transform can turn into a store to the generator
1287         // state. After the yield the slot in the generator state would then be uninitialized.
1288         let resume_local = Local::new(2);
1289         let new_resume_local =
1290             replace_local(resume_local, body.local_decls[resume_local].ty, body, tcx);
1291
1292         // When first entering the generator, move the resume argument into its new local.
1293         let source_info = SourceInfo::outermost(body.span);
1294         let stmts = &mut body.basic_blocks_mut()[BasicBlock::new(0)].statements;
1295         stmts.insert(
1296             0,
1297             Statement {
1298                 source_info,
1299                 kind: StatementKind::Assign(Box::new((
1300                     new_resume_local.into(),
1301                     Rvalue::Use(Operand::Move(resume_local.into())),
1302                 ))),
1303             },
1304         );
1305
1306         let always_live_locals = storage::AlwaysLiveLocals::new(&body);
1307
1308         let liveness_info =
1309             locals_live_across_suspend_points(tcx, body, &always_live_locals, movable);
1310
1311         sanitize_witness(tcx, body, interior, upvars, &liveness_info.saved_locals);
1312
1313         if tcx.sess.opts.debugging_opts.validate_mir {
1314             let mut vis = EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias {
1315                 assigned_local: None,
1316                 saved_locals: &liveness_info.saved_locals,
1317                 storage_conflicts: &liveness_info.storage_conflicts,
1318             };
1319
1320             vis.visit_body(body);
1321         }
1322
1323         // Extract locals which are live across suspension point into `layout`
1324         // `remap` gives a mapping from local indices onto generator struct indices
1325         // `storage_liveness` tells us which locals have live storage at suspension points
1326         let (remap, layout, storage_liveness) = compute_layout(liveness_info, body);
1327
1328         let can_return = can_return(tcx, body, tcx.param_env(body.source.def_id()));
1329
1330         // Run the transformation which converts Places from Local to generator struct
1331         // accesses for locals in `remap`.
1332         // It also rewrites `return x` and `yield y` as writing a new generator state and returning
1333         // GeneratorState::Complete(x) and GeneratorState::Yielded(y) respectively.
1334         let mut transform = TransformVisitor {
1335             tcx,
1336             state_adt_ref,
1337             state_substs,
1338             remap,
1339             storage_liveness,
1340             always_live_locals,
1341             suspension_points: Vec::new(),
1342             new_ret_local,
1343             discr_ty,
1344         };
1345         transform.visit_body(body);
1346
1347         // Update our MIR struct to reflect the changes we've made
1348         body.arg_count = 2; // self, resume arg
1349         body.spread_arg = None;
1350
1351         body.generator.as_mut().unwrap().yield_ty = None;
1352         body.generator.as_mut().unwrap().generator_layout = Some(layout);
1353
1354         // Insert `drop(generator_struct)` which is used to drop upvars for generators in
1355         // the unresumed state.
1356         // This is expanded to a drop ladder in `elaborate_generator_drops`.
1357         let drop_clean = insert_clean_drop(body);
1358
1359         dump_mir(tcx, None, "generator_pre-elab", &0, body, |_, _| Ok(()));
1360
1361         // Expand `drop(generator_struct)` to a drop ladder which destroys upvars.
1362         // If any upvars are moved out of, drop elaboration will handle upvar destruction.
1363         // However we need to also elaborate the code generated by `insert_clean_drop`.
1364         elaborate_generator_drops(tcx, body);
1365
1366         dump_mir(tcx, None, "generator_post-transform", &0, body, |_, _| Ok(()));
1367
1368         // Create a copy of our MIR and use it to create the drop shim for the generator
1369         let drop_shim = create_generator_drop_shim(tcx, &transform, gen_ty, body, drop_clean);
1370
1371         body.generator.as_mut().unwrap().generator_drop = Some(drop_shim);
1372
1373         // Create the Generator::resume function
1374         create_generator_resume_function(tcx, transform, body, can_return);
1375     }
1376 }
1377
1378 /// Looks for any assignments between locals (e.g., `_4 = _5`) that will both be converted to fields
1379 /// in the generator state machine but whose storage is not marked as conflicting
1380 ///
1381 /// Validation needs to happen immediately *before* `TransformVisitor` is invoked, not after.
1382 ///
1383 /// This condition would arise when the assignment is the last use of `_5` but the initial
1384 /// definition of `_4` if we weren't extra careful to mark all locals used inside a statement as
1385 /// conflicting. Non-conflicting generator saved locals may be stored at the same location within
1386 /// the generator state machine, which would result in ill-formed MIR: the left-hand and right-hand
1387 /// sides of an assignment may not alias. This caused a miscompilation in [#73137].
1388 ///
1389 /// [#73137]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/73137
1390 struct EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias<'a> {
1391     saved_locals: &'a GeneratorSavedLocals,
1392     storage_conflicts: &'a BitMatrix<GeneratorSavedLocal, GeneratorSavedLocal>,
1393     assigned_local: Option<GeneratorSavedLocal>,
1394 }
1395
1396 impl EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias<'_> {
1397     fn saved_local_for_direct_place(&self, place: Place<'_>) -> Option<GeneratorSavedLocal> {
1398         if place.is_indirect() {
1399             return None;
1400         }
1401
1402         self.saved_locals.get(place.local)
1403     }
1404
1405     fn check_assigned_place(&mut self, place: Place<'_>, f: impl FnOnce(&mut Self)) {
1406         if let Some(assigned_local) = self.saved_local_for_direct_place(place) {
1407             assert!(self.assigned_local.is_none(), "`check_assigned_place` must not recurse");
1408
1409             self.assigned_local = Some(assigned_local);
1410             f(self);
1411             self.assigned_local = None;
1412         }
1413     }
1414 }
1415
1416 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for EnsureGeneratorFieldAssignmentsNeverAlias<'_> {
1417     fn visit_place(&mut self, place: &Place<'tcx>, context: PlaceContext, location: Location) {
1418         let lhs = match self.assigned_local {
1419             Some(l) => l,
1420             None => {
1421                 // This visitor only invokes `visit_place` for the right-hand side of an assignment
1422                 // and only after setting `self.assigned_local`. However, the default impl of
1423                 // `Visitor::super_body` may call `visit_place` with a `NonUseContext` for places
1424                 // with debuginfo. Ignore them here.
1425                 assert!(!context.is_use());
1426                 return;
1427             }
1428         };
1429
1430         let rhs = match self.saved_local_for_direct_place(*place) {
1431             Some(l) => l,
1432             None => return,
1433         };
1434
1435         if !self.storage_conflicts.contains(lhs, rhs) {
1436             bug!(
1437                 "Assignment between generator saved locals whose storage is not \
1438                     marked as conflicting: {:?}: {:?} = {:?}",
1439                 location,
1440                 lhs,
1441                 rhs,
1442             );
1443         }
1444     }
1445
1446     fn visit_statement(&mut self, statement: &Statement<'tcx>, location: Location) {
1447         match &statement.kind {
1448             StatementKind::Assign(box (lhs, rhs)) => {
1449                 self.check_assigned_place(*lhs, |this| this.visit_rvalue(rhs, location));
1450             }
1451
1452             StatementKind::FakeRead(..)
1453             | StatementKind::SetDiscriminant { .. }
1454             | StatementKind::StorageLive(_)
1455             | StatementKind::StorageDead(_)
1456             | StatementKind::Retag(..)
1457             | StatementKind::AscribeUserType(..)
1458             | StatementKind::Coverage(..)
1459             | StatementKind::CopyNonOverlapping(..)
1460             | StatementKind::Nop => {}
1461         }
1462     }
1463
1464     fn visit_terminator(&mut self, terminator: &Terminator<'tcx>, location: Location) {
1465         // Checking for aliasing in terminators is probably overkill, but until we have actual
1466         // semantics, we should be conservative here.
1467         match &terminator.kind {
1468             TerminatorKind::Call {
1469                 func,
1470                 args,
1471                 destination: Some((dest, _)),
1472                 cleanup: _,
1473                 from_hir_call: _,
1474                 fn_span: _,
1475             } => {
1476                 self.check_assigned_place(*dest, |this| {
1477                     this.visit_operand(func, location);
1478                     for arg in args {
1479                         this.visit_operand(arg, location);
1480                     }
1481                 });
1482             }
1483
1484             TerminatorKind::Yield { value, resume: _, resume_arg, drop: _ } => {
1485                 self.check_assigned_place(*resume_arg, |this| this.visit_operand(value, location));
1486             }
1487
1488             // FIXME: Does `asm!` have any aliasing requirements?
1489             TerminatorKind::InlineAsm { .. } => {}
1490
1491             TerminatorKind::Call { .. }
1492             | TerminatorKind::Goto { .. }
1493             | TerminatorKind::SwitchInt { .. }
1494             | TerminatorKind::Resume
1495             | TerminatorKind::Abort
1496             | TerminatorKind::Return
1497             | TerminatorKind::Unreachable
1498             | TerminatorKind::Drop { .. }
1499             | TerminatorKind::DropAndReplace { .. }
1500             | TerminatorKind::Assert { .. }
1501             | TerminatorKind::GeneratorDrop
1502             | TerminatorKind::FalseEdge { .. }
1503             | TerminatorKind::FalseUnwind { .. } => {}
1504         }
1505     }
1506 }