]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/mem_categorization.rs
run EndRegion when unwinding otherwise-empty scopes
[rust.git] / src / librustc / middle / mem_categorization.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! # Categorization
12 //!
13 //! The job of the categorization module is to analyze an expression to
14 //! determine what kind of memory is used in evaluating it (for example,
15 //! where dereferences occur and what kind of pointer is dereferenced;
16 //! whether the memory is mutable; etc)
17 //!
18 //! Categorization effectively transforms all of our expressions into
19 //! expressions of the following forms (the actual enum has many more
20 //! possibilities, naturally, but they are all variants of these base
21 //! forms):
22 //!
23 //!     E = rvalue    // some computed rvalue
24 //!       | x         // address of a local variable or argument
25 //!       | *E        // deref of a ptr
26 //!       | E.comp    // access to an interior component
27 //!
28 //! Imagine a routine ToAddr(Expr) that evaluates an expression and returns an
29 //! address where the result is to be found.  If Expr is an lvalue, then this
30 //! is the address of the lvalue.  If Expr is an rvalue, this is the address of
31 //! some temporary spot in memory where the result is stored.
32 //!
33 //! Now, cat_expr() classifies the expression Expr and the address A=ToAddr(Expr)
34 //! as follows:
35 //!
36 //! - cat: what kind of expression was this?  This is a subset of the
37 //!   full expression forms which only includes those that we care about
38 //!   for the purpose of the analysis.
39 //! - mutbl: mutability of the address A
40 //! - ty: the type of data found at the address A
41 //!
42 //! The resulting categorization tree differs somewhat from the expressions
43 //! themselves.  For example, auto-derefs are explicit.  Also, an index a[b] is
44 //! decomposed into two operations: a dereference to reach the array data and
45 //! then an index to jump forward to the relevant item.
46 //!
47 //! ## By-reference upvars
48 //!
49 //! One part of the translation which may be non-obvious is that we translate
50 //! closure upvars into the dereference of a borrowed pointer; this more closely
51 //! resembles the runtime translation. So, for example, if we had:
52 //!
53 //!     let mut x = 3;
54 //!     let y = 5;
55 //!     let inc = || x += y;
56 //!
57 //! Then when we categorize `x` (*within* the closure) we would yield a
58 //! result of `*x'`, effectively, where `x'` is a `Categorization::Upvar` reference
59 //! tied to `x`. The type of `x'` will be a borrowed pointer.
60
61 #![allow(non_camel_case_types)]
62
63 pub use self::PointerKind::*;
64 pub use self::InteriorKind::*;
65 pub use self::FieldName::*;
66 pub use self::MutabilityCategory::*;
67 pub use self::AliasableReason::*;
68 pub use self::Note::*;
69
70 use self::Aliasability::*;
71
72 use middle::region;
73 use hir::def_id::{DefId, DefIndex};
74 use hir::map as hir_map;
75 use infer::InferCtxt;
76 use hir::def::{Def, CtorKind};
77 use ty::adjustment;
78 use ty::{self, Ty, TyCtxt};
79 use ty::fold::TypeFoldable;
80
81 use hir::{MutImmutable, MutMutable, PatKind};
82 use hir::pat_util::EnumerateAndAdjustIterator;
83 use hir;
84 use syntax::ast;
85 use syntax_pos::Span;
86
87 use std::fmt;
88 use std::rc::Rc;
89
90 #[derive(Clone, PartialEq)]
91 pub enum Categorization<'tcx> {
92     Rvalue(ty::Region<'tcx>),              // temporary val, argument is its scope
93     StaticItem,
94     Upvar(Upvar),                          // upvar referenced by closure env
95     Local(ast::NodeId),                    // local variable
96     Deref(cmt<'tcx>, PointerKind<'tcx>),   // deref of a ptr
97     Interior(cmt<'tcx>, InteriorKind),     // something interior: field, tuple, etc
98     Downcast(cmt<'tcx>, DefId),            // selects a particular enum variant (*1)
99
100     // (*1) downcast is only required if the enum has more than one variant
101 }
102
103 // Represents any kind of upvar
104 #[derive(Clone, Copy, PartialEq)]
105 pub struct Upvar {
106     pub id: ty::UpvarId,
107     pub kind: ty::ClosureKind
108 }
109
110 // different kinds of pointers:
111 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
112 pub enum PointerKind<'tcx> {
113     /// `Box<T>`
114     Unique,
115
116     /// `&T`
117     BorrowedPtr(ty::BorrowKind, ty::Region<'tcx>),
118
119     /// `*T`
120     UnsafePtr(hir::Mutability),
121
122     /// Implicit deref of the `&T` that results from an overloaded index `[]`.
123     Implicit(ty::BorrowKind, ty::Region<'tcx>),
124 }
125
126 // We use the term "interior" to mean "something reachable from the
127 // base without a pointer dereference", e.g. a field
128 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
129 pub enum InteriorKind {
130     InteriorField(FieldName),
131     InteriorElement(InteriorOffsetKind),
132 }
133
134 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
135 pub enum FieldName {
136     NamedField(ast::Name),
137     PositionalField(usize)
138 }
139
140 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
141 pub enum InteriorOffsetKind {
142     Index,            // e.g. `array_expr[index_expr]`
143     Pattern,          // e.g. `fn foo([_, a, _, _]: [A; 4]) { ... }`
144 }
145
146 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
147 pub enum MutabilityCategory {
148     McImmutable, // Immutable.
149     McDeclared,  // Directly declared as mutable.
150     McInherited, // Inherited from the fact that owner is mutable.
151 }
152
153 // A note about the provenance of a `cmt`.  This is used for
154 // special-case handling of upvars such as mutability inference.
155 // Upvar categorization can generate a variable number of nested
156 // derefs.  The note allows detecting them without deep pattern
157 // matching on the categorization.
158 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Debug)]
159 pub enum Note {
160     NoteClosureEnv(ty::UpvarId), // Deref through closure env
161     NoteUpvarRef(ty::UpvarId),   // Deref through by-ref upvar
162     NoteNone                     // Nothing special
163 }
164
165 // `cmt`: "Category, Mutability, and Type".
166 //
167 // a complete categorization of a value indicating where it originated
168 // and how it is located, as well as the mutability of the memory in
169 // which the value is stored.
170 //
171 // *WARNING* The field `cmt.type` is NOT necessarily the same as the
172 // result of `node_id_to_type(cmt.id)`. This is because the `id` is
173 // always the `id` of the node producing the type; in an expression
174 // like `*x`, the type of this deref node is the deref'd type (`T`),
175 // but in a pattern like `@x`, the `@x` pattern is again a
176 // dereference, but its type is the type *before* the dereference
177 // (`@T`). So use `cmt.ty` to find the type of the value in a consistent
178 // fashion. For more details, see the method `cat_pattern`
179 #[derive(Clone, PartialEq)]
180 pub struct cmt_<'tcx> {
181     pub id: ast::NodeId,           // id of expr/pat producing this value
182     pub span: Span,                // span of same expr/pat
183     pub cat: Categorization<'tcx>, // categorization of expr
184     pub mutbl: MutabilityCategory, // mutability of expr as lvalue
185     pub ty: Ty<'tcx>,              // type of the expr (*see WARNING above*)
186     pub note: Note,                // Note about the provenance of this cmt
187 }
188
189 pub type cmt<'tcx> = Rc<cmt_<'tcx>>;
190
191 pub enum ImmutabilityBlame<'tcx> {
192     ImmLocal(ast::NodeId),
193     ClosureEnv(DefIndex),
194     LocalDeref(ast::NodeId),
195     AdtFieldDeref(&'tcx ty::AdtDef, &'tcx ty::FieldDef)
196 }
197
198 impl<'tcx> cmt_<'tcx> {
199     fn resolve_field(&self, field_name: FieldName) -> Option<(&'tcx ty::AdtDef, &'tcx ty::FieldDef)>
200     {
201         let adt_def = match self.ty.sty {
202             ty::TyAdt(def, _) => def,
203             ty::TyTuple(..) => return None,
204             // closures get `Categorization::Upvar` rather than `Categorization::Interior`
205             _ =>  bug!("interior cmt {:?} is not an ADT", self)
206         };
207         let variant_def = match self.cat {
208             Categorization::Downcast(_, variant_did) => {
209                 adt_def.variant_with_id(variant_did)
210             }
211             _ => {
212                 assert!(adt_def.is_univariant());
213                 &adt_def.variants[0]
214             }
215         };
216         let field_def = match field_name {
217             NamedField(name) => variant_def.field_named(name),
218             PositionalField(idx) => &variant_def.fields[idx]
219         };
220         Some((adt_def, field_def))
221     }
222
223     pub fn immutability_blame(&self) -> Option<ImmutabilityBlame<'tcx>> {
224         match self.cat {
225             Categorization::Deref(ref base_cmt, BorrowedPtr(ty::ImmBorrow, _)) |
226             Categorization::Deref(ref base_cmt, Implicit(ty::ImmBorrow, _)) => {
227                 // try to figure out where the immutable reference came from
228                 match base_cmt.cat {
229                     Categorization::Local(node_id) =>
230                         Some(ImmutabilityBlame::LocalDeref(node_id)),
231                     Categorization::Interior(ref base_cmt, InteriorField(field_name)) => {
232                         base_cmt.resolve_field(field_name).map(|(adt_def, field_def)| {
233                             ImmutabilityBlame::AdtFieldDeref(adt_def, field_def)
234                         })
235                     }
236                     Categorization::Upvar(Upvar { id, .. }) => {
237                         if let NoteClosureEnv(..) = self.note {
238                             Some(ImmutabilityBlame::ClosureEnv(id.closure_expr_id))
239                         } else {
240                             None
241                         }
242                     }
243                     _ => None
244                 }
245             }
246             Categorization::Local(node_id) => {
247                 Some(ImmutabilityBlame::ImmLocal(node_id))
248             }
249             Categorization::Rvalue(..) |
250             Categorization::Upvar(..) |
251             Categorization::Deref(_, UnsafePtr(..)) => {
252                 // This should not be reachable up to inference limitations.
253                 None
254             }
255             Categorization::Interior(ref base_cmt, _) |
256             Categorization::Downcast(ref base_cmt, _) |
257             Categorization::Deref(ref base_cmt, _) => {
258                 base_cmt.immutability_blame()
259             }
260             Categorization::StaticItem => {
261                 // Do we want to do something here?
262                 None
263             }
264         }
265     }
266 }
267
268 pub trait ast_node {
269     fn id(&self) -> ast::NodeId;
270     fn span(&self) -> Span;
271 }
272
273 impl ast_node for hir::Expr {
274     fn id(&self) -> ast::NodeId { self.id }
275     fn span(&self) -> Span { self.span }
276 }
277
278 impl ast_node for hir::Pat {
279     fn id(&self) -> ast::NodeId { self.id }
280     fn span(&self) -> Span { self.span }
281 }
282
283 #[derive(Clone)]
284 pub struct MemCategorizationContext<'a, 'gcx: 'a+'tcx, 'tcx: 'a> {
285     pub tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
286     pub region_scope_tree: &'a region::ScopeTree,
287     pub tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
288     infcx: Option<&'a InferCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>>,
289 }
290
291 pub type McResult<T> = Result<T, ()>;
292
293 impl MutabilityCategory {
294     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> MutabilityCategory {
295         let ret = match m {
296             MutImmutable => McImmutable,
297             MutMutable => McDeclared
298         };
299         debug!("MutabilityCategory::{}({:?}) => {:?}",
300                "from_mutbl", m, ret);
301         ret
302     }
303
304     pub fn from_borrow_kind(borrow_kind: ty::BorrowKind) -> MutabilityCategory {
305         let ret = match borrow_kind {
306             ty::ImmBorrow => McImmutable,
307             ty::UniqueImmBorrow => McImmutable,
308             ty::MutBorrow => McDeclared,
309         };
310         debug!("MutabilityCategory::{}({:?}) => {:?}",
311                "from_borrow_kind", borrow_kind, ret);
312         ret
313     }
314
315     fn from_pointer_kind(base_mutbl: MutabilityCategory,
316                          ptr: PointerKind) -> MutabilityCategory {
317         let ret = match ptr {
318             Unique => {
319                 base_mutbl.inherit()
320             }
321             BorrowedPtr(borrow_kind, _) | Implicit(borrow_kind, _) => {
322                 MutabilityCategory::from_borrow_kind(borrow_kind)
323             }
324             UnsafePtr(m) => {
325                 MutabilityCategory::from_mutbl(m)
326             }
327         };
328         debug!("MutabilityCategory::{}({:?}, {:?}) => {:?}",
329                "from_pointer_kind", base_mutbl, ptr, ret);
330         ret
331     }
332
333     fn from_local(tcx: TyCtxt, tables: &ty::TypeckTables, id: ast::NodeId) -> MutabilityCategory {
334         let ret = match tcx.hir.get(id) {
335             hir_map::NodeBinding(p) => match p.node {
336                 PatKind::Binding(..) => {
337                     let bm = *tables.pat_binding_modes()
338                                     .get(p.hir_id)
339                                     .expect("missing binding mode");
340                     if bm == ty::BindByValue(hir::MutMutable) {
341                         McDeclared
342                     } else {
343                         McImmutable
344                     }
345                 }
346                 _ => span_bug!(p.span, "expected identifier pattern")
347             },
348             _ => span_bug!(tcx.hir.span(id), "expected identifier pattern")
349         };
350         debug!("MutabilityCategory::{}(tcx, id={:?}) => {:?}",
351                "from_local", id, ret);
352         ret
353     }
354
355     pub fn inherit(&self) -> MutabilityCategory {
356         let ret = match *self {
357             McImmutable => McImmutable,
358             McDeclared => McInherited,
359             McInherited => McInherited,
360         };
361         debug!("{:?}.inherit() => {:?}", self, ret);
362         ret
363     }
364
365     pub fn is_mutable(&self) -> bool {
366         let ret = match *self {
367             McImmutable => false,
368             McInherited => true,
369             McDeclared => true,
370         };
371         debug!("{:?}.is_mutable() => {:?}", self, ret);
372         ret
373     }
374
375     pub fn is_immutable(&self) -> bool {
376         let ret = match *self {
377             McImmutable => true,
378             McDeclared | McInherited => false
379         };
380         debug!("{:?}.is_immutable() => {:?}", self, ret);
381         ret
382     }
383
384     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
385         match *self {
386             McDeclared | McInherited => "mutable",
387             McImmutable => "immutable",
388         }
389     }
390 }
391
392 impl<'a, 'tcx> MemCategorizationContext<'a, 'tcx, 'tcx> {
393     pub fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
394                region_scope_tree: &'a region::ScopeTree,
395                tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>)
396                -> MemCategorizationContext<'a, 'tcx, 'tcx> {
397         MemCategorizationContext { tcx, region_scope_tree, tables, infcx: None }
398     }
399 }
400
401 impl<'a, 'gcx, 'tcx> MemCategorizationContext<'a, 'gcx, 'tcx> {
402     pub fn with_infer(infcx: &'a InferCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
403                       region_scope_tree: &'a region::ScopeTree,
404                       tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>)
405                       -> MemCategorizationContext<'a, 'gcx, 'tcx> {
406         MemCategorizationContext {
407             tcx: infcx.tcx,
408             region_scope_tree,
409             tables,
410             infcx: Some(infcx),
411         }
412     }
413
414     pub fn type_moves_by_default(&self,
415                                  param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
416                                  ty: Ty<'tcx>,
417                                  span: Span)
418                                  -> bool {
419         self.infcx.map(|infcx| infcx.type_moves_by_default(param_env, ty, span))
420             .or_else(|| {
421                 self.tcx.lift_to_global(&(param_env, ty)).map(|(param_env, ty)| {
422                     ty.moves_by_default(self.tcx.global_tcx(), param_env, span)
423                 })
424             })
425             .unwrap_or(true)
426     }
427
428     fn resolve_type_vars_if_possible<T>(&self, value: &T) -> T
429         where T: TypeFoldable<'tcx>
430     {
431         self.infcx.map(|infcx| infcx.resolve_type_vars_if_possible(value))
432             .unwrap_or_else(|| value.clone())
433     }
434
435     fn is_tainted_by_errors(&self) -> bool {
436         self.infcx.map_or(false, |infcx| infcx.is_tainted_by_errors())
437     }
438
439     fn resolve_type_vars_or_error(&self,
440                                   id: hir::HirId,
441                                   ty: Option<Ty<'tcx>>)
442                                   -> McResult<Ty<'tcx>> {
443         match ty {
444             Some(ty) => {
445                 let ty = self.resolve_type_vars_if_possible(&ty);
446                 if ty.references_error() || ty.is_ty_var() {
447                     debug!("resolve_type_vars_or_error: error from {:?}", ty);
448                     Err(())
449                 } else {
450                     Ok(ty)
451                 }
452             }
453             // FIXME
454             None if self.is_tainted_by_errors() => Err(()),
455             None => {
456                 let id = self.tcx.hir.definitions().find_node_for_hir_id(id);
457                 bug!("no type for node {}: {} in mem_categorization",
458                      id, self.tcx.hir.node_to_string(id));
459             }
460         }
461     }
462
463     pub fn node_ty(&self,
464                    hir_id: hir::HirId)
465                    -> McResult<Ty<'tcx>> {
466         self.resolve_type_vars_or_error(hir_id,
467                                         self.tables.node_id_to_type_opt(hir_id))
468     }
469
470     pub fn expr_ty(&self, expr: &hir::Expr) -> McResult<Ty<'tcx>> {
471         self.resolve_type_vars_or_error(expr.hir_id, self.tables.expr_ty_opt(expr))
472     }
473
474     pub fn expr_ty_adjusted(&self, expr: &hir::Expr) -> McResult<Ty<'tcx>> {
475         self.resolve_type_vars_or_error(expr.hir_id, self.tables.expr_ty_adjusted_opt(expr))
476     }
477
478     fn pat_ty(&self, pat: &hir::Pat) -> McResult<Ty<'tcx>> {
479         let base_ty = self.node_ty(pat.hir_id)?;
480         // FIXME (Issue #18207): This code detects whether we are
481         // looking at a `ref x`, and if so, figures out what the type
482         // *being borrowed* is.  But ideally we would put in a more
483         // fundamental fix to this conflated use of the node id.
484         let ret_ty = match pat.node {
485             PatKind::Binding(..) => {
486                 let bm = *self.tables
487                               .pat_binding_modes()
488                               .get(pat.hir_id)
489                               .expect("missing binding mode");
490
491                 if let ty::BindByReference(_) = bm {
492                     // a bind-by-ref means that the base_ty will be the type of the ident itself,
493                     // but what we want here is the type of the underlying value being borrowed.
494                     // So peel off one-level, turning the &T into T.
495                     match base_ty.builtin_deref(false, ty::NoPreference) {
496                         Some(t) => t.ty,
497                         None => {
498                             debug!("By-ref binding of non-derefable type {:?}", base_ty);
499                             return Err(());
500                         }
501                     }
502                 } else {
503                     base_ty
504                 }
505             }
506             _ => base_ty,
507         };
508         debug!("pat_ty(pat={:?}) base_ty={:?} ret_ty={:?}",
509                pat, base_ty, ret_ty);
510         Ok(ret_ty)
511     }
512
513     pub fn cat_expr(&self, expr: &hir::Expr) -> McResult<cmt<'tcx>> {
514         // This recursion helper avoids going through *too many*
515         // adjustments, since *only* non-overloaded deref recurses.
516         fn helper<'a, 'gcx, 'tcx>(mc: &MemCategorizationContext<'a, 'gcx, 'tcx>,
517                                   expr: &hir::Expr,
518                                   adjustments: &[adjustment::Adjustment<'tcx>])
519                                    -> McResult<cmt<'tcx>> {
520             match adjustments.split_last() {
521                 None => mc.cat_expr_unadjusted(expr),
522                 Some((adjustment, previous)) => {
523                     mc.cat_expr_adjusted_with(expr, || helper(mc, expr, previous), adjustment)
524                 }
525             }
526         }
527
528         helper(self, expr, self.tables.expr_adjustments(expr))
529     }
530
531     pub fn cat_expr_adjusted(&self, expr: &hir::Expr,
532                              previous: cmt<'tcx>,
533                              adjustment: &adjustment::Adjustment<'tcx>)
534                              -> McResult<cmt<'tcx>> {
535         self.cat_expr_adjusted_with(expr, || Ok(previous), adjustment)
536     }
537
538     fn cat_expr_adjusted_with<F>(&self, expr: &hir::Expr,
539                                  previous: F,
540                                  adjustment: &adjustment::Adjustment<'tcx>)
541                                  -> McResult<cmt<'tcx>>
542         where F: FnOnce() -> McResult<cmt<'tcx>>
543     {
544         debug!("cat_expr_adjusted_with({:?}): {:?}", adjustment, expr);
545         let target = self.resolve_type_vars_if_possible(&adjustment.target);
546         match adjustment.kind {
547             adjustment::Adjust::Deref(overloaded) => {
548                 // Equivalent to *expr or something similar.
549                 let base = if let Some(deref) = overloaded {
550                     let ref_ty = self.tcx.mk_ref(deref.region, ty::TypeAndMut {
551                         ty: target,
552                         mutbl: deref.mutbl,
553                     });
554                     self.cat_rvalue_node(expr.id, expr.span, ref_ty)
555                 } else {
556                     previous()?
557                 };
558                 self.cat_deref(expr, base, false)
559             }
560
561             adjustment::Adjust::NeverToAny |
562             adjustment::Adjust::ReifyFnPointer |
563             adjustment::Adjust::UnsafeFnPointer |
564             adjustment::Adjust::ClosureFnPointer |
565             adjustment::Adjust::MutToConstPointer |
566             adjustment::Adjust::Borrow(_) |
567             adjustment::Adjust::Unsize => {
568                 // Result is an rvalue.
569                 Ok(self.cat_rvalue_node(expr.id, expr.span, target))
570             }
571         }
572     }
573
574     pub fn cat_expr_unadjusted(&self, expr: &hir::Expr) -> McResult<cmt<'tcx>> {
575         debug!("cat_expr: id={} expr={:?}", expr.id, expr);
576
577         let expr_ty = self.expr_ty(expr)?;
578         match expr.node {
579           hir::ExprUnary(hir::UnDeref, ref e_base) => {
580             if self.tables.is_method_call(expr) {
581                 self.cat_overloaded_lvalue(expr, e_base, false)
582             } else {
583                 let base_cmt = self.cat_expr(&e_base)?;
584                 self.cat_deref(expr, base_cmt, false)
585             }
586           }
587
588           hir::ExprField(ref base, f_name) => {
589             let base_cmt = self.cat_expr(&base)?;
590             debug!("cat_expr(cat_field): id={} expr={:?} base={:?}",
591                    expr.id,
592                    expr,
593                    base_cmt);
594             Ok(self.cat_field(expr, base_cmt, f_name.node, expr_ty))
595           }
596
597           hir::ExprTupField(ref base, idx) => {
598             let base_cmt = self.cat_expr(&base)?;
599             Ok(self.cat_tup_field(expr, base_cmt, idx.node, expr_ty))
600           }
601
602           hir::ExprIndex(ref base, _) => {
603             if self.tables.is_method_call(expr) {
604                 // If this is an index implemented by a method call, then it
605                 // will include an implicit deref of the result.
606                 // The call to index() returns a `&T` value, which
607                 // is an rvalue. That is what we will be
608                 // dereferencing.
609                 self.cat_overloaded_lvalue(expr, base, true)
610             } else {
611                 let base_cmt = self.cat_expr(&base)?;
612                 self.cat_index(expr, base_cmt, expr_ty, InteriorOffsetKind::Index)
613             }
614           }
615
616           hir::ExprPath(ref qpath) => {
617             let def = self.tables.qpath_def(qpath, expr.hir_id);
618             self.cat_def(expr.id, expr.span, expr_ty, def)
619           }
620
621           hir::ExprType(ref e, _) => {
622             self.cat_expr(&e)
623           }
624
625           hir::ExprAddrOf(..) | hir::ExprCall(..) |
626           hir::ExprAssign(..) | hir::ExprAssignOp(..) |
627           hir::ExprClosure(..) | hir::ExprRet(..) |
628           hir::ExprUnary(..) | hir::ExprYield(..) |
629           hir::ExprMethodCall(..) | hir::ExprCast(..) |
630           hir::ExprArray(..) | hir::ExprTup(..) | hir::ExprIf(..) |
631           hir::ExprBinary(..) | hir::ExprWhile(..) |
632           hir::ExprBlock(..) | hir::ExprLoop(..) | hir::ExprMatch(..) |
633           hir::ExprLit(..) | hir::ExprBreak(..) |
634           hir::ExprAgain(..) | hir::ExprStruct(..) | hir::ExprRepeat(..) |
635           hir::ExprInlineAsm(..) | hir::ExprBox(..) => {
636             Ok(self.cat_rvalue_node(expr.id(), expr.span(), expr_ty))
637           }
638         }
639     }
640
641     pub fn cat_def(&self,
642                    id: ast::NodeId,
643                    span: Span,
644                    expr_ty: Ty<'tcx>,
645                    def: Def)
646                    -> McResult<cmt<'tcx>> {
647         debug!("cat_def: id={} expr={:?} def={:?}",
648                id, expr_ty, def);
649
650         match def {
651           Def::StructCtor(..) | Def::VariantCtor(..) | Def::Const(..) |
652           Def::AssociatedConst(..) | Def::Fn(..) | Def::Method(..) => {
653                 Ok(self.cat_rvalue_node(id, span, expr_ty))
654           }
655
656           Def::Static(def_id, mutbl) => {
657             // `#[thread_local]` statics may not outlive the current function.
658             for attr in &self.tcx.get_attrs(def_id)[..] {
659                 if attr.check_name("thread_local") {
660                     return Ok(self.cat_rvalue_node(id, span, expr_ty));
661                 }
662             }
663               Ok(Rc::new(cmt_ {
664                   id:id,
665                   span:span,
666                   cat:Categorization::StaticItem,
667                   mutbl: if mutbl { McDeclared } else { McImmutable},
668                   ty:expr_ty,
669                   note: NoteNone
670               }))
671           }
672
673           Def::Upvar(var_id, _, fn_node_id) => {
674               self.cat_upvar(id, span, var_id, fn_node_id)
675           }
676
677           Def::Local(vid) => {
678             Ok(Rc::new(cmt_ {
679                 id,
680                 span,
681                 cat: Categorization::Local(vid),
682                 mutbl: MutabilityCategory::from_local(self.tcx, self.tables, vid),
683                 ty: expr_ty,
684                 note: NoteNone
685             }))
686           }
687
688           def => span_bug!(span, "unexpected definition in memory categorization: {:?}", def)
689         }
690     }
691
692     // Categorize an upvar, complete with invisible derefs of closure
693     // environment and upvar reference as appropriate.
694     fn cat_upvar(&self,
695                  id: ast::NodeId,
696                  span: Span,
697                  var_id: ast::NodeId,
698                  fn_node_id: ast::NodeId)
699                  -> McResult<cmt<'tcx>>
700     {
701         let fn_hir_id = self.tcx.hir.node_to_hir_id(fn_node_id);
702
703         // An upvar can have up to 3 components. We translate first to a
704         // `Categorization::Upvar`, which is itself a fiction -- it represents the reference to the
705         // field from the environment.
706         //
707         // `Categorization::Upvar`.  Next, we add a deref through the implicit
708         // environment pointer with an anonymous free region 'env and
709         // appropriate borrow kind for closure kinds that take self by
710         // reference.  Finally, if the upvar was captured
711         // by-reference, we add a deref through that reference.  The
712         // region of this reference is an inference variable 'up that
713         // was previously generated and recorded in the upvar borrow
714         // map.  The borrow kind bk is inferred by based on how the
715         // upvar is used.
716         //
717         // This results in the following table for concrete closure
718         // types:
719         //
720         //                | move                 | ref
721         // ---------------+----------------------+-------------------------------
722         // Fn             | copied -> &'env      | upvar -> &'env -> &'up bk
723         // FnMut          | copied -> &'env mut  | upvar -> &'env mut -> &'up bk
724         // FnOnce         | copied               | upvar -> &'up bk
725
726         let kind = match self.node_ty(fn_hir_id)?.sty {
727             ty::TyGenerator(..) => ty::ClosureKind::FnOnce,
728             _ => {
729                 match self.tables.closure_kinds().get(fn_hir_id) {
730                     Some(&(kind, _)) => kind,
731                     None => span_bug!(span, "missing closure kind"),
732                 }
733             }
734         };
735
736         let closure_expr_def_index = self.tcx.hir.local_def_id(fn_node_id).index;
737         let var_hir_id = self.tcx.hir.node_to_hir_id(var_id);
738         let upvar_id = ty::UpvarId {
739             var_id: var_hir_id,
740             closure_expr_id: closure_expr_def_index
741         };
742
743         let var_ty = self.node_ty(var_hir_id)?;
744
745         // Mutability of original variable itself
746         let var_mutbl = MutabilityCategory::from_local(self.tcx, self.tables, var_id);
747
748         // Construct the upvar. This represents access to the field
749         // from the environment (perhaps we should eventually desugar
750         // this field further, but it will do for now).
751         let cmt_result = cmt_ {
752             id,
753             span,
754             cat: Categorization::Upvar(Upvar {id: upvar_id, kind: kind}),
755             mutbl: var_mutbl,
756             ty: var_ty,
757             note: NoteNone
758         };
759
760         // If this is a `FnMut` or `Fn` closure, then the above is
761         // conceptually a `&mut` or `&` reference, so we have to add a
762         // deref.
763         let cmt_result = match kind {
764             ty::ClosureKind::FnOnce => {
765                 cmt_result
766             }
767             ty::ClosureKind::FnMut => {
768                 self.env_deref(id, span, upvar_id, var_mutbl, ty::MutBorrow, cmt_result)
769             }
770             ty::ClosureKind::Fn => {
771                 self.env_deref(id, span, upvar_id, var_mutbl, ty::ImmBorrow, cmt_result)
772             }
773         };
774
775         // If this is a by-ref capture, then the upvar we loaded is
776         // actually a reference, so we have to add an implicit deref
777         // for that.
778         let upvar_capture = self.tables.upvar_capture(upvar_id);
779         let cmt_result = match upvar_capture {
780             ty::UpvarCapture::ByValue => {
781                 cmt_result
782             }
783             ty::UpvarCapture::ByRef(upvar_borrow) => {
784                 let ptr = BorrowedPtr(upvar_borrow.kind, upvar_borrow.region);
785                 cmt_ {
786                     id,
787                     span,
788                     cat: Categorization::Deref(Rc::new(cmt_result), ptr),
789                     mutbl: MutabilityCategory::from_borrow_kind(upvar_borrow.kind),
790                     ty: var_ty,
791                     note: NoteUpvarRef(upvar_id)
792                 }
793             }
794         };
795
796         let ret = Rc::new(cmt_result);
797         debug!("cat_upvar ret={:?}", ret);
798         Ok(ret)
799     }
800
801     fn env_deref(&self,
802                  id: ast::NodeId,
803                  span: Span,
804                  upvar_id: ty::UpvarId,
805                  upvar_mutbl: MutabilityCategory,
806                  env_borrow_kind: ty::BorrowKind,
807                  cmt_result: cmt_<'tcx>)
808                  -> cmt_<'tcx>
809     {
810         // Region of environment pointer
811         let env_region = self.tcx.mk_region(ty::ReFree(ty::FreeRegion {
812             // The environment of a closure is guaranteed to
813             // outlive any bindings introduced in the body of the
814             // closure itself.
815             scope: DefId::local(upvar_id.closure_expr_id),
816             bound_region: ty::BrEnv
817         }));
818
819         let env_ptr = BorrowedPtr(env_borrow_kind, env_region);
820
821         let var_ty = cmt_result.ty;
822
823         // We need to add the env deref.  This means
824         // that the above is actually immutable and
825         // has a ref type.  However, nothing should
826         // actually look at the type, so we can get
827         // away with stuffing a `TyError` in there
828         // instead of bothering to construct a proper
829         // one.
830         let cmt_result = cmt_ {
831             mutbl: McImmutable,
832             ty: self.tcx.types.err,
833             ..cmt_result
834         };
835
836         let mut deref_mutbl = MutabilityCategory::from_borrow_kind(env_borrow_kind);
837
838         // Issue #18335. If variable is declared as immutable, override the
839         // mutability from the environment and substitute an `&T` anyway.
840         match upvar_mutbl {
841             McImmutable => { deref_mutbl = McImmutable; }
842             McDeclared | McInherited => { }
843         }
844
845         let ret = cmt_ {
846             id,
847             span,
848             cat: Categorization::Deref(Rc::new(cmt_result), env_ptr),
849             mutbl: deref_mutbl,
850             ty: var_ty,
851             note: NoteClosureEnv(upvar_id)
852         };
853
854         debug!("env_deref ret {:?}", ret);
855
856         ret
857     }
858
859     /// Returns the lifetime of a temporary created by expr with id `id`.
860     /// This could be `'static` if `id` is part of a constant expression.
861     pub fn temporary_scope(&self, id: hir::ItemLocalId) -> ty::Region<'tcx> {
862         let scope = self.region_scope_tree.temporary_scope(id);
863         self.tcx.mk_region(match scope {
864             Some(scope) => ty::ReScope(scope),
865             None => ty::ReStatic
866         })
867     }
868
869     pub fn cat_rvalue_node(&self,
870                            id: ast::NodeId,
871                            span: Span,
872                            expr_ty: Ty<'tcx>)
873                            -> cmt<'tcx> {
874         let promotable = self.tcx.rvalue_promotable_to_static.borrow().get(&id).cloned()
875                                    .unwrap_or(false);
876
877         // Always promote `[T; 0]` (even when e.g. borrowed mutably).
878         let promotable = match expr_ty.sty {
879             ty::TyArray(_, len) if
880                 len.val.to_const_int().and_then(|i| i.to_u64()) == Some(0) => true,
881             _ => promotable,
882         };
883
884         // Compute maximum lifetime of this rvalue. This is 'static if
885         // we can promote to a constant, otherwise equal to enclosing temp
886         // lifetime.
887         let re = if promotable {
888             self.tcx.types.re_static
889         } else {
890             self.temporary_scope(self.tcx.hir.node_to_hir_id(id).local_id)
891         };
892         let ret = self.cat_rvalue(id, span, re, expr_ty);
893         debug!("cat_rvalue_node ret {:?}", ret);
894         ret
895     }
896
897     pub fn cat_rvalue(&self,
898                       cmt_id: ast::NodeId,
899                       span: Span,
900                       temp_scope: ty::Region<'tcx>,
901                       expr_ty: Ty<'tcx>) -> cmt<'tcx> {
902         let ret = Rc::new(cmt_ {
903             id:cmt_id,
904             span:span,
905             cat:Categorization::Rvalue(temp_scope),
906             mutbl:McDeclared,
907             ty:expr_ty,
908             note: NoteNone
909         });
910         debug!("cat_rvalue ret {:?}", ret);
911         ret
912     }
913
914     pub fn cat_field<N:ast_node>(&self,
915                                  node: &N,
916                                  base_cmt: cmt<'tcx>,
917                                  f_name: ast::Name,
918                                  f_ty: Ty<'tcx>)
919                                  -> cmt<'tcx> {
920         let ret = Rc::new(cmt_ {
921             id: node.id(),
922             span: node.span(),
923             mutbl: base_cmt.mutbl.inherit(),
924             cat: Categorization::Interior(base_cmt, InteriorField(NamedField(f_name))),
925             ty: f_ty,
926             note: NoteNone
927         });
928         debug!("cat_field ret {:?}", ret);
929         ret
930     }
931
932     pub fn cat_tup_field<N:ast_node>(&self,
933                                      node: &N,
934                                      base_cmt: cmt<'tcx>,
935                                      f_idx: usize,
936                                      f_ty: Ty<'tcx>)
937                                      -> cmt<'tcx> {
938         let ret = Rc::new(cmt_ {
939             id: node.id(),
940             span: node.span(),
941             mutbl: base_cmt.mutbl.inherit(),
942             cat: Categorization::Interior(base_cmt, InteriorField(PositionalField(f_idx))),
943             ty: f_ty,
944             note: NoteNone
945         });
946         debug!("cat_tup_field ret {:?}", ret);
947         ret
948     }
949
950     fn cat_overloaded_lvalue(&self,
951                              expr: &hir::Expr,
952                              base: &hir::Expr,
953                              implicit: bool)
954                              -> McResult<cmt<'tcx>> {
955         debug!("cat_overloaded_lvalue: implicit={}", implicit);
956
957         // Reconstruct the output assuming it's a reference with the
958         // same region and mutability as the receiver. This holds for
959         // `Deref(Mut)::Deref(_mut)` and `Index(Mut)::index(_mut)`.
960         let lvalue_ty = self.expr_ty(expr)?;
961         let base_ty = self.expr_ty_adjusted(base)?;
962
963         let (region, mutbl) = match base_ty.sty {
964             ty::TyRef(region, mt) => (region, mt.mutbl),
965             _ => {
966                 span_bug!(expr.span, "cat_overloaded_lvalue: base is not a reference")
967             }
968         };
969         let ref_ty = self.tcx.mk_ref(region, ty::TypeAndMut {
970             ty: lvalue_ty,
971             mutbl,
972         });
973
974         let base_cmt = self.cat_rvalue_node(expr.id, expr.span, ref_ty);
975         self.cat_deref(expr, base_cmt, implicit)
976     }
977
978     pub fn cat_deref<N:ast_node>(&self,
979                                  node: &N,
980                                  base_cmt: cmt<'tcx>,
981                                  implicit: bool)
982                                  -> McResult<cmt<'tcx>> {
983         debug!("cat_deref: base_cmt={:?}", base_cmt);
984
985         let base_cmt_ty = base_cmt.ty;
986         let deref_ty = match base_cmt_ty.builtin_deref(true, ty::NoPreference) {
987             Some(mt) => mt.ty,
988             None => {
989                 debug!("Explicit deref of non-derefable type: {:?}",
990                        base_cmt_ty);
991                 return Err(());
992             }
993         };
994
995         let ptr = match base_cmt.ty.sty {
996             ty::TyAdt(def, ..) if def.is_box() => Unique,
997             ty::TyRawPtr(ref mt) => UnsafePtr(mt.mutbl),
998             ty::TyRef(r, mt) => {
999                 let bk = ty::BorrowKind::from_mutbl(mt.mutbl);
1000                 if implicit { Implicit(bk, r) } else { BorrowedPtr(bk, r) }
1001             }
1002             ref ty => bug!("unexpected type in cat_deref: {:?}", ty)
1003         };
1004         let ret = Rc::new(cmt_ {
1005             id: node.id(),
1006             span: node.span(),
1007             // For unique ptrs, we inherit mutability from the owning reference.
1008             mutbl: MutabilityCategory::from_pointer_kind(base_cmt.mutbl, ptr),
1009             cat: Categorization::Deref(base_cmt, ptr),
1010             ty: deref_ty,
1011             note: NoteNone
1012         });
1013         debug!("cat_deref ret {:?}", ret);
1014         Ok(ret)
1015     }
1016
1017     fn cat_index<N:ast_node>(&self,
1018                              elt: &N,
1019                              base_cmt: cmt<'tcx>,
1020                              element_ty: Ty<'tcx>,
1021                              context: InteriorOffsetKind)
1022                              -> McResult<cmt<'tcx>> {
1023         //! Creates a cmt for an indexing operation (`[]`).
1024         //!
1025         //! One subtle aspect of indexing that may not be
1026         //! immediately obvious: for anything other than a fixed-length
1027         //! vector, an operation like `x[y]` actually consists of two
1028         //! disjoint (from the point of view of borrowck) operations.
1029         //! The first is a deref of `x` to create a pointer `p` that points
1030         //! at the first element in the array. The second operation is
1031         //! an index which adds `y*sizeof(T)` to `p` to obtain the
1032         //! pointer to `x[y]`. `cat_index` will produce a resulting
1033         //! cmt containing both this deref and the indexing,
1034         //! presuming that `base_cmt` is not of fixed-length type.
1035         //!
1036         //! # Parameters
1037         //! - `elt`: the AST node being indexed
1038         //! - `base_cmt`: the cmt of `elt`
1039
1040         let interior_elem = InteriorElement(context);
1041         let ret =
1042             self.cat_imm_interior(elt, base_cmt, element_ty, interior_elem);
1043         debug!("cat_index ret {:?}", ret);
1044         return Ok(ret);
1045     }
1046
1047     pub fn cat_imm_interior<N:ast_node>(&self,
1048                                         node: &N,
1049                                         base_cmt: cmt<'tcx>,
1050                                         interior_ty: Ty<'tcx>,
1051                                         interior: InteriorKind)
1052                                         -> cmt<'tcx> {
1053         let ret = Rc::new(cmt_ {
1054             id: node.id(),
1055             span: node.span(),
1056             mutbl: base_cmt.mutbl.inherit(),
1057             cat: Categorization::Interior(base_cmt, interior),
1058             ty: interior_ty,
1059             note: NoteNone
1060         });
1061         debug!("cat_imm_interior ret={:?}", ret);
1062         ret
1063     }
1064
1065     pub fn cat_downcast_if_needed<N:ast_node>(&self,
1066                                               node: &N,
1067                                               base_cmt: cmt<'tcx>,
1068                                               variant_did: DefId)
1069                                               -> cmt<'tcx> {
1070         // univariant enums do not need downcasts
1071         let base_did = self.tcx.parent_def_id(variant_did).unwrap();
1072         if !self.tcx.adt_def(base_did).is_univariant() {
1073             let base_ty = base_cmt.ty;
1074             let ret = Rc::new(cmt_ {
1075                 id: node.id(),
1076                 span: node.span(),
1077                 mutbl: base_cmt.mutbl.inherit(),
1078                 cat: Categorization::Downcast(base_cmt, variant_did),
1079                 ty: base_ty,
1080                 note: NoteNone
1081             });
1082             debug!("cat_downcast ret={:?}", ret);
1083             ret
1084         } else {
1085             debug!("cat_downcast univariant={:?}", base_cmt);
1086             base_cmt
1087         }
1088     }
1089
1090     pub fn cat_pattern<F>(&self, cmt: cmt<'tcx>, pat: &hir::Pat, mut op: F) -> McResult<()>
1091         where F: FnMut(cmt<'tcx>, &hir::Pat),
1092     {
1093         self.cat_pattern_(cmt, pat, &mut op)
1094     }
1095
1096     // FIXME(#19596) This is a workaround, but there should be a better way to do this
1097     fn cat_pattern_<F>(&self, mut cmt: cmt<'tcx>, pat: &hir::Pat, op: &mut F) -> McResult<()>
1098         where F : FnMut(cmt<'tcx>, &hir::Pat)
1099     {
1100         // Here, `cmt` is the categorization for the value being
1101         // matched and pat is the pattern it is being matched against.
1102         //
1103         // In general, the way that this works is that we walk down
1104         // the pattern, constructing a cmt that represents the path
1105         // that will be taken to reach the value being matched.
1106         //
1107         // When we encounter named bindings, we take the cmt that has
1108         // been built up and pass it off to guarantee_valid() so that
1109         // we can be sure that the binding will remain valid for the
1110         // duration of the arm.
1111         //
1112         // (*2) There is subtlety concerning the correspondence between
1113         // pattern ids and types as compared to *expression* ids and
1114         // types. This is explained briefly. on the definition of the
1115         // type `cmt`, so go off and read what it says there, then
1116         // come back and I'll dive into a bit more detail here. :) OK,
1117         // back?
1118         //
1119         // In general, the id of the cmt should be the node that
1120         // "produces" the value---patterns aren't executable code
1121         // exactly, but I consider them to "execute" when they match a
1122         // value, and I consider them to produce the value that was
1123         // matched. So if you have something like:
1124         //
1125         //     let x = @@3;
1126         //     match x {
1127         //       @@y { ... }
1128         //     }
1129         //
1130         // In this case, the cmt and the relevant ids would be:
1131         //
1132         //     CMT             Id                  Type of Id Type of cmt
1133         //
1134         //     local(x)->@->@
1135         //     ^~~~~~~^        `x` from discr      @@int      @@int
1136         //     ^~~~~~~~~~^     `@@y` pattern node  @@int      @int
1137         //     ^~~~~~~~~~~~~^  `@y` pattern node   @int       int
1138         //
1139         // You can see that the types of the id and the cmt are in
1140         // sync in the first line, because that id is actually the id
1141         // of an expression. But once we get to pattern ids, the types
1142         // step out of sync again. So you'll see below that we always
1143         // get the type of the *subpattern* and use that.
1144
1145         debug!("cat_pattern: {:?} cmt={:?}", pat, cmt);
1146
1147         // If (pattern) adjustments are active for this pattern, adjust the `cmt` correspondingly.
1148         // `cmt`s are constructed differently from patterns. For example, in
1149         //
1150         // ```
1151         // match foo {
1152         //     &&Some(x, ) => { ... },
1153         //     _ => { ... },
1154         // }
1155         // ```
1156         //
1157         // the pattern `&&Some(x,)` is represented as `Ref { Ref { TupleStruct }}`. To build the
1158         // corresponding `cmt` we start with a `cmt` for `foo`, and then, by traversing the
1159         // pattern, try to answer the question: given the address of `foo`, how is `x` reached?
1160         //
1161         // `&&Some(x,)` `cmt_foo`
1162         //  `&Some(x,)` `deref { cmt_foo}`
1163         //   `Some(x,)` `deref { deref { cmt_foo }}`
1164         //        (x,)` `field0 { deref { deref { cmt_foo }}}` <- resulting cmt
1165         //
1166         // The above example has no adjustments. If the code were instead the (after adjustments,
1167         // equivalent) version
1168         //
1169         // ```
1170         // match foo {
1171         //     Some(x, ) => { ... },
1172         //     _ => { ... },
1173         // }
1174         // ```
1175         //
1176         // Then we see that to get the same result, we must start with `deref { deref { cmt_foo }}`
1177         // instead of `cmt_foo` since the pattern is now `Some(x,)` and not `&&Some(x,)`, even
1178         // though its assigned type is that of `&&Some(x,)`.
1179         for _ in 0..self.tables
1180                         .pat_adjustments()
1181                         .get(pat.hir_id)
1182                         .map(|v| v.len())
1183                         .unwrap_or(0) {
1184             cmt = self.cat_deref(pat, cmt, true /* implicit */)?;
1185         }
1186         let cmt = cmt; // lose mutability
1187
1188         // Invoke the callback, but only now, after the `cmt` has adjusted.
1189         //
1190         // To see that this makes sense, consider `match &Some(3) { Some(x) => { ... }}`. In that
1191         // case, the initial `cmt` will be that for `&Some(3)` and the pattern is `Some(x)`. We
1192         // don't want to call `op` with these incompatible values. As written, what happens instead
1193         // is that `op` is called with the adjusted cmt (that for `*&Some(3)`) and the pattern
1194         // `Some(x)` (which matches). Recursing once more, `*&Some(3)` and the pattern `Some(x)`
1195         // result in the cmt `Downcast<Some>(*&Some(3)).0` associated to `x` and invoke `op` with
1196         // that (where the `ref` on `x` is implied).
1197         op(cmt.clone(), pat);
1198
1199         match pat.node {
1200           PatKind::TupleStruct(ref qpath, ref subpats, ddpos) => {
1201             let def = self.tables.qpath_def(qpath, pat.hir_id);
1202             let (cmt, expected_len) = match def {
1203                 Def::Err => {
1204                     debug!("access to unresolvable pattern {:?}", pat);
1205                     return Err(())
1206                 }
1207                 Def::VariantCtor(def_id, CtorKind::Fn) => {
1208                     let enum_def = self.tcx.parent_def_id(def_id).unwrap();
1209                     (self.cat_downcast_if_needed(pat, cmt, def_id),
1210                      self.tcx.adt_def(enum_def).variant_with_id(def_id).fields.len())
1211                 }
1212                 Def::StructCtor(_, CtorKind::Fn) => {
1213                     match self.pat_ty(&pat)?.sty {
1214                         ty::TyAdt(adt_def, _) => {
1215                             (cmt, adt_def.struct_variant().fields.len())
1216                         }
1217                         ref ty => {
1218                             span_bug!(pat.span, "tuple struct pattern unexpected type {:?}", ty);
1219                         }
1220                     }
1221                 }
1222                 def => {
1223                     span_bug!(pat.span, "tuple struct pattern didn't resolve \
1224                                          to variant or struct {:?}", def);
1225                 }
1226             };
1227
1228             for (i, subpat) in subpats.iter().enumerate_and_adjust(expected_len, ddpos) {
1229                 let subpat_ty = self.pat_ty(&subpat)?; // see (*2)
1230                 let subcmt = self.cat_imm_interior(pat, cmt.clone(), subpat_ty,
1231                                                    InteriorField(PositionalField(i)));
1232                 self.cat_pattern_(subcmt, &subpat, op)?;
1233             }
1234           }
1235
1236           PatKind::Struct(ref qpath, ref field_pats, _) => {
1237             // {f1: p1, ..., fN: pN}
1238             let def = self.tables.qpath_def(qpath, pat.hir_id);
1239             let cmt = match def {
1240                 Def::Err => {
1241                     debug!("access to unresolvable pattern {:?}", pat);
1242                     return Err(())
1243                 },
1244                 Def::Variant(variant_did) |
1245                 Def::VariantCtor(variant_did, ..) => {
1246                     self.cat_downcast_if_needed(pat, cmt, variant_did)
1247                 },
1248                 _ => cmt
1249             };
1250
1251             for fp in field_pats {
1252                 let field_ty = self.pat_ty(&fp.node.pat)?; // see (*2)
1253                 let cmt_field = self.cat_field(pat, cmt.clone(), fp.node.name, field_ty);
1254                 self.cat_pattern_(cmt_field, &fp.node.pat, op)?;
1255             }
1256           }
1257
1258           PatKind::Binding(.., Some(ref subpat)) => {
1259               self.cat_pattern_(cmt, &subpat, op)?;
1260           }
1261
1262           PatKind::Tuple(ref subpats, ddpos) => {
1263             // (p1, ..., pN)
1264             let expected_len = match self.pat_ty(&pat)?.sty {
1265                 ty::TyTuple(ref tys, _) => tys.len(),
1266                 ref ty => span_bug!(pat.span, "tuple pattern unexpected type {:?}", ty),
1267             };
1268             for (i, subpat) in subpats.iter().enumerate_and_adjust(expected_len, ddpos) {
1269                 let subpat_ty = self.pat_ty(&subpat)?; // see (*2)
1270                 let subcmt = self.cat_imm_interior(pat, cmt.clone(), subpat_ty,
1271                                                    InteriorField(PositionalField(i)));
1272                 self.cat_pattern_(subcmt, &subpat, op)?;
1273             }
1274           }
1275
1276           PatKind::Box(ref subpat) | PatKind::Ref(ref subpat, _) => {
1277             // box p1, &p1, &mut p1.  we can ignore the mutability of
1278             // PatKind::Ref since that information is already contained
1279             // in the type.
1280             let subcmt = self.cat_deref(pat, cmt, false)?;
1281             self.cat_pattern_(subcmt, &subpat, op)?;
1282           }
1283
1284           PatKind::Slice(ref before, ref slice, ref after) => {
1285             let element_ty = match cmt.ty.builtin_index() {
1286                 Some(ty) => ty,
1287                 None => {
1288                     debug!("Explicit index of non-indexable type {:?}", cmt);
1289                     return Err(());
1290                 }
1291             };
1292             let context = InteriorOffsetKind::Pattern;
1293             let elt_cmt = self.cat_index(pat, cmt, element_ty, context)?;
1294             for before_pat in before {
1295                 self.cat_pattern_(elt_cmt.clone(), &before_pat, op)?;
1296             }
1297             if let Some(ref slice_pat) = *slice {
1298                 self.cat_pattern_(elt_cmt.clone(), &slice_pat, op)?;
1299             }
1300             for after_pat in after {
1301                 self.cat_pattern_(elt_cmt.clone(), &after_pat, op)?;
1302             }
1303           }
1304
1305           PatKind::Path(_) | PatKind::Binding(.., None) |
1306           PatKind::Lit(..) | PatKind::Range(..) | PatKind::Wild => {
1307             // always ok
1308           }
1309         }
1310
1311         Ok(())
1312     }
1313 }
1314
1315 #[derive(Clone, Debug)]
1316 pub enum Aliasability {
1317     FreelyAliasable(AliasableReason),
1318     NonAliasable,
1319     ImmutableUnique(Box<Aliasability>),
1320 }
1321
1322 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
1323 pub enum AliasableReason {
1324     AliasableBorrowed,
1325     AliasableStatic,
1326     AliasableStaticMut,
1327 }
1328
1329 impl<'tcx> cmt_<'tcx> {
1330     pub fn guarantor(&self) -> cmt<'tcx> {
1331         //! Returns `self` after stripping away any derefs or
1332         //! interior content. The return value is basically the `cmt` which
1333         //! determines how long the value in `self` remains live.
1334
1335         match self.cat {
1336             Categorization::Rvalue(..) |
1337             Categorization::StaticItem |
1338             Categorization::Local(..) |
1339             Categorization::Deref(_, UnsafePtr(..)) |
1340             Categorization::Deref(_, BorrowedPtr(..)) |
1341             Categorization::Deref(_, Implicit(..)) |
1342             Categorization::Upvar(..) => {
1343                 Rc::new((*self).clone())
1344             }
1345             Categorization::Downcast(ref b, _) |
1346             Categorization::Interior(ref b, _) |
1347             Categorization::Deref(ref b, Unique) => {
1348                 b.guarantor()
1349             }
1350         }
1351     }
1352
1353     /// Returns `FreelyAliasable(_)` if this lvalue represents a freely aliasable pointer type.
1354     pub fn freely_aliasable(&self) -> Aliasability {
1355         // Maybe non-obvious: copied upvars can only be considered
1356         // non-aliasable in once closures, since any other kind can be
1357         // aliased and eventually recused.
1358
1359         match self.cat {
1360             Categorization::Deref(ref b, BorrowedPtr(ty::MutBorrow, _)) |
1361             Categorization::Deref(ref b, Implicit(ty::MutBorrow, _)) |
1362             Categorization::Deref(ref b, BorrowedPtr(ty::UniqueImmBorrow, _)) |
1363             Categorization::Deref(ref b, Implicit(ty::UniqueImmBorrow, _)) |
1364             Categorization::Deref(ref b, Unique) |
1365             Categorization::Downcast(ref b, _) |
1366             Categorization::Interior(ref b, _) => {
1367                 // Aliasability depends on base cmt
1368                 b.freely_aliasable()
1369             }
1370
1371             Categorization::Rvalue(..) |
1372             Categorization::Local(..) |
1373             Categorization::Upvar(..) |
1374             Categorization::Deref(_, UnsafePtr(..)) => { // yes, it's aliasable, but...
1375                 NonAliasable
1376             }
1377
1378             Categorization::StaticItem => {
1379                 if self.mutbl.is_mutable() {
1380                     FreelyAliasable(AliasableStaticMut)
1381                 } else {
1382                     FreelyAliasable(AliasableStatic)
1383                 }
1384             }
1385
1386             Categorization::Deref(_, BorrowedPtr(ty::ImmBorrow, _)) |
1387             Categorization::Deref(_, Implicit(ty::ImmBorrow, _)) => {
1388                 FreelyAliasable(AliasableBorrowed)
1389             }
1390         }
1391     }
1392
1393     // Digs down through one or two layers of deref and grabs the cmt
1394     // for the upvar if a note indicates there is one.
1395     pub fn upvar(&self) -> Option<cmt<'tcx>> {
1396         match self.note {
1397             NoteClosureEnv(..) | NoteUpvarRef(..) => {
1398                 Some(match self.cat {
1399                     Categorization::Deref(ref inner, _) => {
1400                         match inner.cat {
1401                             Categorization::Deref(ref inner, _) => inner.clone(),
1402                             Categorization::Upvar(..) => inner.clone(),
1403                             _ => bug!()
1404                         }
1405                     }
1406                     _ => bug!()
1407                 })
1408             }
1409             NoteNone => None
1410         }
1411     }
1412
1413
1414     pub fn descriptive_string(&self, tcx: TyCtxt) -> String {
1415         match self.cat {
1416             Categorization::StaticItem => {
1417                 "static item".to_string()
1418             }
1419             Categorization::Rvalue(..) => {
1420                 "non-lvalue".to_string()
1421             }
1422             Categorization::Local(vid) => {
1423                 if tcx.hir.is_argument(vid) {
1424                     "argument".to_string()
1425                 } else {
1426                     "local variable".to_string()
1427                 }
1428             }
1429             Categorization::Deref(_, pk) => {
1430                 let upvar = self.upvar();
1431                 match upvar.as_ref().map(|i| &i.cat) {
1432                     Some(&Categorization::Upvar(ref var)) => {
1433                         var.to_string()
1434                     }
1435                     Some(_) => bug!(),
1436                     None => {
1437                         match pk {
1438                             Implicit(..) => {
1439                                 format!("indexed content")
1440                             }
1441                             Unique => {
1442                                 format!("`Box` content")
1443                             }
1444                             UnsafePtr(..) => {
1445                                 format!("dereference of raw pointer")
1446                             }
1447                             BorrowedPtr(..) => {
1448                                 format!("borrowed content")
1449                             }
1450                         }
1451                     }
1452                 }
1453             }
1454             Categorization::Interior(_, InteriorField(NamedField(_))) => {
1455                 "field".to_string()
1456             }
1457             Categorization::Interior(_, InteriorField(PositionalField(_))) => {
1458                 "anonymous field".to_string()
1459             }
1460             Categorization::Interior(_, InteriorElement(InteriorOffsetKind::Index)) => {
1461                 "indexed content".to_string()
1462             }
1463             Categorization::Interior(_, InteriorElement(InteriorOffsetKind::Pattern)) => {
1464                 "pattern-bound indexed content".to_string()
1465             }
1466             Categorization::Upvar(ref var) => {
1467                 var.to_string()
1468             }
1469             Categorization::Downcast(ref cmt, _) => {
1470                 cmt.descriptive_string(tcx)
1471             }
1472         }
1473     }
1474 }
1475
1476 impl<'tcx> fmt::Debug for cmt_<'tcx> {
1477     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1478         write!(f, "{{{:?} id:{} m:{:?} ty:{:?}}}",
1479                self.cat,
1480                self.id,
1481                self.mutbl,
1482                self.ty)
1483     }
1484 }
1485
1486 impl<'tcx> fmt::Debug for Categorization<'tcx> {
1487     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1488         match *self {
1489             Categorization::StaticItem => write!(f, "static"),
1490             Categorization::Rvalue(r) => { write!(f, "rvalue({:?})", r) }
1491             Categorization::Local(id) => {
1492                let name = ty::tls::with(|tcx| tcx.hir.name(id));
1493                write!(f, "local({})", name)
1494             }
1495             Categorization::Upvar(upvar) => {
1496                 write!(f, "upvar({:?})", upvar)
1497             }
1498             Categorization::Deref(ref cmt, ptr) => {
1499                 write!(f, "{:?}-{:?}->", cmt.cat, ptr)
1500             }
1501             Categorization::Interior(ref cmt, interior) => {
1502                 write!(f, "{:?}.{:?}", cmt.cat, interior)
1503             }
1504             Categorization::Downcast(ref cmt, _) => {
1505                 write!(f, "{:?}->(enum)", cmt.cat)
1506             }
1507         }
1508     }
1509 }
1510
1511 pub fn ptr_sigil(ptr: PointerKind) -> &'static str {
1512     match ptr {
1513         Unique => "Box",
1514         BorrowedPtr(ty::ImmBorrow, _) |
1515         Implicit(ty::ImmBorrow, _) => "&",
1516         BorrowedPtr(ty::MutBorrow, _) |
1517         Implicit(ty::MutBorrow, _) => "&mut",
1518         BorrowedPtr(ty::UniqueImmBorrow, _) |
1519         Implicit(ty::UniqueImmBorrow, _) => "&unique",
1520         UnsafePtr(_) => "*",
1521     }
1522 }
1523
1524 impl<'tcx> fmt::Debug for PointerKind<'tcx> {
1525     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1526         match *self {
1527             Unique => write!(f, "Box"),
1528             BorrowedPtr(ty::ImmBorrow, ref r) |
1529             Implicit(ty::ImmBorrow, ref r) => {
1530                 write!(f, "&{:?}", r)
1531             }
1532             BorrowedPtr(ty::MutBorrow, ref r) |
1533             Implicit(ty::MutBorrow, ref r) => {
1534                 write!(f, "&{:?} mut", r)
1535             }
1536             BorrowedPtr(ty::UniqueImmBorrow, ref r) |
1537             Implicit(ty::UniqueImmBorrow, ref r) => {
1538                 write!(f, "&{:?} uniq", r)
1539             }
1540             UnsafePtr(_) => write!(f, "*")
1541         }
1542     }
1543 }
1544
1545 impl fmt::Debug for InteriorKind {
1546     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1547         match *self {
1548             InteriorField(NamedField(fld)) => write!(f, "{}", fld),
1549             InteriorField(PositionalField(i)) => write!(f, "#{}", i),
1550             InteriorElement(..) => write!(f, "[]"),
1551         }
1552     }
1553 }
1554
1555 impl fmt::Debug for Upvar {
1556     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1557         write!(f, "{:?}/{:?}", self.id, self.kind)
1558     }
1559 }
1560
1561 impl fmt::Display for Upvar {
1562     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1563         let kind = match self.kind {
1564             ty::ClosureKind::Fn => "Fn",
1565             ty::ClosureKind::FnMut => "FnMut",
1566             ty::ClosureKind::FnOnce => "FnOnce",
1567         };
1568         write!(f, "captured outer variable in an `{}` closure", kind)
1569     }
1570 }