]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/mir/repr.rs
Update E0253.rs
[rust.git] / src / librustc / mir / repr.rs
1 // Copyright 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 use graphviz::IntoCow;
12 use middle::const_val::ConstVal;
13 use rustc_const_math::{ConstUsize, ConstInt, ConstMathErr};
14 use rustc_data_structures::indexed_vec::{IndexVec, Idx};
15 use rustc_data_structures::control_flow_graph::dominators::{Dominators, dominators};
16 use rustc_data_structures::control_flow_graph::{GraphPredecessors, GraphSuccessors};
17 use rustc_data_structures::control_flow_graph::ControlFlowGraph;
18 use hir::def_id::DefId;
19 use ty::subst::Substs;
20 use ty::{self, AdtDef, ClosureSubsts, FnOutput, Region, Ty};
21 use util::ppaux;
22 use rustc_back::slice;
23 use hir::InlineAsm;
24 use std::ascii;
25 use std::borrow::{Cow};
26 use std::cell::Ref;
27 use std::fmt::{self, Debug, Formatter, Write};
28 use std::{iter, u32};
29 use std::ops::{Index, IndexMut};
30 use std::vec::IntoIter;
31 use syntax::ast::{self, Name};
32 use syntax_pos::Span;
33
34 use super::cache::Cache;
35
36 macro_rules! newtype_index {
37     ($name:ident, $debug_name:expr) => (
38         #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord,
39          RustcEncodable, RustcDecodable)]
40         pub struct $name(u32);
41
42         impl Idx for $name {
43             fn new(value: usize) -> Self {
44                 assert!(value < (u32::MAX) as usize);
45                 $name(value as u32)
46             }
47             fn index(self) -> usize {
48                 self.0 as usize
49             }
50         }
51
52         impl Debug for $name {
53             fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter) -> fmt::Result {
54                 write!(fmt, "{}{}", $debug_name, self.0)
55             }
56         }
57     )
58 }
59
60 /// Lowered representation of a single function.
61 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, Debug)]
62 pub struct Mir<'tcx> {
63     /// List of basic blocks. References to basic block use a newtyped index type `BasicBlock`
64     /// that indexes into this vector.
65     basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
66
67     /// List of visibility (lexical) scopes; these are referenced by statements
68     /// and used (eventually) for debuginfo. Indexed by a `VisibilityScope`.
69     pub visibility_scopes: IndexVec<VisibilityScope, VisibilityScopeData>,
70
71     /// Rvalues promoted from this function, such as borrows of constants.
72     /// Each of them is the Mir of a constant with the fn's type parameters
73     /// in scope, but no vars or args and a separate set of temps.
74     pub promoted: IndexVec<Promoted, Mir<'tcx>>,
75
76     /// Return type of the function.
77     pub return_ty: FnOutput<'tcx>,
78
79     /// Variables: these are stack slots corresponding to user variables. They may be
80     /// assigned many times.
81     pub var_decls: IndexVec<Var, VarDecl<'tcx>>,
82
83     /// Args: these are stack slots corresponding to the input arguments.
84     pub arg_decls: IndexVec<Arg, ArgDecl<'tcx>>,
85
86     /// Temp declarations: stack slots that for temporaries created by
87     /// the compiler. These are assigned once, but they are not SSA
88     /// values in that it is possible to borrow them and mutate them
89     /// through the resulting reference.
90     pub temp_decls: IndexVec<Temp, TempDecl<'tcx>>,
91
92     /// Names and capture modes of all the closure upvars, assuming
93     /// the first argument is either the closure or a reference to it.
94     pub upvar_decls: Vec<UpvarDecl>,
95
96     /// A span representing this MIR, for error reporting
97     pub span: Span,
98
99     /// A cache for various calculations
100     cache: Cache
101 }
102
103 /// where execution begins
104 pub const START_BLOCK: BasicBlock = BasicBlock(0);
105
106 impl<'tcx> Mir<'tcx> {
107     pub fn new(basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
108                visibility_scopes: IndexVec<VisibilityScope, VisibilityScopeData>,
109                promoted: IndexVec<Promoted, Mir<'tcx>>,
110                return_ty: FnOutput<'tcx>,
111                var_decls: IndexVec<Var, VarDecl<'tcx>>,
112                arg_decls: IndexVec<Arg, ArgDecl<'tcx>>,
113                temp_decls: IndexVec<Temp, TempDecl<'tcx>>,
114                upvar_decls: Vec<UpvarDecl>,
115                span: Span) -> Self
116     {
117         Mir {
118             basic_blocks: basic_blocks,
119             visibility_scopes: visibility_scopes,
120             promoted: promoted,
121             return_ty: return_ty,
122             var_decls: var_decls,
123             arg_decls: arg_decls,
124             temp_decls: temp_decls,
125             upvar_decls: upvar_decls,
126             span: span,
127             cache: Cache::new()
128         }
129     }
130
131     #[inline]
132     pub fn basic_blocks(&self) -> &IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>> {
133         &self.basic_blocks
134     }
135
136     #[inline]
137     pub fn basic_blocks_mut(&mut self) -> &mut IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>> {
138         self.cache.invalidate();
139         &mut self.basic_blocks
140     }
141
142     #[inline]
143     pub fn predecessors(&self) -> Ref<IndexVec<BasicBlock, Vec<BasicBlock>>> {
144         self.cache.predecessors(self)
145     }
146
147     #[inline]
148     pub fn predecessors_for(&self, bb: BasicBlock) -> Ref<Vec<BasicBlock>> {
149         Ref::map(self.predecessors(), |p| &p[bb])
150     }
151
152     #[inline]
153     pub fn dominators(&self) -> Dominators<BasicBlock> {
154         dominators(self)
155     }
156
157     /// Maps locals (Arg's, Var's, Temp's and ReturnPointer, in that order)
158     /// to their index in the whole list of locals. This is useful if you
159     /// want to treat all locals the same instead of repeating yourself.
160     pub fn local_index(&self, lvalue: &Lvalue<'tcx>) -> Option<Local> {
161         let idx = match *lvalue {
162             Lvalue::Arg(arg) => arg.index(),
163             Lvalue::Var(var) => {
164                 self.arg_decls.len() +
165                 var.index()
166             }
167             Lvalue::Temp(temp) => {
168                 self.arg_decls.len() +
169                 self.var_decls.len() +
170                 temp.index()
171             }
172             Lvalue::ReturnPointer => {
173                 self.arg_decls.len() +
174                 self.var_decls.len() +
175                 self.temp_decls.len()
176             }
177             Lvalue::Static(_) |
178             Lvalue::Projection(_) => return None
179         };
180         Some(Local::new(idx))
181     }
182
183     /// Counts the number of locals, such that that local_index
184     /// will always return an index smaller than this count.
185     pub fn count_locals(&self) -> usize {
186         self.arg_decls.len() +
187         self.var_decls.len() +
188         self.temp_decls.len() + 1
189     }
190 }
191
192 impl<'tcx> Index<BasicBlock> for Mir<'tcx> {
193     type Output = BasicBlockData<'tcx>;
194
195     #[inline]
196     fn index(&self, index: BasicBlock) -> &BasicBlockData<'tcx> {
197         &self.basic_blocks()[index]
198     }
199 }
200
201 impl<'tcx> IndexMut<BasicBlock> for Mir<'tcx> {
202     #[inline]
203     fn index_mut(&mut self, index: BasicBlock) -> &mut BasicBlockData<'tcx> {
204         &mut self.basic_blocks_mut()[index]
205     }
206 }
207
208 /// Grouped information about the source code origin of a MIR entity.
209 /// Intended to be inspected by diagnostics and debuginfo.
210 /// Most passes can work with it as a whole, within a single function.
211 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
212 pub struct SourceInfo {
213     /// Source span for the AST pertaining to this MIR entity.
214     pub span: Span,
215
216     /// The lexical visibility scope, i.e. which bindings can be seen.
217     pub scope: VisibilityScope
218 }
219
220 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
221 // Mutability and borrow kinds
222
223 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
224 pub enum Mutability {
225     Mut,
226     Not,
227 }
228
229 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
230 pub enum BorrowKind {
231     /// Data must be immutable and is aliasable.
232     Shared,
233
234     /// Data must be immutable but not aliasable.  This kind of borrow
235     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
236     /// implicit closure bindings. It is needed when you the closure
237     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
238     ///
239     ///    let x: &mut isize = ...;
240     ///    let y = || *x += 5;
241     ///
242     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
243     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
244     ///
245     ///    struct Env { x: & &mut isize }
246     ///    let x: &mut isize = ...;
247     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
248     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
249     ///
250     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
251     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
252     /// an `&mut` borrow:
253     ///
254     ///    struct Env { x: & &mut isize }
255     ///    let x: &mut isize = ...;
256     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
257     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
258     ///
259     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
260     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
261     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
262     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
263     /// borrow is hidden.
264     ///
265     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
266     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
267     /// simplicity, we don't give users the way to express this
268     /// borrow, it's just used when translating closures.
269     Unique,
270
271     /// Data is mutable and not aliasable.
272     Mut,
273 }
274
275 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
276 // Variables and temps
277
278 /// A "variable" is a binding declared by the user as part of the fn
279 /// decl, a let, etc.
280 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
281 pub struct VarDecl<'tcx> {
282     /// `let mut x` vs `let x`
283     pub mutability: Mutability,
284
285     /// name that user gave the variable; not that, internally,
286     /// mir references variables by index
287     pub name: Name,
288
289     /// type inferred for this variable (`let x: ty = ...`)
290     pub ty: Ty<'tcx>,
291
292     /// source information (span, scope, etc.) for the declaration
293     pub source_info: SourceInfo,
294 }
295
296 /// A "temp" is a temporary that we place on the stack. They are
297 /// anonymous, always mutable, and have only a type.
298 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
299 pub struct TempDecl<'tcx> {
300     pub ty: Ty<'tcx>,
301 }
302
303 /// A "arg" is one of the function's formal arguments. These are
304 /// anonymous and distinct from the bindings that the user declares.
305 ///
306 /// For example, in this function:
307 ///
308 /// ```
309 /// fn foo((x, y): (i32, u32)) { ... }
310 /// ```
311 ///
312 /// there is only one argument, of type `(i32, u32)`, but two bindings
313 /// (`x` and `y`).
314 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
315 pub struct ArgDecl<'tcx> {
316     pub ty: Ty<'tcx>,
317
318     /// If true, this argument is a tuple after monomorphization,
319     /// and has to be collected from multiple actual arguments.
320     pub spread: bool,
321
322     /// Either keywords::Invalid or the name of a single-binding
323     /// pattern associated with this argument. Useful for debuginfo.
324     pub debug_name: Name
325 }
326
327 /// A closure capture, with its name and mode.
328 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
329 pub struct UpvarDecl {
330     pub debug_name: Name,
331
332     /// If true, the capture is behind a reference.
333     pub by_ref: bool
334 }
335
336 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
337 // BasicBlock
338
339 newtype_index!(BasicBlock, "bb");
340
341 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
342 // BasicBlockData and Terminator
343
344 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
345 pub struct BasicBlockData<'tcx> {
346     /// List of statements in this block.
347     pub statements: Vec<Statement<'tcx>>,
348
349     /// Terminator for this block.
350     ///
351     /// NB. This should generally ONLY be `None` during construction.
352     /// Therefore, you should generally access it via the
353     /// `terminator()` or `terminator_mut()` methods. The only
354     /// exception is that certain passes, such as `simplify_cfg`, swap
355     /// out the terminator temporarily with `None` while they continue
356     /// to recurse over the set of basic blocks.
357     pub terminator: Option<Terminator<'tcx>>,
358
359     /// If true, this block lies on an unwind path. This is used
360     /// during trans where distinct kinds of basic blocks may be
361     /// generated (particularly for MSVC cleanup). Unwind blocks must
362     /// only branch to other unwind blocks.
363     pub is_cleanup: bool,
364 }
365
366 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
367 pub struct Terminator<'tcx> {
368     pub source_info: SourceInfo,
369     pub kind: TerminatorKind<'tcx>
370 }
371
372 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable)]
373 pub enum TerminatorKind<'tcx> {
374     /// block should have one successor in the graph; we jump there
375     Goto {
376         target: BasicBlock,
377     },
378
379     /// jump to branch 0 if this lvalue evaluates to true
380     If {
381         cond: Operand<'tcx>,
382         targets: (BasicBlock, BasicBlock),
383     },
384
385     /// lvalue evaluates to some enum; jump depending on the branch
386     Switch {
387         discr: Lvalue<'tcx>,
388         adt_def: AdtDef<'tcx>,
389         targets: Vec<BasicBlock>,
390     },
391
392     /// operand evaluates to an integer; jump depending on its value
393     /// to one of the targets, and otherwise fallback to `otherwise`
394     SwitchInt {
395         /// discriminant value being tested
396         discr: Lvalue<'tcx>,
397
398         /// type of value being tested
399         switch_ty: Ty<'tcx>,
400
401         /// Possible values. The locations to branch to in each case
402         /// are found in the corresponding indices from the `targets` vector.
403         values: Vec<ConstVal>,
404
405         /// Possible branch sites. The length of this vector should be
406         /// equal to the length of the `values` vector plus 1 -- the
407         /// extra item is the block to branch to if none of the values
408         /// fit.
409         targets: Vec<BasicBlock>,
410     },
411
412     /// Indicates that the landing pad is finished and unwinding should
413     /// continue. Emitted by build::scope::diverge_cleanup.
414     Resume,
415
416     /// Indicates a normal return. The ReturnPointer lvalue should
417     /// have been filled in by now. This should occur at most once.
418     Return,
419
420     /// Indicates a terminator that can never be reached.
421     Unreachable,
422
423     /// Drop the Lvalue
424     Drop {
425         location: Lvalue<'tcx>,
426         target: BasicBlock,
427         unwind: Option<BasicBlock>
428     },
429
430     /// Drop the Lvalue and assign the new value over it
431     DropAndReplace {
432         location: Lvalue<'tcx>,
433         value: Operand<'tcx>,
434         target: BasicBlock,
435         unwind: Option<BasicBlock>,
436     },
437
438     /// Block ends with a call of a converging function
439     Call {
440         /// The function that’s being called
441         func: Operand<'tcx>,
442         /// Arguments the function is called with
443         args: Vec<Operand<'tcx>>,
444         /// Destination for the return value. If some, the call is converging.
445         destination: Option<(Lvalue<'tcx>, BasicBlock)>,
446         /// Cleanups to be done if the call unwinds.
447         cleanup: Option<BasicBlock>
448     },
449
450     /// Jump to the target if the condition has the expected value,
451     /// otherwise panic with a message and a cleanup target.
452     Assert {
453         cond: Operand<'tcx>,
454         expected: bool,
455         msg: AssertMessage<'tcx>,
456         target: BasicBlock,
457         cleanup: Option<BasicBlock>
458     }
459 }
460
461 impl<'tcx> Terminator<'tcx> {
462     pub fn successors(&self) -> Cow<[BasicBlock]> {
463         self.kind.successors()
464     }
465
466     pub fn successors_mut(&mut self) -> Vec<&mut BasicBlock> {
467         self.kind.successors_mut()
468     }
469 }
470
471 impl<'tcx> TerminatorKind<'tcx> {
472     pub fn successors(&self) -> Cow<[BasicBlock]> {
473         use self::TerminatorKind::*;
474         match *self {
475             Goto { target: ref b } => slice::ref_slice(b).into_cow(),
476             If { targets: (b1, b2), .. } => vec![b1, b2].into_cow(),
477             Switch { targets: ref b, .. } => b[..].into_cow(),
478             SwitchInt { targets: ref b, .. } => b[..].into_cow(),
479             Resume => (&[]).into_cow(),
480             Return => (&[]).into_cow(),
481             Unreachable => (&[]).into_cow(),
482             Call { destination: Some((_, t)), cleanup: Some(c), .. } => vec![t, c].into_cow(),
483             Call { destination: Some((_, ref t)), cleanup: None, .. } =>
484                 slice::ref_slice(t).into_cow(),
485             Call { destination: None, cleanup: Some(ref c), .. } => slice::ref_slice(c).into_cow(),
486             Call { destination: None, cleanup: None, .. } => (&[]).into_cow(),
487             DropAndReplace { target, unwind: Some(unwind), .. } |
488             Drop { target, unwind: Some(unwind), .. } => {
489                 vec![target, unwind].into_cow()
490             }
491             DropAndReplace { ref target, unwind: None, .. } |
492             Drop { ref target, unwind: None, .. } => {
493                 slice::ref_slice(target).into_cow()
494             }
495             Assert { target, cleanup: Some(unwind), .. } => vec![target, unwind].into_cow(),
496             Assert { ref target, .. } => slice::ref_slice(target).into_cow(),
497         }
498     }
499
500     // FIXME: no mootable cow. I’m honestly not sure what a “cow” between `&mut [BasicBlock]` and
501     // `Vec<&mut BasicBlock>` would look like in the first place.
502     pub fn successors_mut(&mut self) -> Vec<&mut BasicBlock> {
503         use self::TerminatorKind::*;
504         match *self {
505             Goto { target: ref mut b } => vec![b],
506             If { targets: (ref mut b1, ref mut b2), .. } => vec![b1, b2],
507             Switch { targets: ref mut b, .. } => b.iter_mut().collect(),
508             SwitchInt { targets: ref mut b, .. } => b.iter_mut().collect(),
509             Resume => Vec::new(),
510             Return => Vec::new(),
511             Unreachable => Vec::new(),
512             Call { destination: Some((_, ref mut t)), cleanup: Some(ref mut c), .. } => vec![t, c],
513             Call { destination: Some((_, ref mut t)), cleanup: None, .. } => vec![t],
514             Call { destination: None, cleanup: Some(ref mut c), .. } => vec![c],
515             Call { destination: None, cleanup: None, .. } => vec![],
516             DropAndReplace { ref mut target, unwind: Some(ref mut unwind), .. } |
517             Drop { ref mut target, unwind: Some(ref mut unwind), .. } => vec![target, unwind],
518             DropAndReplace { ref mut target, unwind: None, .. } |
519             Drop { ref mut target, unwind: None, .. } => {
520                 vec![target]
521             }
522             Assert { ref mut target, cleanup: Some(ref mut unwind), .. } => vec![target, unwind],
523             Assert { ref mut target, .. } => vec![target]
524         }
525     }
526 }
527
528 impl<'tcx> BasicBlockData<'tcx> {
529     pub fn new(terminator: Option<Terminator<'tcx>>) -> BasicBlockData<'tcx> {
530         BasicBlockData {
531             statements: vec![],
532             terminator: terminator,
533             is_cleanup: false,
534         }
535     }
536
537     /// Accessor for terminator.
538     ///
539     /// Terminator may not be None after construction of the basic block is complete. This accessor
540     /// provides a convenience way to reach the terminator.
541     pub fn terminator(&self) -> &Terminator<'tcx> {
542         self.terminator.as_ref().expect("invalid terminator state")
543     }
544
545     pub fn terminator_mut(&mut self) -> &mut Terminator<'tcx> {
546         self.terminator.as_mut().expect("invalid terminator state")
547     }
548 }
549
550 impl<'tcx> Debug for TerminatorKind<'tcx> {
551     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter) -> fmt::Result {
552         self.fmt_head(fmt)?;
553         let successors = self.successors();
554         let labels = self.fmt_successor_labels();
555         assert_eq!(successors.len(), labels.len());
556
557         match successors.len() {
558             0 => Ok(()),
559
560             1 => write!(fmt, " -> {:?}", successors[0]),
561
562             _ => {
563                 write!(fmt, " -> [")?;
564                 for (i, target) in successors.iter().enumerate() {
565                     if i > 0 {
566                         write!(fmt, ", ")?;
567                     }
568                     write!(fmt, "{}: {:?}", labels[i], target)?;
569                 }
570                 write!(fmt, "]")
571             }
572
573         }
574     }
575 }
576
577 impl<'tcx> TerminatorKind<'tcx> {
578     /// Write the "head" part of the terminator; that is, its name and the data it uses to pick the
579     /// successor basic block, if any. The only information not inlcuded is the list of possible
580     /// successors, which may be rendered differently between the text and the graphviz format.
581     pub fn fmt_head<W: Write>(&self, fmt: &mut W) -> fmt::Result {
582         use self::TerminatorKind::*;
583         match *self {
584             Goto { .. } => write!(fmt, "goto"),
585             If { cond: ref lv, .. } => write!(fmt, "if({:?})", lv),
586             Switch { discr: ref lv, .. } => write!(fmt, "switch({:?})", lv),
587             SwitchInt { discr: ref lv, .. } => write!(fmt, "switchInt({:?})", lv),
588             Return => write!(fmt, "return"),
589             Resume => write!(fmt, "resume"),
590             Unreachable => write!(fmt, "unreachable"),
591             Drop { ref location, .. } => write!(fmt, "drop({:?})", location),
592             DropAndReplace { ref location, ref value, .. } =>
593                 write!(fmt, "replace({:?} <- {:?})", location, value),
594             Call { ref func, ref args, ref destination, .. } => {
595                 if let Some((ref destination, _)) = *destination {
596                     write!(fmt, "{:?} = ", destination)?;
597                 }
598                 write!(fmt, "{:?}(", func)?;
599                 for (index, arg) in args.iter().enumerate() {
600                     if index > 0 {
601                         write!(fmt, ", ")?;
602                     }
603                     write!(fmt, "{:?}", arg)?;
604                 }
605                 write!(fmt, ")")
606             }
607             Assert { ref cond, expected, ref msg, .. } => {
608                 write!(fmt, "assert(")?;
609                 if !expected {
610                     write!(fmt, "!")?;
611                 }
612                 write!(fmt, "{:?}, ", cond)?;
613
614                 match *msg {
615                     AssertMessage::BoundsCheck { ref len, ref index } => {
616                         write!(fmt, "{:?}, {:?}, {:?}",
617                                "index out of bounds: the len is {} but the index is {}",
618                                len, index)?;
619                     }
620                     AssertMessage::Math(ref err) => {
621                         write!(fmt, "{:?}", err.description())?;
622                     }
623                 }
624
625                 write!(fmt, ")")
626             }
627         }
628     }
629
630     /// Return the list of labels for the edges to the successor basic blocks.
631     pub fn fmt_successor_labels(&self) -> Vec<Cow<'static, str>> {
632         use self::TerminatorKind::*;
633         match *self {
634             Return | Resume | Unreachable => vec![],
635             Goto { .. } => vec!["".into()],
636             If { .. } => vec!["true".into(), "false".into()],
637             Switch { ref adt_def, .. } => {
638                 adt_def.variants
639                        .iter()
640                        .map(|variant| variant.name.to_string().into())
641                        .collect()
642             }
643             SwitchInt { ref values, .. } => {
644                 values.iter()
645                       .map(|const_val| {
646                           let mut buf = String::new();
647                           fmt_const_val(&mut buf, const_val).unwrap();
648                           buf.into()
649                       })
650                       .chain(iter::once(String::from("otherwise").into()))
651                       .collect()
652             }
653             Call { destination: Some(_), cleanup: Some(_), .. } =>
654                 vec!["return".into_cow(), "unwind".into_cow()],
655             Call { destination: Some(_), cleanup: None, .. } => vec!["return".into_cow()],
656             Call { destination: None, cleanup: Some(_), .. } => vec!["unwind".into_cow()],
657             Call { destination: None, cleanup: None, .. } => vec![],
658             DropAndReplace { unwind: None, .. } |
659             Drop { unwind: None, .. } => vec!["return".into_cow()],
660             DropAndReplace { unwind: Some(_), .. } |
661             Drop { unwind: Some(_), .. } => {
662                 vec!["return".into_cow(), "unwind".into_cow()]
663             }
664             Assert { cleanup: None, .. } => vec!["".into()],
665             Assert { .. } =>
666                 vec!["success".into_cow(), "unwind".into_cow()]
667         }
668     }
669 }
670
671 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
672 pub enum AssertMessage<'tcx> {
673     BoundsCheck {
674         len: Operand<'tcx>,
675         index: Operand<'tcx>
676     },
677     Math(ConstMathErr)
678 }
679
680 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
681 // Statements
682
683 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable)]
684 pub struct Statement<'tcx> {
685     pub source_info: SourceInfo,
686     pub kind: StatementKind<'tcx>,
687 }
688
689 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
690 pub enum StatementKind<'tcx> {
691     Assign(Lvalue<'tcx>, Rvalue<'tcx>),
692 }
693
694 impl<'tcx> Debug for Statement<'tcx> {
695     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter) -> fmt::Result {
696         use self::StatementKind::*;
697         match self.kind {
698             Assign(ref lv, ref rv) => write!(fmt, "{:?} = {:?}", lv, rv)
699         }
700     }
701 }
702
703 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
704 // Lvalues
705
706 newtype_index!(Var, "var");
707 newtype_index!(Temp, "tmp");
708 newtype_index!(Arg, "arg");
709 newtype_index!(Local, "local");
710
711 /// A path to a value; something that can be evaluated without
712 /// changing or disturbing program state.
713 #[derive(Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
714 pub enum Lvalue<'tcx> {
715     /// local variable declared by the user
716     Var(Var),
717
718     /// temporary introduced during lowering into MIR
719     Temp(Temp),
720
721     /// formal parameter of the function; note that these are NOT the
722     /// bindings that the user declares, which are vars
723     Arg(Arg),
724
725     /// static or static mut variable
726     Static(DefId),
727
728     /// the return pointer of the fn
729     ReturnPointer,
730
731     /// projection out of an lvalue (access a field, deref a pointer, etc)
732     Projection(Box<LvalueProjection<'tcx>>),
733 }
734
735 /// The `Projection` data structure defines things of the form `B.x`
736 /// or `*B` or `B[index]`. Note that it is parameterized because it is
737 /// shared between `Constant` and `Lvalue`. See the aliases
738 /// `LvalueProjection` etc below.
739 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
740 pub struct Projection<'tcx, B, V> {
741     pub base: B,
742     pub elem: ProjectionElem<'tcx, V>,
743 }
744
745 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
746 pub enum ProjectionElem<'tcx, V> {
747     Deref,
748     Field(Field, Ty<'tcx>),
749     Index(V),
750
751     /// These indices are generated by slice patterns. Easiest to explain
752     /// by example:
753     ///
754     /// ```
755     /// [X, _, .._, _, _] => { offset: 0, min_length: 4, from_end: false },
756     /// [_, X, .._, _, _] => { offset: 1, min_length: 4, from_end: false },
757     /// [_, _, .._, X, _] => { offset: 2, min_length: 4, from_end: true },
758     /// [_, _, .._, _, X] => { offset: 1, min_length: 4, from_end: true },
759     /// ```
760     ConstantIndex {
761         /// index or -index (in Python terms), depending on from_end
762         offset: u32,
763         /// thing being indexed must be at least this long
764         min_length: u32,
765         /// counting backwards from end?
766         from_end: bool,
767     },
768
769     /// These indices are generated by slice patterns.
770     ///
771     /// slice[from:-to] in Python terms.
772     Subslice {
773         from: u32,
774         to: u32,
775     },
776
777     /// "Downcast" to a variant of an ADT. Currently, we only introduce
778     /// this for ADTs with more than one variant. It may be better to
779     /// just introduce it always, or always for enums.
780     Downcast(AdtDef<'tcx>, usize),
781 }
782
783 /// Alias for projections as they appear in lvalues, where the base is an lvalue
784 /// and the index is an operand.
785 pub type LvalueProjection<'tcx> = Projection<'tcx, Lvalue<'tcx>, Operand<'tcx>>;
786
787 /// Alias for projections as they appear in lvalues, where the base is an lvalue
788 /// and the index is an operand.
789 pub type LvalueElem<'tcx> = ProjectionElem<'tcx, Operand<'tcx>>;
790
791 newtype_index!(Field, "field");
792
793 impl<'tcx> Lvalue<'tcx> {
794     pub fn field(self, f: Field, ty: Ty<'tcx>) -> Lvalue<'tcx> {
795         self.elem(ProjectionElem::Field(f, ty))
796     }
797
798     pub fn deref(self) -> Lvalue<'tcx> {
799         self.elem(ProjectionElem::Deref)
800     }
801
802     pub fn index(self, index: Operand<'tcx>) -> Lvalue<'tcx> {
803         self.elem(ProjectionElem::Index(index))
804     }
805
806     pub fn elem(self, elem: LvalueElem<'tcx>) -> Lvalue<'tcx> {
807         Lvalue::Projection(Box::new(LvalueProjection {
808             base: self,
809             elem: elem,
810         }))
811     }
812 }
813
814 impl<'tcx> Debug for Lvalue<'tcx> {
815     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter) -> fmt::Result {
816         use self::Lvalue::*;
817
818         match *self {
819             Var(id) => write!(fmt, "{:?}", id),
820             Arg(id) => write!(fmt, "{:?}", id),
821             Temp(id) => write!(fmt, "{:?}", id),
822             Static(def_id) =>
823                 write!(fmt, "{}", ty::tls::with(|tcx| tcx.item_path_str(def_id))),
824             ReturnPointer =>
825                 write!(fmt, "return"),
826             Projection(ref data) =>
827                 match data.elem {
828                     ProjectionElem::Downcast(ref adt_def, index) =>
829                         write!(fmt, "({:?} as {})", data.base, adt_def.variants[index].name),
830                     ProjectionElem::Deref =>
831                         write!(fmt, "(*{:?})", data.base),
832                     ProjectionElem::Field(field, ty) =>
833                         write!(fmt, "({:?}.{:?}: {:?})", data.base, field.index(), ty),
834                     ProjectionElem::Index(ref index) =>
835                         write!(fmt, "{:?}[{:?}]", data.base, index),
836                     ProjectionElem::ConstantIndex { offset, min_length, from_end: false } =>
837                         write!(fmt, "{:?}[{:?} of {:?}]", data.base, offset, min_length),
838                     ProjectionElem::ConstantIndex { offset, min_length, from_end: true } =>
839                         write!(fmt, "{:?}[-{:?} of {:?}]", data.base, offset, min_length),
840                     ProjectionElem::Subslice { from, to } if to == 0 =>
841                         write!(fmt, "{:?}[{:?}:", data.base, from),
842                     ProjectionElem::Subslice { from, to } if from == 0 =>
843                         write!(fmt, "{:?}[:-{:?}]", data.base, to),
844                     ProjectionElem::Subslice { from, to } =>
845                         write!(fmt, "{:?}[{:?}:-{:?}]", data.base,
846                                from, to),
847
848                 },
849         }
850     }
851 }
852
853 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
854 // Scopes
855
856 newtype_index!(VisibilityScope, "scope");
857 pub const ARGUMENT_VISIBILITY_SCOPE : VisibilityScope = VisibilityScope(0);
858
859 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
860 pub struct VisibilityScopeData {
861     pub span: Span,
862     pub parent_scope: Option<VisibilityScope>,
863 }
864
865 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
866 // Operands
867
868 /// These are values that can appear inside an rvalue (or an index
869 /// lvalue). They are intentionally limited to prevent rvalues from
870 /// being nested in one another.
871 #[derive(Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
872 pub enum Operand<'tcx> {
873     Consume(Lvalue<'tcx>),
874     Constant(Constant<'tcx>),
875 }
876
877 impl<'tcx> Debug for Operand<'tcx> {
878     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter) -> fmt::Result {
879         use self::Operand::*;
880         match *self {
881             Constant(ref a) => write!(fmt, "{:?}", a),
882             Consume(ref lv) => write!(fmt, "{:?}", lv),
883         }
884     }
885 }
886
887 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
888 /// Rvalues
889
890 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable)]
891 pub enum Rvalue<'tcx> {
892     /// x (either a move or copy, depending on type of x)
893     Use(Operand<'tcx>),
894
895     /// [x; 32]
896     Repeat(Operand<'tcx>, TypedConstVal<'tcx>),
897
898     /// &x or &mut x
899     Ref(Region, BorrowKind, Lvalue<'tcx>),
900
901     /// length of a [X] or [X;n] value
902     Len(Lvalue<'tcx>),
903
904     Cast(CastKind, Operand<'tcx>, Ty<'tcx>),
905
906     BinaryOp(BinOp, Operand<'tcx>, Operand<'tcx>),
907     CheckedBinaryOp(BinOp, Operand<'tcx>, Operand<'tcx>),
908
909     UnaryOp(UnOp, Operand<'tcx>),
910
911     /// Creates an *uninitialized* Box
912     Box(Ty<'tcx>),
913
914     /// Create an aggregate value, like a tuple or struct.  This is
915     /// only needed because we want to distinguish `dest = Foo { x:
916     /// ..., y: ... }` from `dest.x = ...; dest.y = ...;` in the case
917     /// that `Foo` has a destructor. These rvalues can be optimized
918     /// away after type-checking and before lowering.
919     Aggregate(AggregateKind<'tcx>, Vec<Operand<'tcx>>),
920
921     InlineAsm {
922         asm: InlineAsm,
923         outputs: Vec<Lvalue<'tcx>>,
924         inputs: Vec<Operand<'tcx>>
925     }
926 }
927
928 #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
929 pub enum CastKind {
930     Misc,
931
932     /// Convert unique, zero-sized type for a fn to fn()
933     ReifyFnPointer,
934
935     /// Convert safe fn() to unsafe fn()
936     UnsafeFnPointer,
937
938     /// "Unsize" -- convert a thin-or-fat pointer to a fat pointer.
939     /// trans must figure out the details once full monomorphization
940     /// is known. For example, this could be used to cast from a
941     /// `&[i32;N]` to a `&[i32]`, or a `Box<T>` to a `Box<Trait>`
942     /// (presuming `T: Trait`).
943     Unsize,
944 }
945
946 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
947 pub enum AggregateKind<'tcx> {
948     Vec,
949     Tuple,
950     Adt(AdtDef<'tcx>, usize, &'tcx Substs<'tcx>),
951     Closure(DefId, ClosureSubsts<'tcx>),
952 }
953
954 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
955 pub enum BinOp {
956     /// The `+` operator (addition)
957     Add,
958     /// The `-` operator (subtraction)
959     Sub,
960     /// The `*` operator (multiplication)
961     Mul,
962     /// The `/` operator (division)
963     Div,
964     /// The `%` operator (modulus)
965     Rem,
966     /// The `^` operator (bitwise xor)
967     BitXor,
968     /// The `&` operator (bitwise and)
969     BitAnd,
970     /// The `|` operator (bitwise or)
971     BitOr,
972     /// The `<<` operator (shift left)
973     Shl,
974     /// The `>>` operator (shift right)
975     Shr,
976     /// The `==` operator (equality)
977     Eq,
978     /// The `<` operator (less than)
979     Lt,
980     /// The `<=` operator (less than or equal to)
981     Le,
982     /// The `!=` operator (not equal to)
983     Ne,
984     /// The `>=` operator (greater than or equal to)
985     Ge,
986     /// The `>` operator (greater than)
987     Gt,
988 }
989
990 impl BinOp {
991     pub fn is_checkable(self) -> bool {
992         use self::BinOp::*;
993         match self {
994             Add | Sub | Mul | Shl | Shr => true,
995             _ => false
996         }
997     }
998 }
999
1000 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1001 pub enum UnOp {
1002     /// The `!` operator for logical inversion
1003     Not,
1004     /// The `-` operator for negation
1005     Neg,
1006 }
1007
1008 impl<'tcx> Debug for Rvalue<'tcx> {
1009     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter) -> fmt::Result {
1010         use self::Rvalue::*;
1011
1012         match *self {
1013             Use(ref lvalue) => write!(fmt, "{:?}", lvalue),
1014             Repeat(ref a, ref b) => write!(fmt, "[{:?}; {:?}]", a, b),
1015             Len(ref a) => write!(fmt, "Len({:?})", a),
1016             Cast(ref kind, ref lv, ref ty) => write!(fmt, "{:?} as {:?} ({:?})", lv, ty, kind),
1017             BinaryOp(ref op, ref a, ref b) => write!(fmt, "{:?}({:?}, {:?})", op, a, b),
1018             CheckedBinaryOp(ref op, ref a, ref b) => {
1019                 write!(fmt, "Checked{:?}({:?}, {:?})", op, a, b)
1020             }
1021             UnaryOp(ref op, ref a) => write!(fmt, "{:?}({:?})", op, a),
1022             Box(ref t) => write!(fmt, "Box({:?})", t),
1023             InlineAsm { ref asm, ref outputs, ref inputs } => {
1024                 write!(fmt, "asm!({:?} : {:?} : {:?})", asm, outputs, inputs)
1025             }
1026
1027             Ref(_, borrow_kind, ref lv) => {
1028                 let kind_str = match borrow_kind {
1029                     BorrowKind::Shared => "",
1030                     BorrowKind::Mut | BorrowKind::Unique => "mut ",
1031                 };
1032                 write!(fmt, "&{}{:?}", kind_str, lv)
1033             }
1034
1035             Aggregate(ref kind, ref lvs) => {
1036                 use self::AggregateKind::*;
1037
1038                 fn fmt_tuple(fmt: &mut Formatter, lvs: &[Operand]) -> fmt::Result {
1039                     let mut tuple_fmt = fmt.debug_tuple("");
1040                     for lv in lvs {
1041                         tuple_fmt.field(lv);
1042                     }
1043                     tuple_fmt.finish()
1044                 }
1045
1046                 match *kind {
1047                     Vec => write!(fmt, "{:?}", lvs),
1048
1049                     Tuple => {
1050                         match lvs.len() {
1051                             0 => write!(fmt, "()"),
1052                             1 => write!(fmt, "({:?},)", lvs[0]),
1053                             _ => fmt_tuple(fmt, lvs),
1054                         }
1055                     }
1056
1057                     Adt(adt_def, variant, substs) => {
1058                         let variant_def = &adt_def.variants[variant];
1059
1060                         ppaux::parameterized(fmt, substs, variant_def.did,
1061                                              ppaux::Ns::Value, &[],
1062                                              |tcx| {
1063                             Some(tcx.lookup_item_type(variant_def.did).generics)
1064                         })?;
1065
1066                         match variant_def.kind {
1067                             ty::VariantKind::Unit => Ok(()),
1068                             ty::VariantKind::Tuple => fmt_tuple(fmt, lvs),
1069                             ty::VariantKind::Struct => {
1070                                 let mut struct_fmt = fmt.debug_struct("");
1071                                 for (field, lv) in variant_def.fields.iter().zip(lvs) {
1072                                     struct_fmt.field(&field.name.as_str(), lv);
1073                                 }
1074                                 struct_fmt.finish()
1075                             }
1076                         }
1077                     }
1078
1079                     Closure(def_id, _) => ty::tls::with(|tcx| {
1080                         if let Some(node_id) = tcx.map.as_local_node_id(def_id) {
1081                             let name = format!("[closure@{:?}]", tcx.map.span(node_id));
1082                             let mut struct_fmt = fmt.debug_struct(&name);
1083
1084                             tcx.with_freevars(node_id, |freevars| {
1085                                 for (freevar, lv) in freevars.iter().zip(lvs) {
1086                                     let var_name = tcx.local_var_name_str(freevar.def.var_id());
1087                                     struct_fmt.field(&var_name, lv);
1088                                 }
1089                             });
1090
1091                             struct_fmt.finish()
1092                         } else {
1093                             write!(fmt, "[closure]")
1094                         }
1095                     }),
1096                 }
1097             }
1098         }
1099     }
1100 }
1101
1102 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1103 /// Constants
1104 ///
1105 /// Two constants are equal if they are the same constant. Note that
1106 /// this does not necessarily mean that they are "==" in Rust -- in
1107 /// particular one must be wary of `NaN`!
1108
1109 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1110 pub struct Constant<'tcx> {
1111     pub span: Span,
1112     pub ty: Ty<'tcx>,
1113     pub literal: Literal<'tcx>,
1114 }
1115
1116 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1117 pub struct TypedConstVal<'tcx> {
1118     pub ty: Ty<'tcx>,
1119     pub span: Span,
1120     pub value: ConstUsize,
1121 }
1122
1123 impl<'tcx> Debug for TypedConstVal<'tcx> {
1124     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter) -> fmt::Result {
1125         write!(fmt, "const {}", ConstInt::Usize(self.value))
1126     }
1127 }
1128
1129 newtype_index!(Promoted, "promoted");
1130
1131 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1132 pub enum Literal<'tcx> {
1133     Item {
1134         def_id: DefId,
1135         substs: &'tcx Substs<'tcx>,
1136     },
1137     Value {
1138         value: ConstVal,
1139     },
1140     Promoted {
1141         // Index into the `promoted` vector of `Mir`.
1142         index: Promoted
1143     },
1144 }
1145
1146 impl<'tcx> Debug for Constant<'tcx> {
1147     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter) -> fmt::Result {
1148         write!(fmt, "{:?}", self.literal)
1149     }
1150 }
1151
1152 impl<'tcx> Debug for Literal<'tcx> {
1153     fn fmt(&self, fmt: &mut Formatter) -> fmt::Result {
1154         use self::Literal::*;
1155         match *self {
1156             Item { def_id, substs } => {
1157                 ppaux::parameterized(
1158                     fmt, substs, def_id, ppaux::Ns::Value, &[],
1159                     |tcx| Some(tcx.lookup_item_type(def_id).generics))
1160             }
1161             Value { ref value } => {
1162                 write!(fmt, "const ")?;
1163                 fmt_const_val(fmt, value)
1164             }
1165             Promoted { index } => {
1166                 write!(fmt, "{:?}", index)
1167             }
1168         }
1169     }
1170 }
1171
1172 /// Write a `ConstVal` in a way closer to the original source code than the `Debug` output.
1173 fn fmt_const_val<W: Write>(fmt: &mut W, const_val: &ConstVal) -> fmt::Result {
1174     use middle::const_val::ConstVal::*;
1175     match *const_val {
1176         Float(f) => write!(fmt, "{:?}", f),
1177         Integral(n) => write!(fmt, "{}", n),
1178         Str(ref s) => write!(fmt, "{:?}", s),
1179         ByteStr(ref bytes) => {
1180             let escaped: String = bytes
1181                 .iter()
1182                 .flat_map(|&ch| ascii::escape_default(ch).map(|c| c as char))
1183                 .collect();
1184             write!(fmt, "b\"{}\"", escaped)
1185         }
1186         Bool(b) => write!(fmt, "{:?}", b),
1187         Function(def_id) => write!(fmt, "{}", item_path_str(def_id)),
1188         Struct(node_id) | Tuple(node_id) | Array(node_id, _) | Repeat(node_id, _) =>
1189             write!(fmt, "{}", node_to_string(node_id)),
1190         Char(c) => write!(fmt, "{:?}", c),
1191         Dummy => bug!(),
1192     }
1193 }
1194
1195 fn node_to_string(node_id: ast::NodeId) -> String {
1196     ty::tls::with(|tcx| tcx.map.node_to_user_string(node_id))
1197 }
1198
1199 fn item_path_str(def_id: DefId) -> String {
1200     ty::tls::with(|tcx| tcx.item_path_str(def_id))
1201 }
1202
1203 impl<'tcx> ControlFlowGraph for Mir<'tcx> {
1204
1205     type Node = BasicBlock;
1206
1207     fn num_nodes(&self) -> usize { self.basic_blocks.len() }
1208
1209     fn start_node(&self) -> Self::Node { START_BLOCK }
1210
1211     fn predecessors<'graph>(&'graph self, node: Self::Node)
1212                             -> <Self as GraphPredecessors<'graph>>::Iter
1213     {
1214         self.predecessors_for(node).clone().into_iter()
1215     }
1216     fn successors<'graph>(&'graph self, node: Self::Node)
1217                           -> <Self as GraphSuccessors<'graph>>::Iter
1218     {
1219         self.basic_blocks[node].terminator().successors().into_owned().into_iter()
1220     }
1221 }
1222
1223 impl<'a, 'b> GraphPredecessors<'b> for Mir<'a> {
1224     type Item = BasicBlock;
1225     type Iter = IntoIter<BasicBlock>;
1226 }
1227
1228 impl<'a, 'b>  GraphSuccessors<'b> for Mir<'a> {
1229     type Item = BasicBlock;
1230     type Iter = IntoIter<BasicBlock>;
1231 }