src/librustc_mir/transform/generator.rs

   1 //! This is the implementation of the pass which transforms generators into state machines.
   2 //!
   3 //! MIR generation for generators creates a function which has a self argument which
   4 //! passes by value. This argument is effectively a generator type which only contains upvars and
   5 //! is only used for this argument inside the MIR for the generator.
   6 //! It is passed by value to enable upvars to be moved out of it. Drop elaboration runs on that
   7 //! MIR before this pass and creates drop flags for MIR locals.
   8 //! It will also drop the generator argument (which only consists of upvars) if any of the upvars
   9 //! are moved out of. This pass elaborates the drops of upvars / generator argument in the case
  10 //! that none of the upvars were moved out of. This is because we cannot have any drops of this
  11 //! generator in the MIR, since it is used to create the drop glue for the generator. We'd get
  12 //! infinite recursion otherwise.
  13 //!
  14 //! This pass creates the implementation for the Generator::resume function and the drop shim
  15 //! for the generator based on the MIR input. It converts the generator argument from Self to
  16 //! &mut Self adding derefs in the MIR as needed. It computes the final layout of the generator
  17 //! struct which looks like this:
  18 //!     First upvars are stored
  19 //!     It is followed by the generator state field.
  20 //!     Then finally the MIR locals which are live across a suspension point are stored.
  21 //!
  22 //!     struct Generator {
  23 //!         upvars...,
  24 //!         state: u32,
  25 //!         mir_locals...,
  26 //!     }
  27 //!
  28 //! This pass computes the meaning of the state field and the MIR locals which are live
  29 //! across a suspension point. There are however two hardcoded generator states:
  30 //!     0 - Generator have not been resumed yet
  31 //!     1 - Generator has returned / is completed
  32 //!     2 - Generator has been poisoned
  33 //!
  34 //! It also rewrites `return x` and `yield y` as setting a new generator state and returning
  35 //! GeneratorState::Complete(x) and GeneratorState::Yielded(y) respectively.
  36 //! MIR locals which are live across a suspension point are moved to the generator struct
  37 //! with references to them being updated with references to the generator struct.
  38 //!
  39 //! The pass creates two functions which have a switch on the generator state giving
  40 //! the action to take.
  41 //!
  42 //! One of them is the implementation of Generator::resume.
  43 //! For generators with state 0 (unresumed) it starts the execution of the generator.
  44 //! For generators with state 1 (returned) and state 2 (poisoned) it panics.
  45 //! Otherwise it continues the execution from the last suspension point.
  46 //!
  47 //! The other function is the drop glue for the generator.
  48 //! For generators with state 0 (unresumed) it drops the upvars of the generator.
  49 //! For generators with state 1 (returned) and state 2 (poisoned) it does nothing.
  50 //! Otherwise it drops all the values in scope at the last suspension point.
  51
  52 use rustc::hir;
  53 use rustc::hir::def_id::DefId;
  54 use rustc::mir::*;
  55 use rustc::mir::visit::{PlaceContext, Visitor, MutVisitor};
  56 use rustc::ty::{self, TyCtxt, AdtDef, Ty};
  57 use rustc::ty::layout::VariantIdx;
  58 use rustc::ty::subst::SubstsRef;
  59 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
  60 use rustc_data_structures::indexed_vec::Idx;
  61 use rustc_data_structures::bit_set::BitSet;
  62 use std::borrow::Cow;
  63 use std::iter::once;
  64 use std::mem;
  65 use crate::transform::{MirPass, MirSource};
  66 use crate::transform::simplify;
  67 use crate::transform::no_landing_pads::no_landing_pads;
  68 use crate::dataflow::{do_dataflow, DebugFormatted, state_for_location};
  69 use crate::dataflow::{MaybeStorageLive, HaveBeenBorrowedLocals};
  70 use crate::util::dump_mir;
  71 use crate::util::liveness;
  72
  73 pub struct StateTransform;
  74
  75 struct RenameLocalVisitor {
  76     from: Local,
  77     to: Local,
  78 }
  79
  80 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for RenameLocalVisitor {
  81     fn visit_local(&mut self,
  82                    local: &mut Local,
  83                    _: PlaceContext<'tcx>,
  84                    _: Location) {
  85         if *local == self.from {
  86             *local = self.to;
  87         }
  88     }
  89 }
  90
  91 struct DerefArgVisitor;
  92
  93 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for DerefArgVisitor {
  94     fn visit_local(&mut self,
  95                    local: &mut Local,
  96                    _: PlaceContext<'tcx>,
  97                    _: Location) {
  98         assert_ne!(*local, self_arg());
  99     }
 100
 101     fn visit_place(&mut self,
 102                     place: &mut Place<'tcx>,
 103                     context: PlaceContext<'tcx>,
 104                     location: Location) {
 105         if *place == Place::Base(PlaceBase::Local(self_arg())) {
 106             *place = Place::Projection(Box::new(Projection {
 107                 base: place.clone(),
 108                 elem: ProjectionElem::Deref,
 109             }));
 110         } else {
 111             self.super_place(place, context, location);
 112         }
 113     }
 114 }
 115
 116 struct PinArgVisitor<'tcx> {
 117     ref_gen_ty: Ty<'tcx>,
 118 }
 119
 120 impl<'tcx> MutVisitor<'tcx> for PinArgVisitor<'tcx> {
 121     fn visit_local(&mut self,
 122                    local: &mut Local,
 123                    _: PlaceContext<'tcx>,
 124                    _: Location) {
 125         assert_ne!(*local, self_arg());
 126     }
 127
 128     fn visit_place(&mut self,
 129                     place: &mut Place<'tcx>,
 130                     context: PlaceContext<'tcx>,
 131                     location: Location) {
 132         if *place == Place::Base(PlaceBase::Local(self_arg())) {
 133             *place = Place::Projection(Box::new(Projection {
 134                 base: place.clone(),
 135                 elem: ProjectionElem::Field(Field::new(0), self.ref_gen_ty),
 136             }));
 137         } else {
 138             self.super_place(place, context, location);
 139         }
 140     }
 141 }
 142
 143 fn self_arg() -> Local {
 144     Local::new(1)
 145 }
 146
 147 struct SuspensionPoint {
 148     state: u32,
 149     resume: BasicBlock,
 150     drop: Option<BasicBlock>,
 151     storage_liveness: liveness::LiveVarSet,
 152 }
 153
 154 struct TransformVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
 155     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 156     state_adt_ref: &'tcx AdtDef,
 157     state_substs: SubstsRef<'tcx>,
 158
 159     // The index of the generator state in the generator struct
 160     state_field: usize,
 161
 162     // Mapping from Local to (type of local, generator struct index)
 163     // FIXME(eddyb) This should use `IndexVec<Local, Option<_>>`.
 164     remap: FxHashMap<Local, (Ty<'tcx>, usize)>,
 165
 166     // A map from a suspension point in a block to the locals which have live storage at that point
 167     // FIXME(eddyb) This should use `IndexVec<BasicBlock, Option<_>>`.
 168     storage_liveness: FxHashMap<BasicBlock, liveness::LiveVarSet>,
 169
 170     // A list of suspension points, generated during the transform
 171     suspension_points: Vec<SuspensionPoint>,
 172
 173     // The original RETURN_PLACE local
 174     new_ret_local: Local,
 175 }
 176
 177 impl<'a, 'tcx> TransformVisitor<'a, 'tcx> {
 178     // Make a GeneratorState rvalue
 179     fn make_state(&self, idx: VariantIdx, val: Operand<'tcx>) -> Rvalue<'tcx> {
 180         let adt = AggregateKind::Adt(self.state_adt_ref, idx, self.state_substs, None, None);
 181         Rvalue::Aggregate(box adt, vec![val])
 182     }
 183
 184     // Create a Place referencing a generator struct field
 185     fn make_field(&self, idx: usize, ty: Ty<'tcx>) -> Place<'tcx> {
 186         let base = Place::Base(PlaceBase::Local(self_arg()));
 187         let field = Projection {
 188             base: base,
 189             elem: ProjectionElem::Field(Field::new(idx), ty),
 190         };
 191         Place::Projection(Box::new(field))
 192     }
 193
 194     // Create a statement which changes the generator state
 195     fn set_state(&self, state_disc: u32, source_info: SourceInfo) -> Statement<'tcx> {
 196         let state = self.make_field(self.state_field, self.tcx.types.u32);
 197         let val = Operand::Constant(box Constant {
 198             span: source_info.span,
 199             ty: self.tcx.types.u32,
 200             user_ty: None,
 201             literal: self.tcx.mk_lazy_const(ty::LazyConst::Evaluated(ty::Const::from_bits(
 202                 self.tcx,
 203                 state_disc.into(),
 204                 ty::ParamEnv::empty().and(self.tcx.types.u32)
 205             ))),
 206         });
 207         Statement {
 208             source_info,
 209             kind: StatementKind::Assign(state, box Rvalue::Use(val)),
 210         }
 211     }
 212 }
 213
 214 impl<'a, 'tcx> MutVisitor<'tcx> for TransformVisitor<'a, 'tcx> {
 215     fn visit_local(&mut self,
 216                    local: &mut Local,
 217                    _: PlaceContext<'tcx>,
 218                    _: Location) {
 219         assert_eq!(self.remap.get(local), None);
 220     }
 221
 222     fn visit_place(&mut self,
 223                     place: &mut Place<'tcx>,
 224                     context: PlaceContext<'tcx>,
 225                     location: Location) {
 226         if let Place::Base(PlaceBase::Local(l)) = *place {
 227             // Replace an Local in the remap with a generator struct access
 228             if let Some(&(ty, idx)) = self.remap.get(&l) {
 229                 *place = self.make_field(idx, ty);
 230             }
 231         } else {
 232             self.super_place(place, context, location);
 233         }
 234     }
 235
 236     fn visit_basic_block_data(&mut self,
 237                               block: BasicBlock,
 238                               data: &mut BasicBlockData<'tcx>) {
 239         // Remove StorageLive and StorageDead statements for remapped locals
 240         data.retain_statements(|s| {
 241             match s.kind {
 242                 StatementKind::StorageLive(l) | StatementKind::StorageDead(l) => {
 243                     !self.remap.contains_key(&l)
 244                 }
 245                 _ => true
 246             }
 247         });
 248
 249         let ret_val = match data.terminator().kind {
 250             TerminatorKind::Return => Some((VariantIdx::new(1),
 251                 None,
 252                 Operand::Move(Place::Base(PlaceBase::Local(self.new_ret_local))),
 253                 None)),
 254             TerminatorKind::Yield { ref value, resume, drop } => Some((VariantIdx::new(0),
 255                 Some(resume),
 256                 value.clone(),
 257                 drop)),
 258             _ => None
 259         };
 260
 261         if let Some((state_idx, resume, v, drop)) = ret_val {
 262             let source_info = data.terminator().source_info;
 263             // We must assign the value first in case it gets declared dead below
 264             data.statements.push(Statement {
 265                 source_info,
 266                 kind: StatementKind::Assign(Place::RETURN_PLACE,
 267                                             box self.make_state(state_idx, v)),
 268             });
 269             let state = if let Some(resume) = resume { // Yield
 270                 let state = 3 + self.suspension_points.len() as u32;
 271
 272                 self.suspension_points.push(SuspensionPoint {
 273                     state,
 274                     resume,
 275                     drop,
 276                     storage_liveness: self.storage_liveness.get(&block).unwrap().clone(),
 277                 });
 278
 279                 state
 280             } else { // Return
 281                  1 // state for returned
 282             };
 283             data.statements.push(self.set_state(state, source_info));
 284             data.terminator.as_mut().unwrap().kind = TerminatorKind::Return;
 285         }
 286
 287         self.super_basic_block_data(block, data);
 288     }
 289 }
 290
 291 fn make_generator_state_argument_indirect<'a, 'tcx>(
 292                 tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 293                 def_id: DefId,
 294                 mir: &mut Mir<'tcx>) {
 295     let gen_ty = mir.local_decls.raw[1].ty;
 296
 297     let region = ty::ReFree(ty::FreeRegion {
 298         scope: def_id,
 299         bound_region: ty::BoundRegion::BrEnv,
 300     });
 301
 302     let region = tcx.mk_region(region);
 303
 304     let ref_gen_ty = tcx.mk_ref(region, ty::TypeAndMut {
 305         ty: gen_ty,
 306         mutbl: hir::MutMutable
 307     });
 308
 309     // Replace the by value generator argument
 310     mir.local_decls.raw[1].ty = ref_gen_ty;
 311
 312     // Add a deref to accesses of the generator state
 313     DerefArgVisitor.visit_mir(mir);
 314 }
 315
 316 fn make_generator_state_argument_pinned<'a, 'tcx>(
 317                 tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 318                 mir: &mut Mir<'tcx>) {
 319     let ref_gen_ty = mir.local_decls.raw[1].ty;
 320
 321     let pin_did = tcx.lang_items().pin_type().unwrap();
 322     let pin_adt_ref = tcx.adt_def(pin_did);
 323     let substs = tcx.intern_substs(&[ref_gen_ty.into()]);
 324     let pin_ref_gen_ty = tcx.mk_adt(pin_adt_ref, substs);
 325
 326     // Replace the by ref generator argument
 327     mir.local_decls.raw[1].ty = pin_ref_gen_ty;
 328
 329     // Add the Pin field access to accesses of the generator state
 330     PinArgVisitor { ref_gen_ty }.visit_mir(mir);
 331 }
 332
 333 fn replace_result_variable<'tcx>(
 334     ret_ty: Ty<'tcx>,
 335     mir: &mut Mir<'tcx>,
 336 ) -> Local {
 337     let source_info = source_info(mir);
 338     let new_ret = LocalDecl {
 339         mutability: Mutability::Mut,
 340         ty: ret_ty,
 341         user_ty: UserTypeProjections::none(),
 342         name: None,
 343         source_info,
 344         visibility_scope: source_info.scope,
 345         internal: false,
 346         is_block_tail: None,
 347         is_user_variable: None,
 348     };
 349     let new_ret_local = Local::new(mir.local_decls.len());
 350     mir.local_decls.push(new_ret);
 351     mir.local_decls.swap(RETURN_PLACE, new_ret_local);
 352
 353     RenameLocalVisitor {
 354         from: RETURN_PLACE,
 355         to: new_ret_local,
 356     }.visit_mir(mir);
 357
 358     new_ret_local
 359 }
 360
 361 struct StorageIgnored(liveness::LiveVarSet);
 362
 363 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for StorageIgnored {
 364     fn visit_statement(&mut self,
 365                        _block: BasicBlock,
 366                        statement: &Statement<'tcx>,
 367                        _location: Location) {
 368         match statement.kind {
 369             StatementKind::StorageLive(l) |
 370             StatementKind::StorageDead(l) => { self.0.remove(l); }
 371             _ => (),
 372         }
 373     }
 374 }
 375
 376 fn locals_live_across_suspend_points(
 377     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 378     mir: &Mir<'tcx>,
 379     source: MirSource<'tcx>,
 380     movable: bool,
 381 ) -> (
 382     liveness::LiveVarSet,
 383     FxHashMap<BasicBlock, liveness::LiveVarSet>,
 384 ) {
 385     let dead_unwinds = BitSet::new_empty(mir.basic_blocks().len());
 386     let node_id = tcx.hir().as_local_node_id(source.def_id()).unwrap();
 387
 388     // Calculate when MIR locals have live storage. This gives us an upper bound of their
 389     // lifetimes.
 390     let storage_live_analysis = MaybeStorageLive::new(mir);
 391     let storage_live =
 392         do_dataflow(tcx, mir, node_id, &[], &dead_unwinds, storage_live_analysis,
 393                     |bd, p| DebugFormatted::new(&bd.mir().local_decls[p]));
 394
 395     // Find the MIR locals which do not use StorageLive/StorageDead statements.
 396     // The storage of these locals are always live.
 397     let mut ignored = StorageIgnored(BitSet::new_filled(mir.local_decls.len()));
 398     ignored.visit_mir(mir);
 399
 400     // Calculate the MIR locals which have been previously
 401     // borrowed (even if they are still active).
 402     // This is only used for immovable generators.
 403     let borrowed_locals = if !movable {
 404         let analysis = HaveBeenBorrowedLocals::new(mir);
 405         let result =
 406             do_dataflow(tcx, mir, node_id, &[], &dead_unwinds, analysis,
 407                         |bd, p| DebugFormatted::new(&bd.mir().local_decls[p]));
 408         Some((analysis, result))
 409     } else {
 410         None
 411     };
 412
 413     // Calculate the liveness of MIR locals ignoring borrows.
 414     let mut set = liveness::LiveVarSet::new_empty(mir.local_decls.len());
 415     let mut liveness = liveness::liveness_of_locals(
 416         mir,
 417     );
 418     liveness::dump_mir(
 419         tcx,
 420         "generator_liveness",
 421         source,
 422         mir,
 423         &liveness,
 424     );
 425
 426     let mut storage_liveness_map = FxHashMap::default();
 427
 428     for (block, data) in mir.basic_blocks().iter_enumerated() {
 429         if let TerminatorKind::Yield { .. } = data.terminator().kind {
 430             let loc = Location {
 431                 block: block,
 432                 statement_index: data.statements.len(),
 433             };
 434
 435             if let Some((ref analysis, ref result)) = borrowed_locals {
 436                 let borrowed_locals = state_for_location(loc,
 437                                                          analysis,
 438                                                          result,
 439                                                          mir);
 440                 // The `liveness` variable contains the liveness of MIR locals ignoring borrows.
 441                 // This is correct for movable generators since borrows cannot live across
 442                 // suspension points. However for immovable generators we need to account for
 443                 // borrows, so we conseratively assume that all borrowed locals are live until
 444                 // we find a StorageDead statement referencing the locals.
 445                 // To do this we just union our `liveness` result with `borrowed_locals`, which
 446                 // contains all the locals which has been borrowed before this suspension point.
 447                 // If a borrow is converted to a raw reference, we must also assume that it lives
 448                 // forever. Note that the final liveness is still bounded by the storage liveness
 449                 // of the local, which happens using the `intersect` operation below.
 450                 liveness.outs[block].union(&borrowed_locals);
 451             }
 452
 453             let mut storage_liveness = state_for_location(loc,
 454                                                           &storage_live_analysis,
 455                                                           &storage_live,
 456                                                           mir);
 457
 458             // Store the storage liveness for later use so we can restore the state
 459             // after a suspension point
 460             storage_liveness_map.insert(block, storage_liveness.clone());
 461
 462             // Mark locals without storage statements as always having live storage
 463             storage_liveness.union(&ignored.0);
 464
 465             // Locals live are live at this point only if they are used across
 466             // suspension points (the `liveness` variable)
 467             // and their storage is live (the `storage_liveness` variable)
 468             storage_liveness.intersect(&liveness.outs[block]);
 469
 470             let live_locals = storage_liveness;
 471
 472             // Add the locals life at this suspension point to the set of locals which live across
 473             // any suspension points
 474             set.union(&live_locals);
 475         }
 476     }
 477
 478     // The generator argument is ignored
 479     set.remove(self_arg());
 480
 481     (set, storage_liveness_map)
 482 }
 483
 484 fn compute_layout<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 485                             source: MirSource<'tcx>,
 486                             upvars: Vec<Ty<'tcx>>,
 487                             interior: Ty<'tcx>,
 488                             movable: bool,
 489                             mir: &mut Mir<'tcx>)
 490     -> (FxHashMap<Local, (Ty<'tcx>, usize)>,
 491         GeneratorLayout<'tcx>,
 492         FxHashMap<BasicBlock, liveness::LiveVarSet>)
 493 {
 494     // Use a liveness analysis to compute locals which are live across a suspension point
 495     let (live_locals, storage_liveness) = locals_live_across_suspend_points(tcx,
 496                                                                             mir,
 497                                                                             source,
 498                                                                             movable);
 499     // Erase regions from the types passed in from typeck so we can compare them with
 500     // MIR types
 501     let allowed_upvars = tcx.erase_regions(&upvars);
 502     let allowed = match interior.sty {
 503         ty::GeneratorWitness(s) => tcx.erase_late_bound_regions(&s),
 504         _ => bug!(),
 505     };
 506
 507     for (local, decl) in mir.local_decls.iter_enumerated() {
 508         // Ignore locals which are internal or not live
 509         if !live_locals.contains(local) || decl.internal {
 510             continue;
 511         }
 512
 513         // Sanity check that typeck knows about the type of locals which are
 514         // live across a suspension point
 515         if !allowed.contains(&decl.ty) && !allowed_upvars.contains(&decl.ty) {
 516             span_bug!(mir.span,
 517                       "Broken MIR: generator contains type {} in MIR, \
 518                        but typeck only knows about {}",
 519                       decl.ty,
 520                       interior);
 521         }
 522     }
 523
 524     let upvar_len = mir.upvar_decls.len();
 525     let dummy_local = LocalDecl::new_internal(tcx.mk_unit(), mir.span);
 526
 527     // Gather live locals and their indices replacing values in mir.local_decls with a dummy
 528     // to avoid changing local indices
 529     let live_decls = live_locals.iter().map(|local| {
 530         let var = mem::replace(&mut mir.local_decls[local], dummy_local.clone());
 531         (local, var)
 532     });
 533
 534     // Create a map from local indices to generator struct indices.
 535     // These are offset by (upvar_len + 1) because of fields which comes before locals.
 536     // We also create a vector of the LocalDecls of these locals.
 537     let (remap, vars) = live_decls.enumerate().map(|(idx, (local, var))| {
 538         ((local, (var.ty, upvar_len + 1 + idx)), var)
 539     }).unzip();
 540
 541     let layout = GeneratorLayout {
 542         fields: vars
 543     };
 544
 545     (remap, layout, storage_liveness)
 546 }
 547
 548 fn insert_switch<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 549                            mir: &mut Mir<'tcx>,
 550                            cases: Vec<(u32, BasicBlock)>,
 551                            transform: &TransformVisitor<'a, 'tcx>,
 552                            default: TerminatorKind<'tcx>) {
 553     let default_block = insert_term_block(mir, default);
 554
 555     let switch = TerminatorKind::SwitchInt {
 556         discr: Operand::Copy(transform.make_field(transform.state_field, tcx.types.u32)),
 557         switch_ty: tcx.types.u32,
 558         values: Cow::from(cases.iter().map(|&(i, _)| i.into()).collect::<Vec<_>>()),
 559         targets: cases.iter().map(|&(_, d)| d).chain(once(default_block)).collect(),
 560     };
 561
 562     let source_info = source_info(mir);
 563     mir.basic_blocks_mut().raw.insert(0, BasicBlockData {
 564         statements: Vec::new(),
 565         terminator: Some(Terminator {
 566             source_info,
 567             kind: switch,
 568         }),
 569         is_cleanup: false,
 570     });
 571
 572     let blocks = mir.basic_blocks_mut().iter_mut();
 573
 574     for target in blocks.flat_map(|b| b.terminator_mut().successors_mut()) {
 575         *target = BasicBlock::new(target.index() + 1);
 576     }
 577 }
 578
 579 fn elaborate_generator_drops<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 580                                        def_id: DefId,
 581                                        mir: &mut Mir<'tcx>) {
 582     use crate::util::elaborate_drops::{elaborate_drop, Unwind};
 583     use crate::util::patch::MirPatch;
 584     use crate::shim::DropShimElaborator;
 585
 586     // Note that `elaborate_drops` only drops the upvars of a generator, and
 587     // this is ok because `open_drop` can only be reached within that own
 588     // generator's resume function.
 589
 590     let param_env = tcx.param_env(def_id);
 591     let gen = self_arg();
 592
 593     for block in mir.basic_blocks().indices() {
 594         let (target, unwind, source_info) = match mir.basic_blocks()[block].terminator() {
 595             &Terminator {
 596                 source_info,
 597                 kind: TerminatorKind::Drop {
 598                     location: Place::Base(PlaceBase::Local(local)),
 599                     target,
 600                     unwind
 601                 }
 602             } if local == gen => (target, unwind, source_info),
 603             _ => continue,
 604         };
 605         let unwind = if let Some(unwind) = unwind {
 606             Unwind::To(unwind)
 607         } else {
 608             Unwind::InCleanup
 609         };
 610         let patch = {
 611             let mut elaborator = DropShimElaborator {
 612                 mir: &mir,
 613                 patch: MirPatch::new(mir),
 614                 tcx,
 615                 param_env
 616             };
 617             elaborate_drop(
 618                 &mut elaborator,
 619                 source_info,
 620                 &Place::Base(PlaceBase::Local(gen)),
 621                 (),
 622                 target,
 623                 unwind,
 624                 block
 625             );
 626             elaborator.patch
 627         };
 628         patch.apply(mir);
 629     }
 630 }
 631
 632 fn create_generator_drop_shim<'a, 'tcx>(
 633                 tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 634                 transform: &TransformVisitor<'a, 'tcx>,
 635                 def_id: DefId,
 636                 source: MirSource<'tcx>,
 637                 gen_ty: Ty<'tcx>,
 638                 mir: &Mir<'tcx>,
 639                 drop_clean: BasicBlock) -> Mir<'tcx> {
 640     let mut mir = mir.clone();
 641
 642     let source_info = source_info(&mir);
 643
 644     let mut cases = create_cases(&mut mir, transform, |point| point.drop);
 645
 646     cases.insert(0, (0, drop_clean));
 647
 648     // The returned state (1) and the poisoned state (2) falls through to
 649     // the default case which is just to return
 650
 651     insert_switch(tcx, &mut mir, cases, &transform, TerminatorKind::Return);
 652
 653     for block in mir.basic_blocks_mut() {
 654         let kind = &mut block.terminator_mut().kind;
 655         if let TerminatorKind::GeneratorDrop = *kind {
 656             *kind = TerminatorKind::Return;
 657         }
 658     }
 659
 660     // Replace the return variable
 661     mir.local_decls[RETURN_PLACE] = LocalDecl {
 662         mutability: Mutability::Mut,
 663         ty: tcx.mk_unit(),
 664         user_ty: UserTypeProjections::none(),
 665         name: None,
 666         source_info,
 667         visibility_scope: source_info.scope,
 668         internal: false,
 669         is_block_tail: None,
 670         is_user_variable: None,
 671     };
 672
 673     make_generator_state_argument_indirect(tcx, def_id, &mut mir);
 674
 675     // Change the generator argument from &mut to *mut
 676     mir.local_decls[self_arg()] = LocalDecl {
 677         mutability: Mutability::Mut,
 678         ty: tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut {
 679             ty: gen_ty,
 680             mutbl: hir::Mutability::MutMutable,
 681         }),
 682         user_ty: UserTypeProjections::none(),
 683         name: None,
 684         source_info,
 685         visibility_scope: source_info.scope,
 686         internal: false,
 687         is_block_tail: None,
 688         is_user_variable: None,
 689     };
 690     if tcx.sess.opts.debugging_opts.mir_emit_retag {
 691         // Alias tracking must know we changed the type
 692         mir.basic_blocks_mut()[START_BLOCK].statements.insert(0, Statement {
 693             source_info,
 694             kind: StatementKind::Retag(RetagKind::Raw, Place::Base(PlaceBase::Local(self_arg()))),
 695         })
 696     }
 697
 698     no_landing_pads(tcx, &mut mir);
 699
 700     // Make sure we remove dead blocks to remove
 701     // unrelated code from the resume part of the function
 702     simplify::remove_dead_blocks(&mut mir);
 703
 704     dump_mir(tcx, None, "generator_drop", &0, source, &mut mir, |_, _| Ok(()) );
 705
 706     mir
 707 }
 708
 709 fn insert_term_block<'tcx>(mir: &mut Mir<'tcx>, kind: TerminatorKind<'tcx>) -> BasicBlock {
 710     let term_block = BasicBlock::new(mir.basic_blocks().len());
 711     let source_info = source_info(mir);
 712     mir.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
 713         statements: Vec::new(),
 714         terminator: Some(Terminator {
 715             source_info,
 716             kind,
 717         }),
 718         is_cleanup: false,
 719     });
 720     term_block
 721 }
 722
 723 fn insert_panic_block<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 724                                 mir: &mut Mir<'tcx>,
 725                                 message: AssertMessage<'tcx>) -> BasicBlock {
 726     let assert_block = BasicBlock::new(mir.basic_blocks().len());
 727     let term = TerminatorKind::Assert {
 728         cond: Operand::Constant(box Constant {
 729             span: mir.span,
 730             ty: tcx.types.bool,
 731             user_ty: None,
 732             literal: tcx.mk_lazy_const(ty::LazyConst::Evaluated(
 733                 ty::Const::from_bool(tcx, false),
 734             )),
 735         }),
 736         expected: true,
 737         msg: message,
 738         target: assert_block,
 739         cleanup: None,
 740     };
 741
 742     let source_info = source_info(mir);
 743     mir.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
 744         statements: Vec::new(),
 745         terminator: Some(Terminator {
 746             source_info,
 747             kind: term,
 748         }),
 749         is_cleanup: false,
 750     });
 751
 752     assert_block
 753 }
 754
 755 fn create_generator_resume_function<'a, 'tcx>(
 756         tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 757         transform: TransformVisitor<'a, 'tcx>,
 758         def_id: DefId,
 759         source: MirSource<'tcx>,
 760         mir: &mut Mir<'tcx>) {
 761     // Poison the generator when it unwinds
 762     for block in mir.basic_blocks_mut() {
 763         let source_info = block.terminator().source_info;
 764         if let &TerminatorKind::Resume = &block.terminator().kind {
 765             block.statements.push(transform.set_state(1, source_info));
 766         }
 767     }
 768
 769     let mut cases = create_cases(mir, &transform, |point| Some(point.resume));
 770
 771     use rustc::mir::interpret::EvalErrorKind::{
 772         GeneratorResumedAfterPanic,
 773         GeneratorResumedAfterReturn,
 774     };
 775
 776     // Jump to the entry point on the 0 state
 777     cases.insert(0, (0, BasicBlock::new(0)));
 778     // Panic when resumed on the returned (1) state
 779     cases.insert(1, (1, insert_panic_block(tcx, mir, GeneratorResumedAfterReturn)));
 780     // Panic when resumed on the poisoned (2) state
 781     cases.insert(2, (2, insert_panic_block(tcx, mir, GeneratorResumedAfterPanic)));
 782
 783     insert_switch(tcx, mir, cases, &transform, TerminatorKind::Unreachable);
 784
 785     make_generator_state_argument_indirect(tcx, def_id, mir);
 786     make_generator_state_argument_pinned(tcx, mir);
 787
 788     no_landing_pads(tcx, mir);
 789
 790     // Make sure we remove dead blocks to remove
 791     // unrelated code from the drop part of the function
 792     simplify::remove_dead_blocks(mir);
 793
 794     dump_mir(tcx, None, "generator_resume", &0, source, mir, |_, _| Ok(()) );
 795 }
 796
 797 fn source_info<'a, 'tcx>(mir: &Mir<'tcx>) -> SourceInfo {
 798     SourceInfo {
 799         span: mir.span,
 800         scope: OUTERMOST_SOURCE_SCOPE,
 801     }
 802 }
 803
 804 fn insert_clean_drop<'a, 'tcx>(mir: &mut Mir<'tcx>) -> BasicBlock {
 805     let return_block = insert_term_block(mir, TerminatorKind::Return);
 806
 807     // Create a block to destroy an unresumed generators. This can only destroy upvars.
 808     let drop_clean = BasicBlock::new(mir.basic_blocks().len());
 809     let term = TerminatorKind::Drop {
 810         location: Place::Base(PlaceBase::Local(self_arg())),
 811         target: return_block,
 812         unwind: None,
 813     };
 814     let source_info = source_info(mir);
 815     mir.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
 816         statements: Vec::new(),
 817         terminator: Some(Terminator {
 818             source_info,
 819             kind: term,
 820         }),
 821         is_cleanup: false,
 822     });
 823
 824     drop_clean
 825 }
 826
 827 fn create_cases<'a, 'tcx, F>(mir: &mut Mir<'tcx>,
 828                           transform: &TransformVisitor<'a, 'tcx>,
 829                           target: F) -> Vec<(u32, BasicBlock)>
 830     where F: Fn(&SuspensionPoint) -> Option<BasicBlock> {
 831     let source_info = source_info(mir);
 832
 833     transform.suspension_points.iter().filter_map(|point| {
 834         // Find the target for this suspension point, if applicable
 835         target(point).map(|target| {
 836             let block = BasicBlock::new(mir.basic_blocks().len());
 837             let mut statements = Vec::new();
 838
 839             // Create StorageLive instructions for locals with live storage
 840             for i in 0..(mir.local_decls.len()) {
 841                 let l = Local::new(i);
 842                 if point.storage_liveness.contains(l) && !transform.remap.contains_key(&l) {
 843                     statements.push(Statement {
 844                         source_info,
 845                         kind: StatementKind::StorageLive(l),
 846                     });
 847                 }
 848             }
 849
 850             // Then jump to the real target
 851             mir.basic_blocks_mut().push(BasicBlockData {
 852                 statements,
 853                 terminator: Some(Terminator {
 854                     source_info,
 855                     kind: TerminatorKind::Goto {
 856                         target,
 857                     },
 858                 }),
 859                 is_cleanup: false,
 860             });
 861
 862             (point.state, block)
 863         })
 864     }).collect()
 865 }
 866
 867 impl MirPass for StateTransform {
 868     fn run_pass<'a, 'tcx>(&self,
 869                     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 870                     source: MirSource<'tcx>,
 871                     mir: &mut Mir<'tcx>) {
 872         let yield_ty = if let Some(yield_ty) = mir.yield_ty {
 873             yield_ty
 874         } else {
 875             // This only applies to generators
 876             return
 877         };
 878
 879         assert!(mir.generator_drop.is_none());
 880
 881         let def_id = source.def_id();
 882
 883         // The first argument is the generator type passed by value
 884         let gen_ty = mir.local_decls.raw[1].ty;
 885
 886         // Get the interior types and substs which typeck computed
 887         let (upvars, interior, movable) = match gen_ty.sty {
 888             ty::Generator(_, substs, movability) => {
 889                 (substs.upvar_tys(def_id, tcx).collect(),
 890                  substs.witness(def_id, tcx),
 891                  movability == hir::GeneratorMovability::Movable)
 892             }
 893             _ => bug!(),
 894         };
 895
 896         // Compute GeneratorState<yield_ty, return_ty>
 897         let state_did = tcx.lang_items().gen_state().unwrap();
 898         let state_adt_ref = tcx.adt_def(state_did);
 899         let state_substs = tcx.intern_substs(&[
 900             yield_ty.into(),
 901             mir.return_ty().into(),
 902         ]);
 903         let ret_ty = tcx.mk_adt(state_adt_ref, state_substs);
 904
 905         // We rename RETURN_PLACE which has type mir.return_ty to new_ret_local
 906         // RETURN_PLACE then is a fresh unused local with type ret_ty.
 907         let new_ret_local = replace_result_variable(ret_ty, mir);
 908
 909         // Extract locals which are live across suspension point into `layout`
 910         // `remap` gives a mapping from local indices onto generator struct indices
 911         // `storage_liveness` tells us which locals have live storage at suspension points
 912         let (remap, layout, storage_liveness) = compute_layout(
 913             tcx,
 914             source,
 915             upvars,
 916             interior,
 917             movable,
 918             mir);
 919
 920         let state_field = mir.upvar_decls.len();
 921
 922         // Run the transformation which converts Places from Local to generator struct
 923         // accesses for locals in `remap`.
 924         // It also rewrites `return x` and `yield y` as writing a new generator state and returning
 925         // GeneratorState::Complete(x) and GeneratorState::Yielded(y) respectively.
 926         let mut transform = TransformVisitor {
 927             tcx,
 928             state_adt_ref,
 929             state_substs,
 930             remap,
 931             storage_liveness,
 932             suspension_points: Vec::new(),
 933             new_ret_local,
 934             state_field,
 935         };
 936         transform.visit_mir(mir);
 937
 938         // Update our MIR struct to reflect the changed we've made
 939         mir.yield_ty = None;
 940         mir.arg_count = 1;
 941         mir.spread_arg = None;
 942         mir.generator_layout = Some(layout);
 943
 944         // Insert `drop(generator_struct)` which is used to drop upvars for generators in
 945         // the unresumed (0) state.
 946         // This is expanded to a drop ladder in `elaborate_generator_drops`.
 947         let drop_clean = insert_clean_drop(mir);
 948
 949         dump_mir(tcx, None, "generator_pre-elab", &0, source, mir, |_, _| Ok(()) );
 950
 951         // Expand `drop(generator_struct)` to a drop ladder which destroys upvars.
 952         // If any upvars are moved out of, drop elaboration will handle upvar destruction.
 953         // However we need to also elaborate the code generated by `insert_clean_drop`.
 954         elaborate_generator_drops(tcx, def_id, mir);
 955
 956         dump_mir(tcx, None, "generator_post-transform", &0, source, mir, |_, _| Ok(()) );
 957
 958         // Create a copy of our MIR and use it to create the drop shim for the generator
 959         let drop_shim = create_generator_drop_shim(tcx,
 960             &transform,
 961             def_id,
 962             source,
 963             gen_ty,
 964             &mir,
 965             drop_clean);
 966
 967         mir.generator_drop = Some(box drop_shim);
 968
 969         // Create the Generator::resume function
 970         create_generator_resume_function(tcx, transform, def_id, source, mir);
 971     }
 972 }