]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_mir/hair/pattern/_match.rs
Fix integer overflow
[rust.git] / src / librustc_mir / hair / pattern / _match.rs
1 // Copyright 2012-2016 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 self::Constructor::*;
12 use self::Usefulness::*;
13 use self::WitnessPreference::*;
14
15 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
16 use rustc_data_structures::indexed_vec::Idx;
17
18 use super::{FieldPattern, Pattern, PatternKind};
19 use super::{PatternFoldable, PatternFolder, compare_const_vals};
20
21 use rustc::hir::def_id::DefId;
22 use rustc::hir::RangeEnd;
23 use rustc::ty::{self, Ty, TyCtxt, TypeFoldable};
24
25 use rustc::mir::Field;
26 use rustc::mir::interpret::ConstValue;
27 use rustc::util::common::ErrorReported;
28
29 use syntax_pos::{Span, DUMMY_SP};
30
31 use arena::TypedArena;
32
33 use std::cmp::{self, Ordering};
34 use std::fmt;
35 use std::iter::{FromIterator, IntoIterator};
36
37 pub fn expand_pattern<'a, 'tcx>(cx: &MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>, pat: Pattern<'tcx>)
38                                 -> &'a Pattern<'tcx>
39 {
40     cx.pattern_arena.alloc(LiteralExpander.fold_pattern(&pat))
41 }
42
43 struct LiteralExpander;
44 impl<'tcx> PatternFolder<'tcx> for LiteralExpander {
45     fn fold_pattern(&mut self, pat: &Pattern<'tcx>) -> Pattern<'tcx> {
46         match (&pat.ty.sty, &*pat.kind) {
47             (&ty::TyRef(_, rty, _), &PatternKind::Constant { ref value }) => {
48                 Pattern {
49                     ty: pat.ty,
50                     span: pat.span,
51                     kind: box PatternKind::Deref {
52                         subpattern: Pattern {
53                             ty: rty,
54                             span: pat.span,
55                             kind: box PatternKind::Constant { value: value.clone() },
56                         }
57                     }
58                 }
59             }
60             (_, &PatternKind::Binding { subpattern: Some(ref s), .. }) => {
61                 s.fold_with(self)
62             }
63             _ => pat.super_fold_with(self)
64         }
65     }
66 }
67
68 impl<'tcx> Pattern<'tcx> {
69     fn is_wildcard(&self) -> bool {
70         match *self.kind {
71             PatternKind::Binding { subpattern: None, .. } | PatternKind::Wild =>
72                 true,
73             _ => false
74         }
75     }
76 }
77
78 pub struct Matrix<'a, 'tcx: 'a>(Vec<Vec<&'a Pattern<'tcx>>>);
79
80 impl<'a, 'tcx> Matrix<'a, 'tcx> {
81     pub fn empty() -> Self {
82         Matrix(vec![])
83     }
84
85     pub fn push(&mut self, row: Vec<&'a Pattern<'tcx>>) {
86         self.0.push(row)
87     }
88 }
89
90 /// Pretty-printer for matrices of patterns, example:
91 /// ++++++++++++++++++++++++++
92 /// + _     + []             +
93 /// ++++++++++++++++++++++++++
94 /// + true  + [First]        +
95 /// ++++++++++++++++++++++++++
96 /// + true  + [Second(true)] +
97 /// ++++++++++++++++++++++++++
98 /// + false + [_]            +
99 /// ++++++++++++++++++++++++++
100 /// + _     + [_, _, ..tail] +
101 /// ++++++++++++++++++++++++++
102 impl<'a, 'tcx> fmt::Debug for Matrix<'a, 'tcx> {
103     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
104         write!(f, "\n")?;
105
106         let &Matrix(ref m) = self;
107         let pretty_printed_matrix: Vec<Vec<String>> = m.iter().map(|row| {
108             row.iter().map(|pat| format!("{:?}", pat)).collect()
109         }).collect();
110
111         let column_count = m.iter().map(|row| row.len()).max().unwrap_or(0);
112         assert!(m.iter().all(|row| row.len() == column_count));
113         let column_widths: Vec<usize> = (0..column_count).map(|col| {
114             pretty_printed_matrix.iter().map(|row| row[col].len()).max().unwrap_or(0)
115         }).collect();
116
117         let total_width = column_widths.iter().cloned().sum::<usize>() + column_count * 3 + 1;
118         let br = "+".repeat(total_width);
119         write!(f, "{}\n", br)?;
120         for row in pretty_printed_matrix {
121             write!(f, "+")?;
122             for (column, pat_str) in row.into_iter().enumerate() {
123                 write!(f, " ")?;
124                 write!(f, "{:1$}", pat_str, column_widths[column])?;
125                 write!(f, " +")?;
126             }
127             write!(f, "\n")?;
128             write!(f, "{}\n", br)?;
129         }
130         Ok(())
131     }
132 }
133
134 impl<'a, 'tcx> FromIterator<Vec<&'a Pattern<'tcx>>> for Matrix<'a, 'tcx> {
135     fn from_iter<T: IntoIterator<Item=Vec<&'a Pattern<'tcx>>>>(iter: T) -> Self
136     {
137         Matrix(iter.into_iter().collect())
138     }
139 }
140
141 //NOTE: appears to be the only place other then InferCtxt to contain a ParamEnv
142 pub struct MatchCheckCtxt<'a, 'tcx: 'a> {
143     pub tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
144     /// The module in which the match occurs. This is necessary for
145     /// checking inhabited-ness of types because whether a type is (visibly)
146     /// inhabited can depend on whether it was defined in the current module or
147     /// not. eg. `struct Foo { _private: ! }` cannot be seen to be empty
148     /// outside it's module and should not be matchable with an empty match
149     /// statement.
150     pub module: DefId,
151     pub pattern_arena: &'a TypedArena<Pattern<'tcx>>,
152     pub byte_array_map: FxHashMap<*const Pattern<'tcx>, Vec<&'a Pattern<'tcx>>>,
153 }
154
155 impl<'a, 'tcx> MatchCheckCtxt<'a, 'tcx> {
156     pub fn create_and_enter<F, R>(
157         tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
158         module: DefId,
159         f: F) -> R
160         where F: for<'b> FnOnce(MatchCheckCtxt<'b, 'tcx>) -> R
161     {
162         let pattern_arena = TypedArena::new();
163
164         f(MatchCheckCtxt {
165             tcx,
166             module,
167             pattern_arena: &pattern_arena,
168             byte_array_map: FxHashMap(),
169         })
170     }
171
172     // convert a byte-string pattern to a list of u8 patterns.
173     fn lower_byte_str_pattern<'p>(&mut self, pat: &'p Pattern<'tcx>) -> Vec<&'p Pattern<'tcx>>
174             where 'a: 'p
175     {
176         let pattern_arena = &*self.pattern_arena;
177         let tcx = self.tcx;
178         self.byte_array_map.entry(pat).or_insert_with(|| {
179             match pat.kind {
180                 box PatternKind::Constant {
181                     value: const_val
182                 } => {
183                     if let Some(ptr) = const_val.to_ptr() {
184                         let is_array_ptr = const_val.ty
185                             .builtin_deref(true)
186                             .and_then(|t| t.ty.builtin_index())
187                             .map_or(false, |t| t == tcx.types.u8);
188                         assert!(is_array_ptr);
189                         let alloc = tcx.alloc_map.lock().unwrap_memory(ptr.alloc_id);
190                         assert_eq!(ptr.offset.bytes(), 0);
191                         // FIXME: check length
192                         alloc.bytes.iter().map(|b| {
193                             &*pattern_arena.alloc(Pattern {
194                                 ty: tcx.types.u8,
195                                 span: pat.span,
196                                 kind: box PatternKind::Constant {
197                                     value: ty::Const::from_bits(
198                                         tcx,
199                                         *b as u128,
200                                         ty::ParamEnv::empty().and(tcx.types.u8))
201                                 }
202                             })
203                         }).collect()
204                     } else {
205                         bug!("not a byte str: {:?}", const_val)
206                     }
207                 }
208                 _ => span_bug!(pat.span, "unexpected byte array pattern {:?}", pat)
209             }
210         }).clone()
211     }
212
213     fn is_uninhabited(&self, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
214         if self.tcx.features().exhaustive_patterns {
215             self.tcx.is_ty_uninhabited_from(self.module, ty)
216         } else {
217             false
218         }
219     }
220
221     fn is_non_exhaustive_enum(&self, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
222         match ty.sty {
223             ty::TyAdt(adt_def, ..) => adt_def.is_enum() && adt_def.is_non_exhaustive(),
224             _ => false,
225         }
226     }
227
228     fn is_local(&self, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
229         match ty.sty {
230             ty::TyAdt(adt_def, ..) => adt_def.did.is_local(),
231             _ => false,
232         }
233     }
234
235     fn is_variant_uninhabited(&self,
236                               variant: &'tcx ty::VariantDef,
237                               substs: &'tcx ty::subst::Substs<'tcx>)
238                               -> bool
239     {
240         if self.tcx.features().exhaustive_patterns {
241             self.tcx.is_enum_variant_uninhabited_from(self.module, variant, substs)
242         } else {
243             false
244         }
245     }
246 }
247
248 #[derive(Clone, Debug, PartialEq)]
249 pub enum Constructor<'tcx> {
250     /// The constructor of all patterns that don't vary by constructor,
251     /// e.g. struct patterns and fixed-length arrays.
252     Single,
253     /// Enum variants.
254     Variant(DefId),
255     /// Literal values.
256     ConstantValue(&'tcx ty::Const<'tcx>),
257     /// Ranges of literal values (`2...5` and `2..5`).
258     ConstantRange(&'tcx ty::Const<'tcx>, &'tcx ty::Const<'tcx>, RangeEnd),
259     /// Array patterns of length n.
260     Slice(u64),
261 }
262
263 impl<'tcx> Constructor<'tcx> {
264     fn variant_index_for_adt(&self, adt: &'tcx ty::AdtDef) -> usize {
265         match self {
266             &Variant(vid) => adt.variant_index_with_id(vid),
267             &Single => {
268                 assert!(!adt.is_enum());
269                 0
270             }
271             _ => bug!("bad constructor {:?} for adt {:?}", self, adt)
272         }
273     }
274 }
275
276 #[derive(Clone)]
277 pub enum Usefulness<'tcx> {
278     Useful,
279     UsefulWithWitness(Vec<Witness<'tcx>>),
280     NotUseful
281 }
282
283 impl<'tcx> Usefulness<'tcx> {
284     fn is_useful(&self) -> bool {
285         match *self {
286             NotUseful => false,
287             _ => true
288         }
289     }
290 }
291
292 #[derive(Copy, Clone)]
293 pub enum WitnessPreference {
294     ConstructWitness,
295     LeaveOutWitness
296 }
297
298 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
299 struct PatternContext<'tcx> {
300     ty: Ty<'tcx>,
301     max_slice_length: u64,
302 }
303
304 /// A stack of patterns in reverse order of construction
305 #[derive(Clone)]
306 pub struct Witness<'tcx>(Vec<Pattern<'tcx>>);
307
308 impl<'tcx> Witness<'tcx> {
309     pub fn single_pattern(&self) -> &Pattern<'tcx> {
310         assert_eq!(self.0.len(), 1);
311         &self.0[0]
312     }
313
314     fn push_wild_constructor<'a>(
315         mut self,
316         cx: &MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
317         ctor: &Constructor<'tcx>,
318         ty: Ty<'tcx>)
319         -> Self
320     {
321         let sub_pattern_tys = constructor_sub_pattern_tys(cx, ctor, ty);
322         self.0.extend(sub_pattern_tys.into_iter().map(|ty| {
323             Pattern {
324                 ty,
325                 span: DUMMY_SP,
326                 kind: box PatternKind::Wild,
327             }
328         }));
329         self.apply_constructor(cx, ctor, ty)
330     }
331
332
333     /// Constructs a partial witness for a pattern given a list of
334     /// patterns expanded by the specialization step.
335     ///
336     /// When a pattern P is discovered to be useful, this function is used bottom-up
337     /// to reconstruct a complete witness, e.g. a pattern P' that covers a subset
338     /// of values, V, where each value in that set is not covered by any previously
339     /// used patterns and is covered by the pattern P'. Examples:
340     ///
341     /// left_ty: tuple of 3 elements
342     /// pats: [10, 20, _]           => (10, 20, _)
343     ///
344     /// left_ty: struct X { a: (bool, &'static str), b: usize}
345     /// pats: [(false, "foo"), 42]  => X { a: (false, "foo"), b: 42 }
346     fn apply_constructor<'a>(
347         mut self,
348         cx: &MatchCheckCtxt<'a,'tcx>,
349         ctor: &Constructor<'tcx>,
350         ty: Ty<'tcx>)
351         -> Self
352     {
353         let arity = constructor_arity(cx, ctor, ty);
354         let pat = {
355             let len = self.0.len() as u64;
356             let mut pats = self.0.drain((len-arity) as usize..).rev();
357
358             match ty.sty {
359                 ty::TyAdt(..) |
360                 ty::TyTuple(..) => {
361                     let pats = pats.enumerate().map(|(i, p)| {
362                         FieldPattern {
363                             field: Field::new(i),
364                             pattern: p
365                         }
366                     }).collect();
367
368                     if let ty::TyAdt(adt, substs) = ty.sty {
369                         if adt.is_enum() {
370                             PatternKind::Variant {
371                                 adt_def: adt,
372                                 substs,
373                                 variant_index: ctor.variant_index_for_adt(adt),
374                                 subpatterns: pats
375                             }
376                         } else {
377                             PatternKind::Leaf { subpatterns: pats }
378                         }
379                     } else {
380                         PatternKind::Leaf { subpatterns: pats }
381                     }
382                 }
383
384                 ty::TyRef(..) => {
385                     PatternKind::Deref { subpattern: pats.nth(0).unwrap() }
386                 }
387
388                 ty::TySlice(_) | ty::TyArray(..) => {
389                     PatternKind::Slice {
390                         prefix: pats.collect(),
391                         slice: None,
392                         suffix: vec![]
393                     }
394                 }
395
396                 _ => {
397                     match *ctor {
398                         ConstantValue(value) => PatternKind::Constant { value },
399                         _ => PatternKind::Wild,
400                     }
401                 }
402             }
403         };
404
405         self.0.push(Pattern {
406             ty,
407             span: DUMMY_SP,
408             kind: Box::new(pat),
409         });
410
411         self
412     }
413 }
414
415 /// This determines the set of all possible constructors of a pattern matching
416 /// values of type `left_ty`. For vectors, this would normally be an infinite set
417 /// but is instead bounded by the maximum fixed length of slice patterns in
418 /// the column of patterns being analyzed.
419 ///
420 /// This intentionally does not list ConstantValue specializations for
421 /// non-booleans, because we currently assume that there is always a
422 /// "non-standard constant" that matches. See issue #12483.
423 ///
424 /// We make sure to omit constructors that are statically impossible. eg for
425 /// Option<!> we do not include Some(_) in the returned list of constructors.
426 fn all_constructors<'a, 'tcx: 'a>(cx: &mut MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
427                                   pcx: PatternContext<'tcx>)
428                                   -> (Vec<Constructor<'tcx>>, bool)
429 {
430     debug!("all_constructors({:?})", pcx.ty);
431     let exhaustive_integer_patterns = cx.tcx.features().exhaustive_integer_patterns;
432     let mut value_constructors = false;
433     let ctors = match pcx.ty.sty {
434         ty::TyBool => {
435             [true, false].iter().map(|&b| {
436                 ConstantValue(ty::Const::from_bool(cx.tcx, b))
437             }).collect()
438         }
439         ty::TyArray(ref sub_ty, len) if len.assert_usize(cx.tcx).is_some() => {
440             let len = len.unwrap_usize(cx.tcx);
441             if len != 0 && cx.is_uninhabited(sub_ty) {
442                 vec![]
443             } else {
444                 vec![Slice(len)]
445             }
446         }
447         // Treat arrays of a constant but unknown length like slices.
448         ty::TyArray(ref sub_ty, _) |
449         ty::TySlice(ref sub_ty) => {
450             if cx.is_uninhabited(sub_ty) {
451                 vec![Slice(0)]
452             } else {
453                 (0..pcx.max_slice_length+1).map(|length| Slice(length)).collect()
454             }
455         }
456         ty::TyAdt(def, substs) if def.is_enum() => {
457             def.variants.iter()
458                 .filter(|v| !cx.is_variant_uninhabited(v, substs))
459                 .map(|v| Variant(v.did))
460                 .collect()
461         }
462         ty::TyChar if exhaustive_integer_patterns => {
463             let endpoint = |c: char| {
464                 ty::Const::from_bits(cx.tcx, c as u128, cx.tcx.types.char)
465             };
466             value_constructors = true;
467             vec![
468                 // The valid Unicode Scalar Value ranges.
469                 ConstantRange(endpoint('\u{0000}'), endpoint('\u{D7FF}'), RangeEnd::Included),
470                 ConstantRange(endpoint('\u{E000}'), endpoint('\u{10FFFF}'), RangeEnd::Included),
471             ]
472         }
473         ty::TyInt(int_ty) if exhaustive_integer_patterns => {
474             use syntax::ast::IntTy::*;
475             let min_max_ty = |sty| {
476                 let size = cx.tcx.layout_of(ty::ParamEnv::reveal_all().and(sty))
477                                   .unwrap().size.bits() as i128;
478                 let min = (1i128 << (size - 1)).wrapping_neg();
479                 let max = (1i128 << (size - 1)).wrapping_sub(1);
480                 (min as u128, max as u128, sty)
481             };
482             let (min, max, ty) = match int_ty {
483                 Isize => min_max_ty(cx.tcx.types.isize),
484                 I8    => min_max_ty(cx.tcx.types.i8),
485                 I16   => min_max_ty(cx.tcx.types.i16),
486                 I32   => min_max_ty(cx.tcx.types.i32),
487                 I64   => min_max_ty(cx.tcx.types.i64),
488                 I128  => min_max_ty(cx.tcx.types.i128),
489             };
490             value_constructors = true;
491             vec![ConstantRange(ty::Const::from_bits(cx.tcx, min, ty),
492                                ty::Const::from_bits(cx.tcx, max, ty),
493                                RangeEnd::Included)]
494         }
495         ty::TyUint(uint_ty) if exhaustive_integer_patterns => {
496             use syntax::ast::UintTy::*;
497             let min_max_ty = |sty| {
498                 let size = cx.tcx.layout_of(ty::ParamEnv::reveal_all().and(sty))
499                                   .unwrap().size.bits() as u32;
500                 let shift = 1u128.overflowing_shl(size);
501                 let max = shift.0.wrapping_sub(1 + (shift.1 as u128));
502                 (0u128, max as u128, sty)
503             };
504             let (min, max, ty) = match uint_ty {
505                 Usize => min_max_ty(cx.tcx.types.usize),
506                 U8    => min_max_ty(cx.tcx.types.u8),
507                 U16   => min_max_ty(cx.tcx.types.u16),
508                 U32   => min_max_ty(cx.tcx.types.u32),
509                 U64   => min_max_ty(cx.tcx.types.u64),
510                 U128  => min_max_ty(cx.tcx.types.u128),
511             };
512             value_constructors = true;
513             vec![ConstantRange(ty::Const::from_bits(cx.tcx, min, ty),
514                                ty::Const::from_bits(cx.tcx, max, ty),
515                                RangeEnd::Included)]
516         }
517         _ => {
518             if cx.is_uninhabited(pcx.ty) {
519                 vec![]
520             } else {
521                 vec![Single]
522             }
523         }
524     };
525     (ctors, value_constructors)
526 }
527
528 fn max_slice_length<'p, 'a: 'p, 'tcx: 'a, I>(
529     cx: &mut MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
530     patterns: I) -> u64
531     where I: Iterator<Item=&'p Pattern<'tcx>>
532 {
533     // The exhaustiveness-checking paper does not include any details on
534     // checking variable-length slice patterns. However, they are matched
535     // by an infinite collection of fixed-length array patterns.
536     //
537     // Checking the infinite set directly would take an infinite amount
538     // of time. However, it turns out that for each finite set of
539     // patterns `P`, all sufficiently large array lengths are equivalent:
540     //
541     // Each slice `s` with a "sufficiently-large" length `l â‰¥ L` that applies
542     // to exactly the subset `Pâ‚œ` of `P` can be transformed to a slice
543     // `sₘ` for each sufficiently-large length `m` that applies to exactly
544     // the same subset of `P`.
545     //
546     // Because of that, each witness for reachability-checking from one
547     // of the sufficiently-large lengths can be transformed to an
548     // equally-valid witness from any other length, so we only have
549     // to check slice lengths from the "minimal sufficiently-large length"
550     // and below.
551     //
552     // Note that the fact that there is a *single* `sₘ` for each `m`
553     // not depending on the specific pattern in `P` is important: if
554     // you look at the pair of patterns
555     //     `[true, ..]`
556     //     `[.., false]`
557     // Then any slice of length â‰¥1 that matches one of these two
558     // patterns can be  be trivially turned to a slice of any
559     // other length â‰¥1 that matches them and vice-versa - for
560     // but the slice from length 2 `[false, true]` that matches neither
561     // of these patterns can't be turned to a slice from length 1 that
562     // matches neither of these patterns, so we have to consider
563     // slices from length 2 there.
564     //
565     // Now, to see that that length exists and find it, observe that slice
566     // patterns are either "fixed-length" patterns (`[_, _, _]`) or
567     // "variable-length" patterns (`[_, .., _]`).
568     //
569     // For fixed-length patterns, all slices with lengths *longer* than
570     // the pattern's length have the same outcome (of not matching), so
571     // as long as `L` is greater than the pattern's length we can pick
572     // any `sₘ` from that length and get the same result.
573     //
574     // For variable-length patterns, the situation is more complicated,
575     // because as seen above the precise value of `sₘ` matters.
576     //
577     // However, for each variable-length pattern `p` with a prefix of length
578     // `plâ‚š` and suffix of length `slâ‚š`, only the first `plâ‚š` and the last
579     // `slâ‚š` elements are examined.
580     //
581     // Therefore, as long as `L` is positive (to avoid concerns about empty
582     // types), all elements after the maximum prefix length and before
583     // the maximum suffix length are not examined by any variable-length
584     // pattern, and therefore can be added/removed without affecting
585     // them - creating equivalent patterns from any sufficiently-large
586     // length.
587     //
588     // Of course, if fixed-length patterns exist, we must be sure
589     // that our length is large enough to miss them all, so
590     // we can pick `L = max(FIXED_LEN+1 âˆª {max(PREFIX_LEN) + max(SUFFIX_LEN)})`
591     //
592     // for example, with the above pair of patterns, all elements
593     // but the first and last can be added/removed, so any
594     // witness of length â‰¥2 (say, `[false, false, true]`) can be
595     // turned to a witness from any other length â‰¥2.
596
597     let mut max_prefix_len = 0;
598     let mut max_suffix_len = 0;
599     let mut max_fixed_len = 0;
600
601     for row in patterns {
602         match *row.kind {
603             PatternKind::Constant { value } => {
604                 if let Some(ptr) = value.to_ptr() {
605                     let is_array_ptr = value.ty
606                         .builtin_deref(true)
607                         .and_then(|t| t.ty.builtin_index())
608                         .map_or(false, |t| t == cx.tcx.types.u8);
609                     if is_array_ptr {
610                         let alloc = cx.tcx.alloc_map.lock().unwrap_memory(ptr.alloc_id);
611                         max_fixed_len = cmp::max(max_fixed_len, alloc.bytes.len() as u64);
612                     }
613                 }
614             }
615             PatternKind::Slice { ref prefix, slice: None, ref suffix } => {
616                 let fixed_len = prefix.len() as u64 + suffix.len() as u64;
617                 max_fixed_len = cmp::max(max_fixed_len, fixed_len);
618             }
619             PatternKind::Slice { ref prefix, slice: Some(_), ref suffix } => {
620                 max_prefix_len = cmp::max(max_prefix_len, prefix.len() as u64);
621                 max_suffix_len = cmp::max(max_suffix_len, suffix.len() as u64);
622             }
623             _ => {}
624         }
625     }
626
627     cmp::max(max_fixed_len + 1, max_prefix_len + max_suffix_len)
628 }
629
630 /// An inclusive interval, used for precise integer exhaustiveness checking.
631 struct Interval<'tcx> {
632     pub range: RangeInclusive<u128>,
633     pub ty: Ty<'tcx>,
634 }
635
636 impl<'tcx> Interval<'tcx> {
637     fn from_ctor(ctor: &Constructor<'tcx>) -> Option<Interval<'tcx>> {
638         match ctor {
639             ConstantRange(lo, hi, end) => {
640                 assert_eq!(lo.ty, hi.ty);
641                 let ty = lo.ty;
642                 if let Some(lo) = lo.assert_bits(ty) {
643                     if let Some(hi) = hi.assert_bits(ty) {
644                         // Perform a shift if the underlying types are signed,
645                         // which makes the interval arithmetic simpler.
646                         let (lo, hi) = Interval::offset_sign(ty, (lo, hi), true);
647                         // Make sure the interval is well-formed.
648                         return if lo > hi || lo == hi && *end == RangeEnd::Excluded {
649                             None
650                         } else {
651                             let offset = (*end == RangeEnd::Excluded) as u128;
652                             Some(Interval { range: lo..=(hi - offset), ty })
653                         };
654                     }
655                 }
656                 None
657             }
658             ConstantValue(val) => {
659                 let ty = val.ty;
660                 val.assert_bits(ty).map(|val| Interval { range: val..=val, ty })
661             }
662             Single | Variant(_) | Slice(_) => {
663                 None
664             }
665         }
666     }
667
668     fn offset_sign(ty: Ty<'tcx>, (lo, hi): (u128, u128), forwards: bool) -> (u128, u128) {
669         use syntax::ast::IntTy::*;
670         match ty.sty {
671             ty::TyInt(int_ty) => {
672                 macro_rules! offset_sign_for_ty {
673                     ($ity:ident, $uty:ty) => {{
674                         let min = Wrapping($ity::MIN as $uty);
675                         if forwards {
676                             ((Wrapping(lo as $uty) + min).0 as u128,
677                              (Wrapping(hi as $uty) + min).0 as u128)
678                         } else {
679                             ((Wrapping(lo as $uty) + min).0 as $ity as u128,
680                              (Wrapping(hi as $uty) + min).0 as $ity as u128)
681                         }
682                     }}
683                 }
684                 match int_ty {
685                     Isize => offset_sign_for_ty!(isize, usize),
686                     I8    => offset_sign_for_ty!(i8, u8),
687                     I16   => offset_sign_for_ty!(i16, u16),
688                     I32   => offset_sign_for_ty!(i32, u32),
689                     I64   => offset_sign_for_ty!(i64, u64),
690                     I128  => offset_sign_for_ty!(i128, u128),
691                 }
692             }
693             ty::TyUint(_) | ty::TyChar => {
694                 (lo, hi)
695             }
696             _ => bug!("`Interval` should only contain integer types")
697         }
698     }
699
700     fn into_inner(self) -> (u128, u128) {
701         self.range.into_inner()
702     }
703 }
704
705 /// Given a pattern in a `match` and a collection of ranges corresponding to the
706 /// domain of values of a type (say, an integer), return a new collection of ranges
707 /// corresponding to those ranges minus the ranges covered by the pattern.
708 fn ranges_subtract_pattern<'a, 'tcx>(cx: &mut MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
709                                      pat_ctor: &Constructor<'tcx>,
710                                      ranges: Vec<Constructor<'tcx>>)
711                                      -> Vec<Constructor<'tcx>> {
712     if let Some(pat_interval) = Interval::from_ctor(pat_ctor) {
713         let mut remaining_ranges = vec![];
714         let mut ranges: Vec<_> = ranges.into_iter().filter_map(|r| {
715             Interval::from_ctor(&r).map(|i| i.into_inner())
716         }).collect();
717         let ty = pat_interval.ty;
718         let (pat_interval_lo, pat_interval_hi) = pat_interval.into_inner();
719         for (subrange_lo, subrange_hi) in ranges {
720             if pat_interval_lo > subrange_hi || subrange_lo > pat_interval_hi  {
721                 // The pattern doesn't intersect with the subrange at all,
722                 // so the subrange remains untouched.
723                 remaining_ranges.push((subrange_lo, subrange_hi));
724             } else {
725                 if pat_interval_lo > subrange_lo {
726                     // The pattern intersects an upper section of the
727                     // subrange, so a lower section will remain.
728                     remaining_ranges.push((subrange_lo, pat_interval_lo - 1));
729                 }
730                 if pat_interval_hi < subrange_hi {
731                     // The pattern intersects a lower section of the
732                     // subrange, so an upper section will remain.
733                     remaining_ranges.push((pat_interval_hi + 1, subrange_hi));
734                 }
735             }
736         }
737         // Convert the remaining ranges from pairs to inclusive `ConstantRange`s.
738         remaining_ranges.into_iter().map(|(lo, hi)| {
739             let (lo, hi) = Interval::offset_sign(ty, (lo, hi), false);
740             ConstantRange(ty::Const::from_bits(cx.tcx, lo, ty),
741                           ty::Const::from_bits(cx.tcx, hi, ty),
742                           RangeEnd::Included)
743         }).collect()
744     } else {
745         ranges
746     }
747 }
748
749 /// Algorithm from http://moscova.inria.fr/~maranget/papers/warn/index.html
750 /// The algorithm from the paper has been modified to correctly handle empty
751 /// types. The changes are:
752 ///   (0) We don't exit early if the pattern matrix has zero rows. We just
753 ///       continue to recurse over columns.
754 ///   (1) all_constructors will only return constructors that are statically
755 ///       possible. eg. it will only return Ok for Result<T, !>
756 ///
757 /// This finds whether a (row) vector `v` of patterns is 'useful' in relation
758 /// to a set of such vectors `m` - this is defined as there being a set of
759 /// inputs that will match `v` but not any of the sets in `m`.
760 ///
761 /// All the patterns at each column of the `matrix ++ v` matrix must
762 /// have the same type, except that wildcard (PatternKind::Wild) patterns
763 /// with type TyErr are also allowed, even if the "type of the column"
764 /// is not TyErr. That is used to represent private fields, as using their
765 /// real type would assert that they are inhabited.
766 ///
767 /// This is used both for reachability checking (if a pattern isn't useful in
768 /// relation to preceding patterns, it is not reachable) and exhaustiveness
769 /// checking (if a wildcard pattern is useful in relation to a matrix, the
770 /// matrix isn't exhaustive).
771 pub fn is_useful<'p, 'a: 'p, 'tcx: 'a>(cx: &mut MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
772                                        matrix: &Matrix<'p, 'tcx>,
773                                        v: &[&'p Pattern<'tcx>],
774                                        witness: WitnessPreference)
775                                        -> Usefulness<'tcx> {
776     let &Matrix(ref rows) = matrix;
777     debug!("is_useful({:#?}, {:#?})", matrix, v);
778
779     // The base case. We are pattern-matching on () and the return value is
780     // based on whether our matrix has a row or not.
781     // NOTE: This could potentially be optimized by checking rows.is_empty()
782     // first and then, if v is non-empty, the return value is based on whether
783     // the type of the tuple we're checking is inhabited or not.
784     if v.is_empty() {
785         return if rows.is_empty() {
786             match witness {
787                 ConstructWitness => UsefulWithWitness(vec![Witness(vec![])]),
788                 LeaveOutWitness => Useful,
789             }
790         } else {
791             NotUseful
792         }
793     };
794
795     assert!(rows.iter().all(|r| r.len() == v.len()));
796
797     let pcx = PatternContext {
798         // TyErr is used to represent the type of wildcard patterns matching
799         // against inaccessible (private) fields of structs, so that we won't
800         // be able to observe whether the types of the struct's fields are
801         // inhabited.
802         //
803         // If the field is truly inaccessible, then all the patterns
804         // matching against it must be wildcard patterns, so its type
805         // does not matter.
806         //
807         // However, if we are matching against non-wildcard patterns, we
808         // need to know the real type of the field so we can specialize
809         // against it. This primarily occurs through constants - they
810         // can include contents for fields that are inaccessible at the
811         // location of the match. In that case, the field's type is
812         // inhabited - by the constant - so we can just use it.
813         //
814         // FIXME: this might lead to "unstable" behavior with macro hygiene
815         // introducing uninhabited patterns for inaccessible fields. We
816         // need to figure out how to model that.
817         ty: rows.iter().map(|r| r[0].ty).find(|ty| !ty.references_error())
818             .unwrap_or(v[0].ty),
819         max_slice_length: max_slice_length(cx, rows.iter().map(|r| r[0]).chain(Some(v[0])))
820     };
821
822     debug!("is_useful_expand_first_col: pcx={:#?}, expanding {:#?}", pcx, v[0]);
823
824     if let Some(constructors) = pat_constructors(cx, v[0], pcx) {
825         debug!("is_useful - expanding constructors: {:#?}", constructors);
826         constructors.into_iter().map(|c|
827             is_useful_specialized(cx, matrix, v, c.clone(), pcx.ty, witness)
828         ).find(|result| result.is_useful()).unwrap_or(NotUseful)
829     } else {
830         debug!("is_useful - expanding wildcard");
831
832         let used_ctors: Vec<Constructor> = rows.iter().flat_map(|row| {
833             pat_constructors(cx, row[0], pcx).unwrap_or(vec![])
834         }).collect();
835         debug!("used_ctors = {:#?}", used_ctors);
836         // `all_ctors` are all the constructors for the given type, which
837         // should all be represented (or caught with the wild pattern `_`).
838         // `value_constructors` is true if we may exhaustively consider all
839         // the possible values (e.g. integers) of a type as its constructors.
840         let (all_ctors, value_constructors) = all_constructors(cx, pcx);
841         debug!("all_ctors = {:#?}", all_ctors);
842
843         // `missing_ctors` are those that should have appeared
844         // as patterns in the `match` expression, but did not.
845         let mut missing_ctors = vec![];
846         'req: for req_ctor in &all_ctors {
847             let mut sub_ctors = vec![req_ctor.clone()];
848             // The only constructor patterns for which it is valid to
849             // treat the values as constructors are ranges (see
850             // `all_constructors` for details).
851             let consider_value_constructors = value_constructors && match req_ctor {
852                 ConstantRange(..) => true,
853                 _ => false,
854             };
855             for used_ctor in &used_ctors {
856                 if consider_value_constructors {
857                     sub_ctors = ranges_subtract_pattern(cx, used_ctor, sub_ctors);
858                     // If the constructor patterns that have been considered so far
859                     // already cover the entire range of values, then we the
860                     // constructor is not missing, and we can move on to the next one.
861                     if sub_ctors.is_empty() {
862                         continue 'req;
863                     }
864                 } else {
865                     // If the pattern for the required constructor
866                     // appears in the `match`, then it is not missing,
867                     // and we can move on to the next one.
868                     if used_ctor == req_ctor {
869                         continue 'req;
870                     }
871                 }
872             }
873             // If a constructor has not been matched, then it is missing.
874             // We add `sub_ctors` instead of `req_ctor`, because then we can
875             // provide more detailed error information about precisely which
876             // ranges have been omitted.
877             missing_ctors.extend(sub_ctors);
878         }
879
880         // `missing_ctors` is the set of constructors from the same type as the
881         // first column of `matrix` that are matched only by wildcard patterns
882         // from the first column.
883         //
884         // Therefore, if there is some pattern that is unmatched by `matrix`,
885         // it will still be unmatched if the first constructor is replaced by
886         // any of the constructors in `missing_ctors`
887         //
888         // However, if our scrutinee is *privately* an empty enum, we
889         // must treat it as though it had an "unknown" constructor (in
890         // that case, all other patterns obviously can't be variants)
891         // to avoid exposing its emptyness. See the `match_privately_empty`
892         // test for details.
893         //
894         // FIXME: currently the only way I know of something can
895         // be a privately-empty enum is when the exhaustive_patterns
896         // feature flag is not present, so this is only
897         // needed for that case.
898
899         let is_privately_empty =
900             all_ctors.is_empty() && !cx.is_uninhabited(pcx.ty);
901         let is_declared_nonexhaustive =
902             cx.is_non_exhaustive_enum(pcx.ty) && !cx.is_local(pcx.ty);
903         debug!("missing_ctors={:#?} is_privately_empty={:#?} is_declared_nonexhaustive={:#?}",
904                missing_ctors, is_privately_empty, is_declared_nonexhaustive);
905
906         // For privately empty and non-exhaustive enums, we work as if there were an "extra"
907         // `_` constructor for the type, so we can never match over all constructors.
908         let is_non_exhaustive = is_privately_empty || is_declared_nonexhaustive;
909
910         if missing_ctors.is_empty() && !is_non_exhaustive {
911             if value_constructors {
912                 // If we've successfully matched every value
913                 // of the type, then we're done.
914                 NotUseful
915             } else {
916                 all_ctors.into_iter().map(|c| {
917                     is_useful_specialized(cx, matrix, v, c.clone(), pcx.ty, witness)
918                 }).find(|result| result.is_useful()).unwrap_or(NotUseful)
919             }
920         } else {
921             let matrix = rows.iter().filter_map(|r| {
922                 if r[0].is_wildcard() {
923                     Some(r[1..].to_vec())
924                 } else {
925                     None
926                 }
927             }).collect();
928             match is_useful(cx, &matrix, &v[1..], witness) {
929                 UsefulWithWitness(pats) => {
930                     let cx = &*cx;
931                     // In this case, there's at least one "free"
932                     // constructor that is only matched against by
933                     // wildcard patterns.
934                     //
935                     // There are 2 ways we can report a witness here.
936                     // Commonly, we can report all the "free"
937                     // constructors as witnesses, e.g. if we have:
938                     //
939                     // ```
940                     //     enum Direction { N, S, E, W }
941                     //     let Direction::N = ...;
942                     // ```
943                     //
944                     // we can report 3 witnesses: `S`, `E`, and `W`.
945                     //
946                     // However, there are 2 cases where we don't want
947                     // to do this and instead report a single `_` witness:
948                     //
949                     // 1) If the user is matching against a non-exhaustive
950                     // enum, there is no point in enumerating all possible
951                     // variants, because the user can't actually match
952                     // against them himself, e.g. in an example like:
953                     // ```
954                     //     let err: io::ErrorKind = ...;
955                     //     match err {
956                     //         io::ErrorKind::NotFound => {},
957                     //     }
958                     // ```
959                     // we don't want to show every possible IO error,
960                     // but instead have `_` as the witness (this is
961                     // actually *required* if the user specified *all*
962                     // IO errors, but is probably what we want in every
963                     // case).
964                     //
965                     // 2) If the user didn't actually specify a constructor
966                     // in this arm, e.g. in
967                     // ```
968                     //     let x: (Direction, Direction, bool) = ...;
969                     //     let (_, _, false) = x;
970                     // ```
971                     // we don't want to show all 16 possible witnesses
972                     // `(<direction-1>, <direction-2>, true)` - we are
973                     // satisfied with `(_, _, true)`. In this case,
974                     // `used_ctors` is empty.
975                     let new_witnesses = if is_non_exhaustive || used_ctors.is_empty() {
976                         // All constructors are unused. Add wild patterns
977                         // rather than each individual constructor
978                         pats.into_iter().map(|mut witness| {
979                             witness.0.push(Pattern {
980                                 ty: pcx.ty,
981                                 span: DUMMY_SP,
982                                 kind: box PatternKind::Wild,
983                             });
984                             witness
985                         }).collect()
986                     } else {
987                         if value_constructors {
988                             // If we've been trying to exhaustively match
989                             // over the domain of values for a type,
990                             // then we can provide better diagnostics
991                             // regarding which values were missing.
992                             missing_ctors.into_iter().map(|ctor| {
993                                 match ctor {
994                                     // A constant range of length 1 is simply
995                                     // a constant value.
996                                     ConstantRange(lo, hi, _) if lo == hi => {
997                                         Witness(vec![Pattern {
998                                             ty: pcx.ty,
999                                             span: DUMMY_SP,
1000                                             kind: box PatternKind::Constant { value: lo },
1001                                         }])
1002                                     }
1003                                     // We always report missing intervals
1004                                     // in terms of inclusive ranges.
1005                                     ConstantRange(lo, hi, end) => {
1006                                         Witness(vec![Pattern {
1007                                             ty: pcx.ty,
1008                                             span: DUMMY_SP,
1009                                             kind: box PatternKind::Range { lo, hi, end },
1010                                         }])
1011                                     },
1012                                     _ => bug!("`ranges_subtract_pattern` should only produce \
1013                                                `ConstantRange`s"),
1014                                 }
1015                             }).collect()
1016                         } else {
1017                             pats.into_iter().flat_map(|witness| {
1018                                 missing_ctors.iter().map(move |ctor| {
1019                                     witness.clone().push_wild_constructor(cx, ctor, pcx.ty)
1020                                 })
1021                             }).collect()
1022                         }
1023                     };
1024                     UsefulWithWitness(new_witnesses)
1025                 }
1026                 result => result
1027             }
1028         }
1029     }
1030 }
1031
1032 fn is_useful_specialized<'p, 'a:'p, 'tcx: 'a>(
1033     cx: &mut MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
1034     &Matrix(ref m): &Matrix<'p, 'tcx>,
1035     v: &[&'p Pattern<'tcx>],
1036     ctor: Constructor<'tcx>,
1037     lty: Ty<'tcx>,
1038     witness: WitnessPreference) -> Usefulness<'tcx>
1039 {
1040     debug!("is_useful_specialized({:#?}, {:#?}, {:?})", v, ctor, lty);
1041     let sub_pat_tys = constructor_sub_pattern_tys(cx, &ctor, lty);
1042     let wild_patterns_owned: Vec<_> = sub_pat_tys.iter().map(|ty| {
1043         Pattern {
1044             ty,
1045             span: DUMMY_SP,
1046             kind: box PatternKind::Wild,
1047         }
1048     }).collect();
1049     let wild_patterns: Vec<_> = wild_patterns_owned.iter().collect();
1050     let matrix = Matrix(m.iter().flat_map(|r| {
1051         specialize(cx, &r, &ctor, &wild_patterns)
1052     }).collect());
1053     match specialize(cx, v, &ctor, &wild_patterns) {
1054         Some(v) => match is_useful(cx, &matrix, &v, witness) {
1055             UsefulWithWitness(witnesses) => UsefulWithWitness(
1056                 witnesses.into_iter()
1057                     .map(|witness| witness.apply_constructor(cx, &ctor, lty))
1058                     .collect()
1059             ),
1060             result => result
1061         },
1062         None => NotUseful
1063     }
1064 }
1065
1066 /// Determines the constructors that the given pattern can be specialized to.
1067 ///
1068 /// In most cases, there's only one constructor that a specific pattern
1069 /// represents, such as a specific enum variant or a specific literal value.
1070 /// Slice patterns, however, can match slices of different lengths. For instance,
1071 /// `[a, b, ..tail]` can match a slice of length 2, 3, 4 and so on.
1072 ///
1073 /// Returns None in case of a catch-all, which can't be specialized.
1074 fn pat_constructors<'tcx>(cx: &mut MatchCheckCtxt,
1075                           pat: &Pattern<'tcx>,
1076                           pcx: PatternContext)
1077                           -> Option<Vec<Constructor<'tcx>>>
1078 {
1079     match *pat.kind {
1080         PatternKind::Binding { .. } | PatternKind::Wild =>
1081             None,
1082         PatternKind::Leaf { .. } | PatternKind::Deref { .. } =>
1083             Some(vec![Single]),
1084         PatternKind::Variant { adt_def, variant_index, .. } =>
1085             Some(vec![Variant(adt_def.variants[variant_index].did)]),
1086         PatternKind::Constant { value } =>
1087             Some(vec![ConstantValue(value)]),
1088         PatternKind::Range { lo, hi, end } =>
1089             Some(vec![ConstantRange(lo, hi, end)]),
1090         PatternKind::Array { .. } => match pcx.ty.sty {
1091             ty::TyArray(_, length) => Some(vec![
1092                 Slice(length.unwrap_usize(cx.tcx))
1093             ]),
1094             _ => span_bug!(pat.span, "bad ty {:?} for array pattern", pcx.ty)
1095         },
1096         PatternKind::Slice { ref prefix, ref slice, ref suffix } => {
1097             let pat_len = prefix.len() as u64 + suffix.len() as u64;
1098             if slice.is_some() {
1099                 Some((pat_len..pcx.max_slice_length+1).map(Slice).collect())
1100             } else {
1101                 Some(vec![Slice(pat_len)])
1102             }
1103         }
1104     }
1105 }
1106
1107 /// This computes the arity of a constructor. The arity of a constructor
1108 /// is how many subpattern patterns of that constructor should be expanded to.
1109 ///
1110 /// For instance, a tuple pattern (_, 42, Some([])) has the arity of 3.
1111 /// A struct pattern's arity is the number of fields it contains, etc.
1112 fn constructor_arity(_cx: &MatchCheckCtxt, ctor: &Constructor, ty: Ty) -> u64 {
1113     debug!("constructor_arity({:#?}, {:?})", ctor, ty);
1114     match ty.sty {
1115         ty::TyTuple(ref fs) => fs.len() as u64,
1116         ty::TySlice(..) | ty::TyArray(..) => match *ctor {
1117             Slice(length) => length,
1118             ConstantValue(_) => 0,
1119             _ => bug!("bad slice pattern {:?} {:?}", ctor, ty)
1120         },
1121         ty::TyRef(..) => 1,
1122         ty::TyAdt(adt, _) => {
1123             adt.variants[ctor.variant_index_for_adt(adt)].fields.len() as u64
1124         }
1125         _ => 0
1126     }
1127 }
1128
1129 /// This computes the types of the sub patterns that a constructor should be
1130 /// expanded to.
1131 ///
1132 /// For instance, a tuple pattern (43u32, 'a') has sub pattern types [u32, char].
1133 fn constructor_sub_pattern_tys<'a, 'tcx: 'a>(cx: &MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
1134                                              ctor: &Constructor,
1135                                              ty: Ty<'tcx>) -> Vec<Ty<'tcx>>
1136 {
1137     debug!("constructor_sub_pattern_tys({:#?}, {:?})", ctor, ty);
1138     match ty.sty {
1139         ty::TyTuple(ref fs) => fs.into_iter().map(|t| *t).collect(),
1140         ty::TySlice(ty) | ty::TyArray(ty, _) => match *ctor {
1141             Slice(length) => (0..length).map(|_| ty).collect(),
1142             ConstantValue(_) => vec![],
1143             _ => bug!("bad slice pattern {:?} {:?}", ctor, ty)
1144         },
1145         ty::TyRef(_, rty, _) => vec![rty],
1146         ty::TyAdt(adt, substs) => {
1147             if adt.is_box() {
1148                 // Use T as the sub pattern type of Box<T>.
1149                 vec![substs.type_at(0)]
1150             } else {
1151                 adt.variants[ctor.variant_index_for_adt(adt)].fields.iter().map(|field| {
1152                     let is_visible = adt.is_enum()
1153                         || field.vis.is_accessible_from(cx.module, cx.tcx);
1154                     if is_visible {
1155                         field.ty(cx.tcx, substs)
1156                     } else {
1157                         // Treat all non-visible fields as TyErr. They
1158                         // can't appear in any other pattern from
1159                         // this match (because they are private),
1160                         // so their type does not matter - but
1161                         // we don't want to know they are
1162                         // uninhabited.
1163                         cx.tcx.types.err
1164                     }
1165                 }).collect()
1166             }
1167         }
1168         _ => vec![],
1169     }
1170 }
1171
1172 fn slice_pat_covered_by_constructor<'tcx>(
1173     tcx: TyCtxt<'_, 'tcx, '_>,
1174     _span: Span,
1175     ctor: &Constructor,
1176     prefix: &[Pattern<'tcx>],
1177     slice: &Option<Pattern<'tcx>>,
1178     suffix: &[Pattern<'tcx>]
1179 ) -> Result<bool, ErrorReported> {
1180     let data: &[u8] = match *ctor {
1181         ConstantValue(const_val) => {
1182             let val = match const_val.val {
1183                 ConstValue::Unevaluated(..) |
1184                 ConstValue::ByRef(..) => bug!("unexpected ConstValue: {:?}", const_val),
1185                 ConstValue::Scalar(val) | ConstValue::ScalarPair(val, _) => val,
1186             };
1187             if let Ok(ptr) = val.to_ptr() {
1188                 let is_array_ptr = const_val.ty
1189                     .builtin_deref(true)
1190                     .and_then(|t| t.ty.builtin_index())
1191                     .map_or(false, |t| t == tcx.types.u8);
1192                 assert!(is_array_ptr);
1193                 tcx.alloc_map.lock().unwrap_memory(ptr.alloc_id).bytes.as_ref()
1194             } else {
1195                 bug!("unexpected non-ptr ConstantValue")
1196             }
1197         }
1198         _ => bug!()
1199     };
1200
1201     let pat_len = prefix.len() + suffix.len();
1202     if data.len() < pat_len || (slice.is_none() && data.len() > pat_len) {
1203         return Ok(false);
1204     }
1205
1206     for (ch, pat) in
1207         data[..prefix.len()].iter().zip(prefix).chain(
1208             data[data.len()-suffix.len()..].iter().zip(suffix))
1209     {
1210         match pat.kind {
1211             box PatternKind::Constant { value } => {
1212                 let b = value.unwrap_bits(tcx, ty::ParamEnv::empty().and(pat.ty));
1213                 assert_eq!(b as u8 as u128, b);
1214                 if b as u8 != *ch {
1215                     return Ok(false);
1216                 }
1217             }
1218             _ => {}
1219         }
1220     }
1221
1222     Ok(true)
1223 }
1224
1225 fn constructor_covered_by_range<'a, 'tcx>(
1226     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
1227     ctor: &Constructor<'tcx>,
1228     from: &'tcx ty::Const<'tcx>, to: &'tcx ty::Const<'tcx>,
1229     end: RangeEnd,
1230     ty: Ty<'tcx>,
1231 ) -> Result<bool, ErrorReported> {
1232     trace!("constructor_covered_by_range {:#?}, {:#?}, {:#?}, {}", ctor, from, to, ty);
1233     let cmp_from = |c_from| compare_const_vals(tcx, c_from, from, ty::ParamEnv::empty().and(ty))
1234         .map(|res| res != Ordering::Less);
1235     let cmp_to = |c_to| compare_const_vals(tcx, c_to, to, ty::ParamEnv::empty().and(ty));
1236     macro_rules! some_or_ok {
1237         ($e:expr) => {
1238             match $e {
1239                 Some(to) => to,
1240                 None => return Ok(false), // not char or int
1241             }
1242         };
1243     }
1244     match *ctor {
1245         ConstantValue(value) => {
1246             let to = some_or_ok!(cmp_to(value));
1247             let end = (to == Ordering::Less) ||
1248                       (end == RangeEnd::Included && to == Ordering::Equal);
1249             Ok(some_or_ok!(cmp_from(value)) && end)
1250         },
1251         ConstantRange(from, to, RangeEnd::Included) => {
1252             let to = some_or_ok!(cmp_to(to));
1253             let end = (to == Ordering::Less) ||
1254                       (end == RangeEnd::Included && to == Ordering::Equal);
1255             Ok(some_or_ok!(cmp_from(from)) && end)
1256         },
1257         ConstantRange(from, to, RangeEnd::Excluded) => {
1258             let to = some_or_ok!(cmp_to(to));
1259             let end = (to == Ordering::Less) ||
1260                       (end == RangeEnd::Excluded && to == Ordering::Equal);
1261             Ok(some_or_ok!(cmp_from(from)) && end)
1262         }
1263         Single => Ok(true),
1264         _ => bug!(),
1265     }
1266 }
1267
1268 fn patterns_for_variant<'p, 'a: 'p, 'tcx: 'a>(
1269     subpatterns: &'p [FieldPattern<'tcx>],
1270     wild_patterns: &[&'p Pattern<'tcx>])
1271     -> Vec<&'p Pattern<'tcx>>
1272 {
1273     let mut result = wild_patterns.to_owned();
1274
1275     for subpat in subpatterns {
1276         result[subpat.field.index()] = &subpat.pattern;
1277     }
1278
1279     debug!("patterns_for_variant({:#?}, {:#?}) = {:#?}", subpatterns, wild_patterns, result);
1280     result
1281 }
1282
1283 /// This is the main specialization step. It expands the first pattern in the given row
1284 /// into `arity` patterns based on the constructor. For most patterns, the step is trivial,
1285 /// for instance tuple patterns are flattened and box patterns expand into their inner pattern.
1286 ///
1287 /// OTOH, slice patterns with a subslice pattern (..tail) can be expanded into multiple
1288 /// different patterns.
1289 /// Structure patterns with a partial wild pattern (Foo { a: 42, .. }) have their missing
1290 /// fields filled with wild patterns.
1291 fn specialize<'p, 'a: 'p, 'tcx: 'a>(
1292     cx: &mut MatchCheckCtxt<'a, 'tcx>,
1293     r: &[&'p Pattern<'tcx>],
1294     constructor: &Constructor<'tcx>,
1295     wild_patterns: &[&'p Pattern<'tcx>])
1296     -> Option<Vec<&'p Pattern<'tcx>>>
1297 {
1298     let pat = &r[0];
1299
1300     let head: Option<Vec<&Pattern>> = match *pat.kind {
1301         PatternKind::Binding { .. } | PatternKind::Wild => {
1302             Some(wild_patterns.to_owned())
1303         },
1304
1305         PatternKind::Variant { adt_def, variant_index, ref subpatterns, .. } => {
1306             let ref variant = adt_def.variants[variant_index];
1307             if *constructor == Variant(variant.did) {
1308                 Some(patterns_for_variant(subpatterns, wild_patterns))
1309             } else {
1310                 None
1311             }
1312         }
1313
1314         PatternKind::Leaf { ref subpatterns } => {
1315             Some(patterns_for_variant(subpatterns, wild_patterns))
1316         }
1317
1318         PatternKind::Deref { ref subpattern } => {
1319             Some(vec![subpattern])
1320         }
1321
1322         PatternKind::Constant { value } => {
1323             match *constructor {
1324                 Slice(..) => {
1325                     if let Some(ptr) = value.to_ptr() {
1326                         let is_array_ptr = value.ty
1327                             .builtin_deref(true)
1328                             .and_then(|t| t.ty.builtin_index())
1329                             .map_or(false, |t| t == cx.tcx.types.u8);
1330                         assert!(is_array_ptr);
1331                         let data_len = cx.tcx
1332                             .alloc_map
1333                             .lock()
1334                             .unwrap_memory(ptr.alloc_id)
1335                             .bytes
1336                             .len();
1337                         if wild_patterns.len() == data_len {
1338                             Some(cx.lower_byte_str_pattern(pat))
1339                         } else {
1340                             None
1341                         }
1342                     } else {
1343                         span_bug!(pat.span,
1344                         "unexpected const-val {:?} with ctor {:?}", value, constructor)
1345                     }
1346                 },
1347                 _ => {
1348                     match constructor_covered_by_range(
1349                         cx.tcx,
1350                         constructor, value, value, RangeEnd::Included,
1351                         value.ty,
1352                             ) {
1353                         Ok(true) => Some(vec![]),
1354                         Ok(false) => None,
1355                         Err(ErrorReported) => None,
1356                     }
1357                 }
1358             }
1359         }
1360
1361         PatternKind::Range { lo, hi, ref end } => {
1362             match constructor_covered_by_range(
1363                 cx.tcx,
1364                 constructor, lo, hi, end.clone(), lo.ty,
1365             ) {
1366                 Ok(true) => Some(vec![]),
1367                 Ok(false) => None,
1368                 Err(ErrorReported) => None,
1369             }
1370         }
1371
1372         PatternKind::Array { ref prefix, ref slice, ref suffix } |
1373         PatternKind::Slice { ref prefix, ref slice, ref suffix } => {
1374             match *constructor {
1375                 Slice(..) => {
1376                     let pat_len = prefix.len() + suffix.len();
1377                     if let Some(slice_count) = wild_patterns.len().checked_sub(pat_len) {
1378                         if slice_count == 0 || slice.is_some() {
1379                             Some(
1380                                 prefix.iter().chain(
1381                                 wild_patterns.iter().map(|p| *p)
1382                                                     .skip(prefix.len())
1383                                                     .take(slice_count)
1384                                                     .chain(
1385                                 suffix.iter()
1386                             )).collect())
1387                         } else {
1388                             None
1389                         }
1390                     } else {
1391                         None
1392                     }
1393                 }
1394                 ConstantValue(..) => {
1395                     match slice_pat_covered_by_constructor(
1396                         cx.tcx, pat.span, constructor, prefix, slice, suffix
1397                             ) {
1398                         Ok(true) => Some(vec![]),
1399                         Ok(false) => None,
1400                         Err(ErrorReported) => None
1401                     }
1402                 }
1403                 _ => span_bug!(pat.span,
1404                     "unexpected ctor {:?} for slice pat", constructor)
1405             }
1406         }
1407     };
1408     debug!("specialize({:#?}, {:#?}) = {:#?}", r[0], wild_patterns, head);
1409
1410     head.map(|mut head| {
1411         head.extend_from_slice(&r[1 ..]);
1412         head
1413     })
1414 }