]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/region.rs
Rollup merge of #53655 - jcpst:with_applicability, r=estebank
[rust.git] / src / librustc / middle / region.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 //! This file builds up the `ScopeTree`, which describes
12 //! the parent links in the region hierarchy.
13 //!
14 //! For more information about how MIR-based region-checking works,
15 //! see the [rustc guide].
16 //!
17 //! [rustc guide]: https://rust-lang-nursery.github.io/rustc-guide/mir/borrowck.html
18
19 use ich::{StableHashingContext, NodeIdHashingMode};
20 use util::nodemap::{FxHashMap, FxHashSet};
21 use ty;
22
23 use std::fmt;
24 use std::mem;
25 use rustc_data_structures::sync::Lrc;
26 use syntax::source_map;
27 use syntax::ast;
28 use syntax_pos::{Span, DUMMY_SP};
29 use ty::TyCtxt;
30 use ty::query::Providers;
31
32 use hir;
33 use hir::Node;
34 use hir::def_id::DefId;
35 use hir::intravisit::{self, Visitor, NestedVisitorMap};
36 use hir::{Block, Arm, Pat, PatKind, Stmt, Expr, Local};
37 use rustc_data_structures::indexed_vec::Idx;
38 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher,
39                                            StableHasherResult};
40
41 /// Scope represents a statically-describable scope that can be
42 /// used to bound the lifetime/region for values.
43 ///
44 /// `Node(node_id)`: Any AST node that has any scope at all has the
45 /// `Node(node_id)` scope. Other variants represent special cases not
46 /// immediately derivable from the abstract syntax tree structure.
47 ///
48 /// `DestructionScope(node_id)` represents the scope of destructors
49 /// implicitly-attached to `node_id` that run immediately after the
50 /// expression for `node_id` itself. Not every AST node carries a
51 /// `DestructionScope`, but those that are `terminating_scopes` do;
52 /// see discussion with `ScopeTree`.
53 ///
54 /// `Remainder(BlockRemainder { block, statement_index })` represents
55 /// the scope of user code running immediately after the initializer
56 /// expression for the indexed statement, until the end of the block.
57 ///
58 /// So: the following code can be broken down into the scopes beneath:
59 ///
60 /// ```text
61 /// let a = f().g( 'b: { let x = d(); let y = d(); x.h(y)  }   ) ;
62 ///
63 ///                                                              +-+ (D12.)
64 ///                                                        +-+       (D11.)
65 ///                                              +---------+         (R10.)
66 ///                                              +-+                  (D9.)
67 ///                                   +----------+                    (M8.)
68 ///                                 +----------------------+          (R7.)
69 ///                                 +-+                               (D6.)
70 ///                      +----------+                                 (M5.)
71 ///                    +-----------------------------------+          (M4.)
72 ///         +--------------------------------------------------+      (M3.)
73 ///         +--+                                                      (M2.)
74 /// +-----------------------------------------------------------+     (M1.)
75 ///
76 ///  (M1.): Node scope of the whole `let a = ...;` statement.
77 ///  (M2.): Node scope of the `f()` expression.
78 ///  (M3.): Node scope of the `f().g(..)` expression.
79 ///  (M4.): Node scope of the block labeled `'b:`.
80 ///  (M5.): Node scope of the `let x = d();` statement
81 ///  (D6.): DestructionScope for temporaries created during M5.
82 ///  (R7.): Remainder scope for block `'b:`, stmt 0 (let x = ...).
83 ///  (M8.): Node scope of the `let y = d();` statement.
84 ///  (D9.): DestructionScope for temporaries created during M8.
85 /// (R10.): Remainder scope for block `'b:`, stmt 1 (let y = ...).
86 /// (D11.): DestructionScope for temporaries and bindings from block `'b:`.
87 /// (D12.): DestructionScope for temporaries created during M1 (e.g. f()).
88 /// ```
89 ///
90 /// Note that while the above picture shows the destruction scopes
91 /// as following their corresponding node scopes, in the internal
92 /// data structures of the compiler the destruction scopes are
93 /// represented as enclosing parents. This is sound because we use the
94 /// enclosing parent relationship just to ensure that referenced
95 /// values live long enough; phrased another way, the starting point
96 /// of each range is not really the important thing in the above
97 /// picture, but rather the ending point.
98 ///
99 /// FIXME (pnkfelix): This currently derives `PartialOrd` and `Ord` to
100 /// placate the same deriving in `ty::FreeRegion`, but we may want to
101 /// actually attach a more meaningful ordering to scopes than the one
102 /// generated via deriving here.
103 ///
104 /// Scope is a bit-packed to save space - if `code` is SCOPE_DATA_REMAINDER_MAX
105 /// or less, it is a `ScopeData::Remainder`, otherwise it is a type specified
106 /// by the bitpacking.
107 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
108 pub struct Scope {
109     pub(crate) id: hir::ItemLocalId,
110     pub(crate) code: u32
111 }
112
113 const SCOPE_DATA_NODE: u32 = !0;
114 const SCOPE_DATA_CALLSITE: u32 = !1;
115 const SCOPE_DATA_ARGUMENTS: u32 = !2;
116 const SCOPE_DATA_DESTRUCTION: u32 = !3;
117 const SCOPE_DATA_REMAINDER_MAX: u32 = !4;
118
119 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
120 pub enum ScopeData {
121     Node(hir::ItemLocalId),
122
123     // Scope of the call-site for a function or closure
124     // (outlives the arguments as well as the body).
125     CallSite(hir::ItemLocalId),
126
127     // Scope of arguments passed to a function or closure
128     // (they outlive its body).
129     Arguments(hir::ItemLocalId),
130
131     // Scope of destructors for temporaries of node-id.
132     Destruction(hir::ItemLocalId),
133
134     // Scope following a `let id = expr;` binding in a block.
135     Remainder(BlockRemainder)
136 }
137
138 /// Represents a subscope of `block` for a binding that is introduced
139 /// by `block.stmts[first_statement_index]`. Such subscopes represent
140 /// a suffix of the block. Note that each subscope does not include
141 /// the initializer expression, if any, for the statement indexed by
142 /// `first_statement_index`.
143 ///
144 /// For example, given `{ let (a, b) = EXPR_1; let c = EXPR_2; ... }`:
145 ///
146 /// * the subscope with `first_statement_index == 0` is scope of both
147 ///   `a` and `b`; it does not include EXPR_1, but does include
148 ///   everything after that first `let`. (If you want a scope that
149 ///   includes EXPR_1 as well, then do not use `Scope::Remainder`,
150 ///   but instead another `Scope` that encompasses the whole block,
151 ///   e.g. `Scope::Node`.
152 ///
153 /// * the subscope with `first_statement_index == 1` is scope of `c`,
154 ///   and thus does not include EXPR_2, but covers the `...`.
155 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash, RustcEncodable,
156          RustcDecodable, Debug, Copy)]
157 pub struct BlockRemainder {
158     pub block: hir::ItemLocalId,
159     pub first_statement_index: FirstStatementIndex,
160 }
161
162 newtype_index!(FirstStatementIndex
163     {
164         pub idx
165         MAX = SCOPE_DATA_REMAINDER_MAX
166     });
167
168 impl From<ScopeData> for Scope {
169     #[inline]
170     fn from(scope_data: ScopeData) -> Self {
171         let (id, code) = match scope_data {
172             ScopeData::Node(id) => (id, SCOPE_DATA_NODE),
173             ScopeData::CallSite(id) => (id, SCOPE_DATA_CALLSITE),
174             ScopeData::Arguments(id) => (id, SCOPE_DATA_ARGUMENTS),
175             ScopeData::Destruction(id) => (id, SCOPE_DATA_DESTRUCTION),
176             ScopeData::Remainder(r) => (r.block, r.first_statement_index.index() as u32)
177         };
178         Self { id, code }
179     }
180 }
181
182 impl fmt::Debug for Scope {
183     fn fmt(&self, formatter: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
184         fmt::Debug::fmt(&self.data(), formatter)
185     }
186 }
187
188 #[allow(non_snake_case)]
189 impl Scope {
190     #[inline]
191     pub fn data(self) -> ScopeData {
192         match self.code {
193             SCOPE_DATA_NODE => ScopeData::Node(self.id),
194             SCOPE_DATA_CALLSITE => ScopeData::CallSite(self.id),
195             SCOPE_DATA_ARGUMENTS => ScopeData::Arguments(self.id),
196             SCOPE_DATA_DESTRUCTION => ScopeData::Destruction(self.id),
197             idx => ScopeData::Remainder(BlockRemainder {
198                 block: self.id,
199                 first_statement_index: FirstStatementIndex::new(idx as usize)
200             })
201         }
202     }
203
204     #[inline]
205     pub fn Node(id: hir::ItemLocalId) -> Self {
206         Self::from(ScopeData::Node(id))
207     }
208
209     #[inline]
210     pub fn CallSite(id: hir::ItemLocalId) -> Self {
211         Self::from(ScopeData::CallSite(id))
212     }
213
214     #[inline]
215     pub fn Arguments(id: hir::ItemLocalId) -> Self {
216         Self::from(ScopeData::Arguments(id))
217     }
218
219     #[inline]
220     pub fn Destruction(id: hir::ItemLocalId) -> Self {
221         Self::from(ScopeData::Destruction(id))
222     }
223
224     #[inline]
225     pub fn Remainder(r: BlockRemainder) -> Self {
226         Self::from(ScopeData::Remainder(r))
227     }
228 }
229
230 impl Scope {
231     /// Returns a item-local id associated with this scope.
232     ///
233     /// NB: likely to be replaced as API is refined; e.g. pnkfelix
234     /// anticipates `fn entry_node_id` and `fn each_exit_node_id`.
235     pub fn item_local_id(&self) -> hir::ItemLocalId {
236         self.id
237     }
238
239     pub fn node_id(&self, tcx: TyCtxt, scope_tree: &ScopeTree) -> ast::NodeId {
240         match scope_tree.root_body {
241             Some(hir_id) => {
242                 tcx.hir.hir_to_node_id(hir::HirId {
243                     owner: hir_id.owner,
244                     local_id: self.item_local_id()
245                 })
246             }
247             None => ast::DUMMY_NODE_ID
248         }
249     }
250
251     /// Returns the span of this Scope.  Note that in general the
252     /// returned span may not correspond to the span of any node id in
253     /// the AST.
254     pub fn span(&self, tcx: TyCtxt, scope_tree: &ScopeTree) -> Span {
255         let node_id = self.node_id(tcx, scope_tree);
256         if node_id == ast::DUMMY_NODE_ID {
257             return DUMMY_SP;
258         }
259         let span = tcx.hir.span(node_id);
260         if let ScopeData::Remainder(r) = self.data() {
261             if let Node::Block(ref blk) = tcx.hir.get(node_id) {
262                 // Want span for scope starting after the
263                 // indexed statement and ending at end of
264                 // `blk`; reuse span of `blk` and shift `lo`
265                 // forward to end of indexed statement.
266                 //
267                 // (This is the special case aluded to in the
268                 // doc-comment for this method)
269
270                 let stmt_span = blk.stmts[r.first_statement_index.index()].span;
271
272                 // To avoid issues with macro-generated spans, the span
273                 // of the statement must be nested in that of the block.
274                 if span.lo() <= stmt_span.lo() && stmt_span.lo() <= span.hi() {
275                     return Span::new(stmt_span.lo(), span.hi(), span.ctxt());
276                 }
277             }
278          }
279          span
280     }
281 }
282
283 pub type ScopeDepth = u32;
284
285 /// The region scope tree encodes information about region relationships.
286 #[derive(Default, Debug)]
287 pub struct ScopeTree {
288     /// If not empty, this body is the root of this region hierarchy.
289     root_body: Option<hir::HirId>,
290
291     /// The parent of the root body owner, if the latter is an
292     /// an associated const or method, as impls/traits can also
293     /// have lifetime parameters free in this body.
294     root_parent: Option<ast::NodeId>,
295
296     /// `parent_map` maps from a scope id to the enclosing scope id;
297     /// this is usually corresponding to the lexical nesting, though
298     /// in the case of closures the parent scope is the innermost
299     /// conditional expression or repeating block. (Note that the
300     /// enclosing scope id for the block associated with a closure is
301     /// the closure itself.)
302     parent_map: FxHashMap<Scope, (Scope, ScopeDepth)>,
303
304     /// `var_map` maps from a variable or binding id to the block in
305     /// which that variable is declared.
306     var_map: FxHashMap<hir::ItemLocalId, Scope>,
307
308     /// maps from a node-id to the associated destruction scope (if any)
309     destruction_scopes: FxHashMap<hir::ItemLocalId, Scope>,
310
311     /// `rvalue_scopes` includes entries for those expressions whose cleanup scope is
312     /// larger than the default. The map goes from the expression id
313     /// to the cleanup scope id. For rvalues not present in this
314     /// table, the appropriate cleanup scope is the innermost
315     /// enclosing statement, conditional expression, or repeating
316     /// block (see `terminating_scopes`).
317     /// In constants, None is used to indicate that certain expressions
318     /// escape into 'static and should have no local cleanup scope.
319     rvalue_scopes: FxHashMap<hir::ItemLocalId, Option<Scope>>,
320
321     /// Encodes the hierarchy of fn bodies. Every fn body (including
322     /// closures) forms its own distinct region hierarchy, rooted in
323     /// the block that is the fn body. This map points from the id of
324     /// that root block to the id of the root block for the enclosing
325     /// fn, if any. Thus the map structures the fn bodies into a
326     /// hierarchy based on their lexical mapping. This is used to
327     /// handle the relationships between regions in a fn and in a
328     /// closure defined by that fn. See the "Modeling closures"
329     /// section of the README in infer::region_constraints for
330     /// more details.
331     closure_tree: FxHashMap<hir::ItemLocalId, hir::ItemLocalId>,
332
333     /// If there are any `yield` nested within a scope, this map
334     /// stores the `Span` of the last one and its index in the
335     /// postorder of the Visitor traversal on the HIR.
336     ///
337     /// HIR Visitor postorder indexes might seem like a peculiar
338     /// thing to care about. but it turns out that HIR bindings
339     /// and the temporary results of HIR expressions are never
340     /// storage-live at the end of HIR nodes with postorder indexes
341     /// lower than theirs, and therefore don't need to be suspended
342     /// at yield-points at these indexes.
343     ///
344     /// For an example, suppose we have some code such as:
345     /// ```rust,ignore (example)
346     ///     foo(f(), yield y, bar(g()))
347     /// ```
348     ///
349     /// With the HIR tree (calls numbered for expository purposes)
350     /// ```
351     ///     Call#0(foo, [Call#1(f), Yield(y), Call#2(bar, Call#3(g))])
352     /// ```
353     ///
354     /// Obviously, the result of `f()` was created before the yield
355     /// (and therefore needs to be kept valid over the yield) while
356     /// the result of `g()` occurs after the yield (and therefore
357     /// doesn't). If we want to infer that, we can look at the
358     /// postorder traversal:
359     /// ```plain,ignore
360     ///     `foo` `f` Call#1 `y` Yield `bar` `g` Call#3 Call#2 Call#0
361     /// ```
362     ///
363     /// In which we can easily see that `Call#1` occurs before the yield,
364     /// and `Call#3` after it.
365     ///
366     /// To see that this method works, consider:
367     ///
368     /// Let `D` be our binding/temporary and `U` be our other HIR node, with
369     /// `HIR-postorder(U) < HIR-postorder(D)` (in our example, U would be
370     /// the yield and D would be one of the calls). Let's show that
371     /// `D` is storage-dead at `U`.
372     ///
373     /// Remember that storage-live/storage-dead refers to the state of
374     /// the *storage*, and does not consider moves/drop flags.
375     ///
376     /// Then:
377     ///     1. From the ordering guarantee of HIR visitors (see
378     ///     `rustc::hir::intravisit`), `D` does not dominate `U`.
379     ///     2. Therefore, `D` is *potentially* storage-dead at `U` (because
380     ///     we might visit `U` without ever getting to `D`).
381     ///     3. However, we guarantee that at each HIR point, each
382     ///     binding/temporary is always either always storage-live
383     ///     or always storage-dead. This is what is being guaranteed
384     ///     by `terminating_scopes` including all blocks where the
385     ///     count of executions is not guaranteed.
386     ///     4. By `2.` and `3.`, `D` is *statically* storage-dead at `U`,
387     ///     QED.
388     ///
389     /// I don't think this property relies on `3.` in an essential way - it
390     /// is probably still correct even if we have "unrestricted" terminating
391     /// scopes. However, why use the complicated proof when a simple one
392     /// works?
393     ///
394     /// A subtle thing: `box` expressions, such as `box (&x, yield 2, &y)`. It
395     /// might seem that a `box` expression creates a `Box<T>` temporary
396     /// when it *starts* executing, at `HIR-preorder(BOX-EXPR)`. That might
397     /// be true in the MIR desugaring, but it is not important in the semantics.
398     ///
399     /// The reason is that semantically, until the `box` expression returns,
400     /// the values are still owned by their containing expressions. So
401     /// we'll see that `&x`.
402     yield_in_scope: FxHashMap<Scope, (Span, usize)>,
403
404     /// The number of visit_expr and visit_pat calls done in the body.
405     /// Used to sanity check visit_expr/visit_pat call count when
406     /// calculating generator interiors.
407     body_expr_count: FxHashMap<hir::BodyId, usize>,
408 }
409
410 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
411 pub struct Context {
412     /// the root of the current region tree. This is typically the id
413     /// of the innermost fn body. Each fn forms its own disjoint tree
414     /// in the region hierarchy. These fn bodies are themselves
415     /// arranged into a tree. See the "Modeling closures" section of
416     /// the README in infer::region_constraints for more
417     /// details.
418     root_id: Option<hir::ItemLocalId>,
419
420     /// The scope that contains any new variables declared, plus its depth in
421     /// the scope tree.
422     var_parent: Option<(Scope, ScopeDepth)>,
423
424     /// Region parent of expressions, etc., plus its depth in the scope tree.
425     parent: Option<(Scope, ScopeDepth)>,
426 }
427
428 struct RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
429     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
430
431     // The number of expressions and patterns visited in the current body
432     expr_and_pat_count: usize,
433
434     // Generated scope tree:
435     scope_tree: ScopeTree,
436
437     cx: Context,
438
439     /// `terminating_scopes` is a set containing the ids of each
440     /// statement, or conditional/repeating expression. These scopes
441     /// are calling "terminating scopes" because, when attempting to
442     /// find the scope of a temporary, by default we search up the
443     /// enclosing scopes until we encounter the terminating scope. A
444     /// conditional/repeating expression is one which is not
445     /// guaranteed to execute exactly once upon entering the parent
446     /// scope. This could be because the expression only executes
447     /// conditionally, such as the expression `b` in `a && b`, or
448     /// because the expression may execute many times, such as a loop
449     /// body. The reason that we distinguish such expressions is that,
450     /// upon exiting the parent scope, we cannot statically know how
451     /// many times the expression executed, and thus if the expression
452     /// creates temporaries we cannot know statically how many such
453     /// temporaries we would have to cleanup. Therefore we ensure that
454     /// the temporaries never outlast the conditional/repeating
455     /// expression, preventing the need for dynamic checks and/or
456     /// arbitrary amounts of stack space. Terminating scopes end
457     /// up being contained in a DestructionScope that contains the
458     /// destructor's execution.
459     terminating_scopes: FxHashSet<hir::ItemLocalId>,
460 }
461
462 struct ExprLocatorVisitor {
463     hir_id: hir::HirId,
464     result: Option<usize>,
465     expr_and_pat_count: usize,
466 }
467
468 // This visitor has to have the same visit_expr calls as RegionResolutionVisitor
469 // since `expr_count` is compared against the results there.
470 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for ExprLocatorVisitor {
471     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
472         NestedVisitorMap::None
473     }
474
475     fn visit_pat(&mut self, pat: &'tcx Pat) {
476         intravisit::walk_pat(self, pat);
477
478         self.expr_and_pat_count += 1;
479
480         if pat.hir_id == self.hir_id {
481             self.result = Some(self.expr_and_pat_count);
482         }
483     }
484
485     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
486         debug!("ExprLocatorVisitor - pre-increment {} expr = {:?}",
487                self.expr_and_pat_count,
488                expr);
489
490         intravisit::walk_expr(self, expr);
491
492         self.expr_and_pat_count += 1;
493
494         debug!("ExprLocatorVisitor - post-increment {} expr = {:?}",
495                self.expr_and_pat_count,
496                expr);
497
498         if expr.hir_id == self.hir_id {
499             self.result = Some(self.expr_and_pat_count);
500         }
501     }
502 }
503
504 impl<'tcx> ScopeTree {
505     pub fn record_scope_parent(&mut self, child: Scope, parent: Option<(Scope, ScopeDepth)>) {
506         debug!("{:?}.parent = {:?}", child, parent);
507
508         if let Some(p) = parent {
509             let prev = self.parent_map.insert(child, p);
510             assert!(prev.is_none());
511         }
512
513         // record the destruction scopes for later so we can query them
514         if let ScopeData::Destruction(n) = child.data() {
515             self.destruction_scopes.insert(n, child);
516         }
517     }
518
519     pub fn each_encl_scope<E>(&self, mut e:E) where E: FnMut(Scope, Scope) {
520         for (&child, &parent) in &self.parent_map {
521             e(child, parent.0)
522         }
523     }
524
525     pub fn each_var_scope<E>(&self, mut e:E) where E: FnMut(&hir::ItemLocalId, Scope) {
526         for (child, &parent) in self.var_map.iter() {
527             e(child, parent)
528         }
529     }
530
531     pub fn opt_destruction_scope(&self, n: hir::ItemLocalId) -> Option<Scope> {
532         self.destruction_scopes.get(&n).cloned()
533     }
534
535     /// Records that `sub_closure` is defined within `sup_closure`. These ids
536     /// should be the id of the block that is the fn body, which is
537     /// also the root of the region hierarchy for that fn.
538     fn record_closure_parent(&mut self,
539                              sub_closure: hir::ItemLocalId,
540                              sup_closure: hir::ItemLocalId) {
541         debug!("record_closure_parent(sub_closure={:?}, sup_closure={:?})",
542                sub_closure, sup_closure);
543         assert!(sub_closure != sup_closure);
544         let previous = self.closure_tree.insert(sub_closure, sup_closure);
545         assert!(previous.is_none());
546     }
547
548     fn record_var_scope(&mut self, var: hir::ItemLocalId, lifetime: Scope) {
549         debug!("record_var_scope(sub={:?}, sup={:?})", var, lifetime);
550         assert!(var != lifetime.item_local_id());
551         self.var_map.insert(var, lifetime);
552     }
553
554     fn record_rvalue_scope(&mut self, var: hir::ItemLocalId, lifetime: Option<Scope>) {
555         debug!("record_rvalue_scope(sub={:?}, sup={:?})", var, lifetime);
556         if let Some(lifetime) = lifetime {
557             assert!(var != lifetime.item_local_id());
558         }
559         self.rvalue_scopes.insert(var, lifetime);
560     }
561
562     pub fn opt_encl_scope(&self, id: Scope) -> Option<Scope> {
563         //! Returns the narrowest scope that encloses `id`, if any.
564         self.parent_map.get(&id).cloned().map(|(p, _)| p)
565     }
566
567     #[allow(dead_code)] // used in cfg
568     pub fn encl_scope(&self, id: Scope) -> Scope {
569         //! Returns the narrowest scope that encloses `id`, if any.
570         self.opt_encl_scope(id).unwrap()
571     }
572
573     /// Returns the lifetime of the local variable `var_id`
574     pub fn var_scope(&self, var_id: hir::ItemLocalId) -> Scope {
575         match self.var_map.get(&var_id) {
576             Some(&r) => r,
577             None => { bug!("no enclosing scope for id {:?}", var_id); }
578         }
579     }
580
581     pub fn temporary_scope(&self, expr_id: hir::ItemLocalId) -> Option<Scope> {
582         //! Returns the scope when temp created by expr_id will be cleaned up
583
584         // check for a designated rvalue scope
585         if let Some(&s) = self.rvalue_scopes.get(&expr_id) {
586             debug!("temporary_scope({:?}) = {:?} [custom]", expr_id, s);
587             return s;
588         }
589
590         // else, locate the innermost terminating scope
591         // if there's one. Static items, for instance, won't
592         // have an enclosing scope, hence no scope will be
593         // returned.
594         let mut id = Scope::Node(expr_id);
595
596         while let Some(&(p, _)) = self.parent_map.get(&id) {
597             match p.data() {
598                 ScopeData::Destruction(..) => {
599                     debug!("temporary_scope({:?}) = {:?} [enclosing]",
600                            expr_id, id);
601                     return Some(id);
602                 }
603                 _ => id = p
604             }
605         }
606
607         debug!("temporary_scope({:?}) = None", expr_id);
608         return None;
609     }
610
611     pub fn var_region(&self, id: hir::ItemLocalId) -> ty::RegionKind {
612         //! Returns the lifetime of the variable `id`.
613
614         let scope = ty::ReScope(self.var_scope(id));
615         debug!("var_region({:?}) = {:?}", id, scope);
616         scope
617     }
618
619     pub fn scopes_intersect(&self, scope1: Scope, scope2: Scope)
620                             -> bool {
621         self.is_subscope_of(scope1, scope2) ||
622         self.is_subscope_of(scope2, scope1)
623     }
624
625     /// Returns true if `subscope` is equal to or is lexically nested inside `superscope` and false
626     /// otherwise.
627     pub fn is_subscope_of(&self,
628                           subscope: Scope,
629                           superscope: Scope)
630                           -> bool {
631         let mut s = subscope;
632         debug!("is_subscope_of({:?}, {:?})", subscope, superscope);
633         while superscope != s {
634             match self.opt_encl_scope(s) {
635                 None => {
636                     debug!("is_subscope_of({:?}, {:?}, s={:?})=false",
637                            subscope, superscope, s);
638                     return false;
639                 }
640                 Some(scope) => s = scope
641             }
642         }
643
644         debug!("is_subscope_of({:?}, {:?})=true",
645                subscope, superscope);
646
647         return true;
648     }
649
650     /// Returns the id of the innermost containing body
651     pub fn containing_body(&self, mut scope: Scope)-> Option<hir::ItemLocalId> {
652         loop {
653             if let ScopeData::CallSite(id) = scope.data() {
654                 return Some(id);
655             }
656
657             match self.opt_encl_scope(scope) {
658                 None => return None,
659                 Some(parent) => scope = parent,
660             }
661         }
662     }
663
664     /// Finds the nearest common ancestor of two scopes.  That is, finds the
665     /// smallest scope which is greater than or equal to both `scope_a` and
666     /// `scope_b`.
667     pub fn nearest_common_ancestor(&self, scope_a: Scope, scope_b: Scope) -> Scope {
668         if scope_a == scope_b { return scope_a; }
669
670         let mut a = scope_a;
671         let mut b = scope_b;
672
673         // Get the depth of each scope's parent. If either scope has no parent,
674         // it must be the root, which means we can stop immediately because the
675         // root must be the nearest common ancestor. (In practice, this is
676         // moderately common.)
677         let (parent_a, parent_a_depth) = match self.parent_map.get(&a) {
678             Some(pd) => *pd,
679             None => return a,
680         };
681         let (parent_b, parent_b_depth) = match self.parent_map.get(&b) {
682             Some(pd) => *pd,
683             None => return b,
684         };
685
686         if parent_a_depth > parent_b_depth {
687             // `a` is lower than `b`. Move `a` up until it's at the same depth
688             // as `b`. The first move up is trivial because we already found
689             // `parent_a` above; the loop does the remaining N-1 moves.
690             a = parent_a;
691             for _ in 0..(parent_a_depth - parent_b_depth - 1) {
692                 a = self.parent_map.get(&a).unwrap().0;
693             }
694         } else if parent_b_depth > parent_a_depth {
695             // `b` is lower than `a`.
696             b = parent_b;
697             for _ in 0..(parent_b_depth - parent_a_depth - 1) {
698                 b = self.parent_map.get(&b).unwrap().0;
699             }
700         } else {
701             // Both scopes are at the same depth, and we know they're not equal
702             // because that case was tested for at the top of this function. So
703             // we can trivially move them both up one level now.
704             assert!(parent_a_depth != 0);
705             a = parent_a;
706             b = parent_b;
707         }
708
709         // Now both scopes are at the same level. We move upwards in lockstep
710         // until they match. In practice, this loop is almost always executed
711         // zero times because `a` is almost always a direct ancestor of `b` or
712         // vice versa.
713         while a != b {
714             a = self.parent_map.get(&a).unwrap().0;
715             b = self.parent_map.get(&b).unwrap().0;
716         };
717
718         a
719     }
720
721     /// Assuming that the provided region was defined within this `ScopeTree`,
722     /// returns the outermost `Scope` that the region outlives.
723     pub fn early_free_scope<'a, 'gcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
724                                        br: &ty::EarlyBoundRegion)
725                                        -> Scope {
726         let param_owner = tcx.parent_def_id(br.def_id).unwrap();
727
728         let param_owner_id = tcx.hir.as_local_node_id(param_owner).unwrap();
729         let scope = tcx.hir.maybe_body_owned_by(param_owner_id).map(|body_id| {
730             tcx.hir.body(body_id).value.hir_id.local_id
731         }).unwrap_or_else(|| {
732             // The lifetime was defined on node that doesn't own a body,
733             // which in practice can only mean a trait or an impl, that
734             // is the parent of a method, and that is enforced below.
735             assert_eq!(Some(param_owner_id), self.root_parent,
736                        "free_scope: {:?} not recognized by the \
737                         region scope tree for {:?} / {:?}",
738                        param_owner,
739                        self.root_parent.map(|id| tcx.hir.local_def_id(id)),
740                        self.root_body.map(|hir_id| DefId::local(hir_id.owner)));
741
742             // The trait/impl lifetime is in scope for the method's body.
743             self.root_body.unwrap().local_id
744         });
745
746         Scope::CallSite(scope)
747     }
748
749     /// Assuming that the provided region was defined within this `ScopeTree`,
750     /// returns the outermost `Scope` that the region outlives.
751     pub fn free_scope<'a, 'gcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, fr: &ty::FreeRegion)
752                                  -> Scope {
753         let param_owner = match fr.bound_region {
754             ty::BoundRegion::BrNamed(def_id, _) => {
755                 tcx.parent_def_id(def_id).unwrap()
756             }
757             _ => fr.scope
758         };
759
760         // Ensure that the named late-bound lifetimes were defined
761         // on the same function that they ended up being freed in.
762         assert_eq!(param_owner, fr.scope);
763
764         let param_owner_id = tcx.hir.as_local_node_id(param_owner).unwrap();
765         let body_id = tcx.hir.body_owned_by(param_owner_id);
766         Scope::CallSite(tcx.hir.body(body_id).value.hir_id.local_id)
767     }
768
769     /// Checks whether the given scope contains a `yield`. If so,
770     /// returns `Some((span, expr_count))` with the span of a yield we found and
771     /// the number of expressions and patterns appearing before the `yield` in the body + 1.
772     /// If there a are multiple yields in a scope, the one with the highest number is returned.
773     pub fn yield_in_scope(&self, scope: Scope) -> Option<(Span, usize)> {
774         self.yield_in_scope.get(&scope).cloned()
775     }
776
777     /// Checks whether the given scope contains a `yield` and if that yield could execute
778     /// after `expr`. If so, it returns the span of that `yield`.
779     /// `scope` must be inside the body.
780     pub fn yield_in_scope_for_expr(&self,
781                                    scope: Scope,
782                                    expr_hir_id: hir::HirId,
783                                    body: &'tcx hir::Body) -> Option<Span> {
784         self.yield_in_scope(scope).and_then(|(span, count)| {
785             let mut visitor = ExprLocatorVisitor {
786                 hir_id: expr_hir_id,
787                 result: None,
788                 expr_and_pat_count: 0,
789             };
790             visitor.visit_body(body);
791             if count >= visitor.result.unwrap() {
792                 Some(span)
793             } else {
794                 None
795             }
796         })
797     }
798
799     /// Gives the number of expressions visited in a body.
800     /// Used to sanity check visit_expr call count when
801     /// calculating generator interiors.
802     pub fn body_expr_count(&self, body_id: hir::BodyId) -> Option<usize> {
803         self.body_expr_count.get(&body_id).map(|r| *r)
804     }
805 }
806
807 /// Records the lifetime of a local variable as `cx.var_parent`
808 fn record_var_lifetime(visitor: &mut RegionResolutionVisitor,
809                        var_id: hir::ItemLocalId,
810                        _sp: Span) {
811     match visitor.cx.var_parent {
812         None => {
813             // this can happen in extern fn declarations like
814             //
815             // extern fn isalnum(c: c_int) -> c_int
816         }
817         Some((parent_scope, _)) =>
818             visitor.scope_tree.record_var_scope(var_id, parent_scope),
819     }
820 }
821
822 fn resolve_block<'a, 'tcx>(visitor: &mut RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx>, blk: &'tcx hir::Block) {
823     debug!("resolve_block(blk.id={:?})", blk.id);
824
825     let prev_cx = visitor.cx;
826
827     // We treat the tail expression in the block (if any) somewhat
828     // differently from the statements. The issue has to do with
829     // temporary lifetimes. Consider the following:
830     //
831     //    quux({
832     //        let inner = ... (&bar()) ...;
833     //
834     //        (... (&foo()) ...) // (the tail expression)
835     //    }, other_argument());
836     //
837     // Each of the statements within the block is a terminating
838     // scope, and thus a temporary (e.g. the result of calling
839     // `bar()` in the initializer expression for `let inner = ...;`)
840     // will be cleaned up immediately after its corresponding
841     // statement (i.e. `let inner = ...;`) executes.
842     //
843     // On the other hand, temporaries associated with evaluating the
844     // tail expression for the block are assigned lifetimes so that
845     // they will be cleaned up as part of the terminating scope
846     // *surrounding* the block expression. Here, the terminating
847     // scope for the block expression is the `quux(..)` call; so
848     // those temporaries will only be cleaned up *after* both
849     // `other_argument()` has run and also the call to `quux(..)`
850     // itself has returned.
851
852     visitor.enter_node_scope_with_dtor(blk.hir_id.local_id);
853     visitor.cx.var_parent = visitor.cx.parent;
854
855     {
856         // This block should be kept approximately in sync with
857         // `intravisit::walk_block`. (We manually walk the block, rather
858         // than call `walk_block`, in order to maintain precise
859         // index information.)
860
861         for (i, statement) in blk.stmts.iter().enumerate() {
862             if let hir::StmtKind::Decl(..) = statement.node {
863                 // Each StmtKind::Decl introduces a subscope for bindings
864                 // introduced by the declaration; this subscope covers
865                 // a suffix of the block . Each subscope in a block
866                 // has the previous subscope in the block as a parent,
867                 // except for the first such subscope, which has the
868                 // block itself as a parent.
869                 visitor.enter_scope(
870                     Scope::Remainder(BlockRemainder {
871                         block: blk.hir_id.local_id,
872                         first_statement_index: FirstStatementIndex::new(i)
873                     })
874                 );
875                 visitor.cx.var_parent = visitor.cx.parent;
876             }
877             visitor.visit_stmt(statement)
878         }
879         walk_list!(visitor, visit_expr, &blk.expr);
880     }
881
882     visitor.cx = prev_cx;
883 }
884
885 fn resolve_arm<'a, 'tcx>(visitor: &mut RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
886     visitor.terminating_scopes.insert(arm.body.hir_id.local_id);
887
888     if let Some(ref expr) = arm.guard {
889         visitor.terminating_scopes.insert(expr.hir_id.local_id);
890     }
891
892     intravisit::walk_arm(visitor, arm);
893 }
894
895 fn resolve_pat<'a, 'tcx>(visitor: &mut RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx>, pat: &'tcx hir::Pat) {
896     visitor.record_child_scope(Scope::Node(pat.hir_id.local_id));
897
898     // If this is a binding then record the lifetime of that binding.
899     if let PatKind::Binding(..) = pat.node {
900         record_var_lifetime(visitor, pat.hir_id.local_id, pat.span);
901     }
902
903     debug!("resolve_pat - pre-increment {} pat = {:?}", visitor.expr_and_pat_count, pat);
904
905     intravisit::walk_pat(visitor, pat);
906
907     visitor.expr_and_pat_count += 1;
908
909     debug!("resolve_pat - post-increment {} pat = {:?}", visitor.expr_and_pat_count, pat);
910 }
911
912 fn resolve_stmt<'a, 'tcx>(visitor: &mut RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx>, stmt: &'tcx hir::Stmt) {
913     let stmt_id = visitor.tcx.hir.node_to_hir_id(stmt.node.id()).local_id;
914     debug!("resolve_stmt(stmt.id={:?})", stmt_id);
915
916     // Every statement will clean up the temporaries created during
917     // execution of that statement. Therefore each statement has an
918     // associated destruction scope that represents the scope of the
919     // statement plus its destructors, and thus the scope for which
920     // regions referenced by the destructors need to survive.
921     visitor.terminating_scopes.insert(stmt_id);
922
923     let prev_parent = visitor.cx.parent;
924     visitor.enter_node_scope_with_dtor(stmt_id);
925
926     intravisit::walk_stmt(visitor, stmt);
927
928     visitor.cx.parent = prev_parent;
929 }
930
931 fn resolve_expr<'a, 'tcx>(visitor: &mut RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx>, expr: &'tcx hir::Expr) {
932     debug!("resolve_expr - pre-increment {} expr = {:?}", visitor.expr_and_pat_count, expr);
933
934     let prev_cx = visitor.cx;
935     visitor.enter_node_scope_with_dtor(expr.hir_id.local_id);
936
937     {
938         let terminating_scopes = &mut visitor.terminating_scopes;
939         let mut terminating = |id: hir::ItemLocalId| {
940             terminating_scopes.insert(id);
941         };
942         match expr.node {
943             // Conditional or repeating scopes are always terminating
944             // scopes, meaning that temporaries cannot outlive them.
945             // This ensures fixed size stacks.
946
947             hir::ExprKind::Binary(
948                 source_map::Spanned { node: hir::BinOpKind::And, .. },
949                 _, ref r) |
950             hir::ExprKind::Binary(
951                 source_map::Spanned { node: hir::BinOpKind::Or, .. },
952                 _, ref r) => {
953                     // For shortcircuiting operators, mark the RHS as a terminating
954                     // scope since it only executes conditionally.
955                     terminating(r.hir_id.local_id);
956             }
957
958             hir::ExprKind::If(ref expr, ref then, Some(ref otherwise)) => {
959                 terminating(expr.hir_id.local_id);
960                 terminating(then.hir_id.local_id);
961                 terminating(otherwise.hir_id.local_id);
962             }
963
964             hir::ExprKind::If(ref expr, ref then, None) => {
965                 terminating(expr.hir_id.local_id);
966                 terminating(then.hir_id.local_id);
967             }
968
969             hir::ExprKind::Loop(ref body, _, _) => {
970                 terminating(body.hir_id.local_id);
971             }
972
973             hir::ExprKind::While(ref expr, ref body, _) => {
974                 terminating(expr.hir_id.local_id);
975                 terminating(body.hir_id.local_id);
976             }
977
978             hir::ExprKind::Match(..) => {
979                 visitor.cx.var_parent = visitor.cx.parent;
980             }
981
982             hir::ExprKind::AssignOp(..) | hir::ExprKind::Index(..) |
983             hir::ExprKind::Unary(..) | hir::ExprKind::Call(..) | hir::ExprKind::MethodCall(..) => {
984                 // FIXME(https://github.com/rust-lang/rfcs/issues/811) Nested method calls
985                 //
986                 // The lifetimes for a call or method call look as follows:
987                 //
988                 // call.id
989                 // - arg0.id
990                 // - ...
991                 // - argN.id
992                 // - call.callee_id
993                 //
994                 // The idea is that call.callee_id represents *the time when
995                 // the invoked function is actually running* and call.id
996                 // represents *the time to prepare the arguments and make the
997                 // call*.  See the section "Borrows in Calls" borrowck/README.md
998                 // for an extended explanation of why this distinction is
999                 // important.
1000                 //
1001                 // record_superlifetime(new_cx, expr.callee_id);
1002             }
1003
1004             _ => {}
1005         }
1006     }
1007
1008     match expr.node {
1009         // Manually recurse over closures, because they are the only
1010         // case of nested bodies that share the parent environment.
1011         hir::ExprKind::Closure(.., body, _, _) => {
1012             let body = visitor.tcx.hir.body(body);
1013             visitor.visit_body(body);
1014         }
1015
1016         _ => intravisit::walk_expr(visitor, expr)
1017     }
1018
1019     visitor.expr_and_pat_count += 1;
1020
1021     debug!("resolve_expr post-increment {}, expr = {:?}", visitor.expr_and_pat_count, expr);
1022
1023     if let hir::ExprKind::Yield(..) = expr.node {
1024         // Mark this expr's scope and all parent scopes as containing `yield`.
1025         let mut scope = Scope::Node(expr.hir_id.local_id);
1026         loop {
1027             visitor.scope_tree.yield_in_scope.insert(scope,
1028                 (expr.span, visitor.expr_and_pat_count));
1029
1030             // Keep traversing up while we can.
1031             match visitor.scope_tree.parent_map.get(&scope) {
1032                 // Don't cross from closure bodies to their parent.
1033                 Some(&(superscope, _)) => match superscope.data() {
1034                     ScopeData::CallSite(_) => break,
1035                     _ => scope = superscope
1036                 },
1037                 None => break
1038             }
1039         }
1040     }
1041
1042     visitor.cx = prev_cx;
1043 }
1044
1045 fn resolve_local<'a, 'tcx>(visitor: &mut RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx>,
1046                            pat: Option<&'tcx hir::Pat>,
1047                            init: Option<&'tcx hir::Expr>) {
1048     debug!("resolve_local(pat={:?}, init={:?})", pat, init);
1049
1050     let blk_scope = visitor.cx.var_parent.map(|(p, _)| p);
1051
1052     // As an exception to the normal rules governing temporary
1053     // lifetimes, initializers in a let have a temporary lifetime
1054     // of the enclosing block. This means that e.g. a program
1055     // like the following is legal:
1056     //
1057     //     let ref x = HashMap::new();
1058     //
1059     // Because the hash map will be freed in the enclosing block.
1060     //
1061     // We express the rules more formally based on 3 grammars (defined
1062     // fully in the helpers below that implement them):
1063     //
1064     // 1. `E&`, which matches expressions like `&<rvalue>` that
1065     //    own a pointer into the stack.
1066     //
1067     // 2. `P&`, which matches patterns like `ref x` or `(ref x, ref
1068     //    y)` that produce ref bindings into the value they are
1069     //    matched against or something (at least partially) owned by
1070     //    the value they are matched against. (By partially owned,
1071     //    I mean that creating a binding into a ref-counted or managed value
1072     //    would still count.)
1073     //
1074     // 3. `ET`, which matches both rvalues like `foo()` as well as places
1075     //    based on rvalues like `foo().x[2].y`.
1076     //
1077     // A subexpression `<rvalue>` that appears in a let initializer
1078     // `let pat [: ty] = expr` has an extended temporary lifetime if
1079     // any of the following conditions are met:
1080     //
1081     // A. `pat` matches `P&` and `expr` matches `ET`
1082     //    (covers cases where `pat` creates ref bindings into an rvalue
1083     //     produced by `expr`)
1084     // B. `ty` is a borrowed pointer and `expr` matches `ET`
1085     //    (covers cases where coercion creates a borrow)
1086     // C. `expr` matches `E&`
1087     //    (covers cases `expr` borrows an rvalue that is then assigned
1088     //     to memory (at least partially) owned by the binding)
1089     //
1090     // Here are some examples hopefully giving an intuition where each
1091     // rule comes into play and why:
1092     //
1093     // Rule A. `let (ref x, ref y) = (foo().x, 44)`. The rvalue `(22, 44)`
1094     // would have an extended lifetime, but not `foo()`.
1095     //
1096     // Rule B. `let x = &foo().x`. The rvalue ``foo()` would have extended
1097     // lifetime.
1098     //
1099     // In some cases, multiple rules may apply (though not to the same
1100     // rvalue). For example:
1101     //
1102     //     let ref x = [&a(), &b()];
1103     //
1104     // Here, the expression `[...]` has an extended lifetime due to rule
1105     // A, but the inner rvalues `a()` and `b()` have an extended lifetime
1106     // due to rule C.
1107
1108     if let Some(expr) = init {
1109         record_rvalue_scope_if_borrow_expr(visitor, &expr, blk_scope);
1110
1111         if let Some(pat) = pat {
1112             if is_binding_pat(pat) {
1113                 record_rvalue_scope(visitor, &expr, blk_scope);
1114             }
1115         }
1116     }
1117
1118     // Make sure we visit the initializer first, so expr_and_pat_count remains correct
1119     if let Some(expr) = init {
1120         visitor.visit_expr(expr);
1121     }
1122     if let Some(pat) = pat {
1123         visitor.visit_pat(pat);
1124     }
1125
1126     /// True if `pat` match the `P&` nonterminal:
1127     ///
1128     ///     P& = ref X
1129     ///        | StructName { ..., P&, ... }
1130     ///        | VariantName(..., P&, ...)
1131     ///        | [ ..., P&, ... ]
1132     ///        | ( ..., P&, ... )
1133     ///        | box P&
1134     fn is_binding_pat(pat: &hir::Pat) -> bool {
1135         // Note that the code below looks for *explicit* refs only, that is, it won't
1136         // know about *implicit* refs as introduced in #42640.
1137         //
1138         // This is not a problem. For example, consider
1139         //
1140         //      let (ref x, ref y) = (Foo { .. }, Bar { .. });
1141         //
1142         // Due to the explicit refs on the left hand side, the below code would signal
1143         // that the temporary value on the right hand side should live until the end of
1144         // the enclosing block (as opposed to being dropped after the let is complete).
1145         //
1146         // To create an implicit ref, however, you must have a borrowed value on the RHS
1147         // already, as in this example (which won't compile before #42640):
1148         //
1149         //      let Foo { x, .. } = &Foo { x: ..., ... };
1150         //
1151         // in place of
1152         //
1153         //      let Foo { ref x, .. } = Foo { ... };
1154         //
1155         // In the former case (the implicit ref version), the temporary is created by the
1156         // & expression, and its lifetime would be extended to the end of the block (due
1157         // to a different rule, not the below code).
1158         match pat.node {
1159             PatKind::Binding(hir::BindingAnnotation::Ref, ..) |
1160             PatKind::Binding(hir::BindingAnnotation::RefMut, ..) => true,
1161
1162             PatKind::Struct(_, ref field_pats, _) => {
1163                 field_pats.iter().any(|fp| is_binding_pat(&fp.node.pat))
1164             }
1165
1166             PatKind::Slice(ref pats1, ref pats2, ref pats3) => {
1167                 pats1.iter().any(|p| is_binding_pat(&p)) ||
1168                 pats2.iter().any(|p| is_binding_pat(&p)) ||
1169                 pats3.iter().any(|p| is_binding_pat(&p))
1170             }
1171
1172             PatKind::TupleStruct(_, ref subpats, _) |
1173             PatKind::Tuple(ref subpats, _) => {
1174                 subpats.iter().any(|p| is_binding_pat(&p))
1175             }
1176
1177             PatKind::Box(ref subpat) => {
1178                 is_binding_pat(&subpat)
1179             }
1180
1181             _ => false,
1182         }
1183     }
1184
1185     /// If `expr` matches the `E&` grammar, then records an extended rvalue scope as appropriate:
1186     ///
1187     ///     E& = & ET
1188     ///        | StructName { ..., f: E&, ... }
1189     ///        | [ ..., E&, ... ]
1190     ///        | ( ..., E&, ... )
1191     ///        | {...; E&}
1192     ///        | box E&
1193     ///        | E& as ...
1194     ///        | ( E& )
1195     fn record_rvalue_scope_if_borrow_expr<'a, 'tcx>(
1196         visitor: &mut RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx>,
1197         expr: &hir::Expr,
1198         blk_id: Option<Scope>)
1199     {
1200         match expr.node {
1201             hir::ExprKind::AddrOf(_, ref subexpr) => {
1202                 record_rvalue_scope_if_borrow_expr(visitor, &subexpr, blk_id);
1203                 record_rvalue_scope(visitor, &subexpr, blk_id);
1204             }
1205             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, _) => {
1206                 for field in fields {
1207                     record_rvalue_scope_if_borrow_expr(
1208                         visitor, &field.expr, blk_id);
1209                 }
1210             }
1211             hir::ExprKind::Array(ref subexprs) |
1212             hir::ExprKind::Tup(ref subexprs) => {
1213                 for subexpr in subexprs {
1214                     record_rvalue_scope_if_borrow_expr(
1215                         visitor, &subexpr, blk_id);
1216                 }
1217             }
1218             hir::ExprKind::Cast(ref subexpr, _) => {
1219                 record_rvalue_scope_if_borrow_expr(visitor, &subexpr, blk_id)
1220             }
1221             hir::ExprKind::Block(ref block, _) => {
1222                 if let Some(ref subexpr) = block.expr {
1223                     record_rvalue_scope_if_borrow_expr(
1224                         visitor, &subexpr, blk_id);
1225                 }
1226             }
1227             _ => {}
1228         }
1229     }
1230
1231     /// Applied to an expression `expr` if `expr` -- or something owned or partially owned by
1232     /// `expr` -- is going to be indirectly referenced by a variable in a let statement. In that
1233     /// case, the "temporary lifetime" or `expr` is extended to be the block enclosing the `let`
1234     /// statement.
1235     ///
1236     /// More formally, if `expr` matches the grammar `ET`, record the rvalue scope of the matching
1237     /// `<rvalue>` as `blk_id`:
1238     ///
1239     ///     ET = *ET
1240     ///        | ET[...]
1241     ///        | ET.f
1242     ///        | (ET)
1243     ///        | <rvalue>
1244     ///
1245     /// Note: ET is intended to match "rvalues or places based on rvalues".
1246     fn record_rvalue_scope<'a, 'tcx>(visitor: &mut RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx>,
1247                                      expr: &hir::Expr,
1248                                      blk_scope: Option<Scope>) {
1249         let mut expr = expr;
1250         loop {
1251             // Note: give all the expressions matching `ET` with the
1252             // extended temporary lifetime, not just the innermost rvalue,
1253             // because in codegen if we must compile e.g. `*rvalue()`
1254             // into a temporary, we request the temporary scope of the
1255             // outer expression.
1256             visitor.scope_tree.record_rvalue_scope(expr.hir_id.local_id, blk_scope);
1257
1258             match expr.node {
1259                 hir::ExprKind::AddrOf(_, ref subexpr) |
1260                 hir::ExprKind::Unary(hir::UnDeref, ref subexpr) |
1261                 hir::ExprKind::Field(ref subexpr, _) |
1262                 hir::ExprKind::Index(ref subexpr, _) => {
1263                     expr = &subexpr;
1264                 }
1265                 _ => {
1266                     return;
1267                 }
1268             }
1269         }
1270     }
1271 }
1272
1273 impl<'a, 'tcx> RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx> {
1274     /// Records the current parent (if any) as the parent of `child_scope`.
1275     /// Returns the depth of `child_scope`.
1276     fn record_child_scope(&mut self, child_scope: Scope) -> ScopeDepth {
1277         let parent = self.cx.parent;
1278         self.scope_tree.record_scope_parent(child_scope, parent);
1279         // If `child_scope` has no parent, it must be the root node, and so has
1280         // a depth of 1. Otherwise, its depth is one more than its parent's.
1281         parent.map_or(1, |(_p, d)| d + 1)
1282     }
1283
1284     /// Records the current parent (if any) as the parent of `child_scope`,
1285     /// and sets `child_scope` as the new current parent.
1286     fn enter_scope(&mut self, child_scope: Scope) {
1287         let child_depth = self.record_child_scope(child_scope);
1288         self.cx.parent = Some((child_scope, child_depth));
1289     }
1290
1291     fn enter_node_scope_with_dtor(&mut self, id: hir::ItemLocalId) {
1292         // If node was previously marked as a terminating scope during the
1293         // recursive visit of its parent node in the AST, then we need to
1294         // account for the destruction scope representing the scope of
1295         // the destructors that run immediately after it completes.
1296         if self.terminating_scopes.contains(&id) {
1297             self.enter_scope(Scope::Destruction(id));
1298         }
1299         self.enter_scope(Scope::Node(id));
1300     }
1301 }
1302
1303 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for RegionResolutionVisitor<'a, 'tcx> {
1304     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1305         NestedVisitorMap::None
1306     }
1307
1308     fn visit_block(&mut self, b: &'tcx Block) {
1309         resolve_block(self, b);
1310     }
1311
1312     fn visit_body(&mut self, body: &'tcx hir::Body) {
1313         let body_id = body.id();
1314         let owner_id = self.tcx.hir.body_owner(body_id);
1315
1316         debug!("visit_body(id={:?}, span={:?}, body.id={:?}, cx.parent={:?})",
1317                owner_id,
1318                self.tcx.sess.source_map().span_to_string(body.value.span),
1319                body_id,
1320                self.cx.parent);
1321
1322         let outer_ec = mem::replace(&mut self.expr_and_pat_count, 0);
1323         let outer_cx = self.cx;
1324         let outer_ts = mem::replace(&mut self.terminating_scopes, FxHashSet());
1325         self.terminating_scopes.insert(body.value.hir_id.local_id);
1326
1327         if let Some(root_id) = self.cx.root_id {
1328             self.scope_tree.record_closure_parent(body.value.hir_id.local_id, root_id);
1329         }
1330         self.cx.root_id = Some(body.value.hir_id.local_id);
1331
1332         self.enter_scope(Scope::CallSite(body.value.hir_id.local_id));
1333         self.enter_scope(Scope::Arguments(body.value.hir_id.local_id));
1334
1335         // The arguments and `self` are parented to the fn.
1336         self.cx.var_parent = self.cx.parent.take();
1337         for argument in &body.arguments {
1338             self.visit_pat(&argument.pat);
1339         }
1340
1341         // The body of the every fn is a root scope.
1342         self.cx.parent = self.cx.var_parent;
1343         if let hir::BodyOwnerKind::Fn = self.tcx.hir.body_owner_kind(owner_id) {
1344             self.visit_expr(&body.value);
1345         } else {
1346             // Only functions have an outer terminating (drop) scope, while
1347             // temporaries in constant initializers may be 'static, but only
1348             // according to rvalue lifetime semantics, using the same
1349             // syntactical rules used for let initializers.
1350             //
1351             // E.g. in `let x = &f();`, the temporary holding the result from
1352             // the `f()` call lives for the entirety of the surrounding block.
1353             //
1354             // Similarly, `const X: ... = &f();` would have the result of `f()`
1355             // live for `'static`, implying (if Drop restrictions on constants
1356             // ever get lifted) that the value *could* have a destructor, but
1357             // it'd get leaked instead of the destructor running during the
1358             // evaluation of `X` (if at all allowed by CTFE).
1359             //
1360             // However, `const Y: ... = g(&f());`, like `let y = g(&f());`,
1361             // would *not* let the `f()` temporary escape into an outer scope
1362             // (i.e. `'static`), which means that after `g` returns, it drops,
1363             // and all the associated destruction scope rules apply.
1364             self.cx.var_parent = None;
1365             resolve_local(self, None, Some(&body.value));
1366         }
1367
1368         if body.is_generator {
1369             self.scope_tree.body_expr_count.insert(body_id, self.expr_and_pat_count);
1370         }
1371
1372         // Restore context we had at the start.
1373         self.expr_and_pat_count = outer_ec;
1374         self.cx = outer_cx;
1375         self.terminating_scopes = outer_ts;
1376     }
1377
1378     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx Arm) {
1379         resolve_arm(self, a);
1380     }
1381     fn visit_pat(&mut self, p: &'tcx Pat) {
1382         resolve_pat(self, p);
1383     }
1384     fn visit_stmt(&mut self, s: &'tcx Stmt) {
1385         resolve_stmt(self, s);
1386     }
1387     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
1388         resolve_expr(self, ex);
1389     }
1390     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx Local) {
1391         resolve_local(self, Some(&l.pat), l.init.as_ref().map(|e| &**e));
1392     }
1393 }
1394
1395 fn region_scope_tree<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId)
1396     -> Lrc<ScopeTree>
1397 {
1398     let closure_base_def_id = tcx.closure_base_def_id(def_id);
1399     if closure_base_def_id != def_id {
1400         return tcx.region_scope_tree(closure_base_def_id);
1401     }
1402
1403     let id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).unwrap();
1404     let scope_tree = if let Some(body_id) = tcx.hir.maybe_body_owned_by(id) {
1405         let mut visitor = RegionResolutionVisitor {
1406             tcx,
1407             scope_tree: ScopeTree::default(),
1408             expr_and_pat_count: 0,
1409             cx: Context {
1410                 root_id: None,
1411                 parent: None,
1412                 var_parent: None,
1413             },
1414             terminating_scopes: FxHashSet(),
1415         };
1416
1417         let body = tcx.hir.body(body_id);
1418         visitor.scope_tree.root_body = Some(body.value.hir_id);
1419
1420         // If the item is an associated const or a method,
1421         // record its impl/trait parent, as it can also have
1422         // lifetime parameters free in this body.
1423         match tcx.hir.get(id) {
1424             Node::ImplItem(_) |
1425             Node::TraitItem(_) => {
1426                 visitor.scope_tree.root_parent = Some(tcx.hir.get_parent(id));
1427             }
1428             _ => {}
1429         }
1430
1431         visitor.visit_body(body);
1432
1433         visitor.scope_tree
1434     } else {
1435         ScopeTree::default()
1436     };
1437
1438     Lrc::new(scope_tree)
1439 }
1440
1441 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
1442     *providers = Providers {
1443         region_scope_tree,
1444         ..*providers
1445     };
1446 }
1447
1448 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ScopeTree {
1449     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1450                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1451                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1452         let ScopeTree {
1453             root_body,
1454             root_parent,
1455             ref body_expr_count,
1456             ref parent_map,
1457             ref var_map,
1458             ref destruction_scopes,
1459             ref rvalue_scopes,
1460             ref closure_tree,
1461             ref yield_in_scope,
1462         } = *self;
1463
1464         hcx.with_node_id_hashing_mode(NodeIdHashingMode::HashDefPath, |hcx| {
1465             root_body.hash_stable(hcx, hasher);
1466             root_parent.hash_stable(hcx, hasher);
1467         });
1468
1469         body_expr_count.hash_stable(hcx, hasher);
1470         parent_map.hash_stable(hcx, hasher);
1471         var_map.hash_stable(hcx, hasher);
1472         destruction_scopes.hash_stable(hcx, hasher);
1473         rvalue_scopes.hash_stable(hcx, hasher);
1474         closure_tree.hash_stable(hcx, hasher);
1475         yield_in_scope.hash_stable(hcx, hasher);
1476     }
1477 }