]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blobdiff - crates/hir_ty/src/diagnostics/match_check/usefulness.rs
internal: Normalize field type after substituting
[rust.git] / crates / hir_ty / src / diagnostics / match_check / usefulness.rs
index bd76a606cb120dbb03122c7ee8d6212cfe2448e4..e8a13955d21c6711a8e76be6bd3c8f13eafde694 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
-//! Based on rust-lang/rust 1.52.0-nightly (25c15cdbe 2021-04-22)
-//! https://github.com/rust-lang/rust/blob/25c15cdbe/compiler/rustc_mir_build/src/thir/pattern/usefulness.rs
+//! Based on rust-lang/rust (last sync f31622a50 2021-11-12)
+//! <https://github.com/rust-lang/rust/blob/f31622a50/compiler/rustc_mir_build/src/thir/pattern/usefulness.rs>
 //!
 //! -----
 //!
 //! The details are not necessary to understand this file, so we explain them in
 //! [`super::deconstruct_pat`]. Splitting is done by the [`Constructor::split`] function.
 
-use std::{cell::RefCell, iter::FromIterator};
+use std::iter::once;
 
-use hir_def::{expr::ExprId, HasModule, ModuleId};
-use la_arena::Arena;
-use once_cell::unsync::OnceCell;
-use rustc_hash::FxHashMap;
+use hir_def::{AdtId, DefWithBodyId, HasModule, ModuleId};
 use smallvec::{smallvec, SmallVec};
+use typed_arena::Arena;
 
-use crate::{db::HirDatabase, InferenceResult, Interner, Ty};
+use crate::{db::HirDatabase, Ty, TyExt};
 
-use super::{
-    deconstruct_pat::{Constructor, Fields, SplitWildcard},
-    Pat, PatId, PatKind, PatternFoldable, PatternFolder,
-};
+use super::deconstruct_pat::{Constructor, DeconstructedPat, Fields, SplitWildcard};
 
-use self::{helper::PatIdExt, Usefulness::*, WitnessPreference::*};
+use self::{helper::Captures, ArmType::*, Usefulness::*};
 
-pub(crate) struct MatchCheckCtx<'a> {
+pub(crate) struct MatchCheckCtx<'a, 'p> {
     pub(crate) module: ModuleId,
-    pub(crate) match_expr: ExprId,
-    pub(crate) infer: &'a InferenceResult,
+    pub(crate) body: DefWithBodyId,
     pub(crate) db: &'a dyn HirDatabase,
     /// Lowered patterns from arms plus generated by the check.
-    pub(crate) pattern_arena: &'a RefCell<PatternArena>,
-    pub(crate) panic_context: &'a dyn Fn() -> String,
+    pub(crate) pattern_arena: &'p Arena<DeconstructedPat<'p>>,
 }
 
-impl<'a> MatchCheckCtx<'a> {
+impl<'a, 'p> MatchCheckCtx<'a, 'p> {
     pub(super) fn is_uninhabited(&self, _ty: &Ty) -> bool {
         // FIXME(iDawer) implement exhaustive_patterns feature. More info in:
         // Tracking issue for RFC 1872: exhaustive_patterns feature https://github.com/rust-lang/rust/issues/51085
@@ -306,12 +299,16 @@ pub(super) fn is_uninhabited(&self, _ty: &Ty) -> bool {
     }
 
     /// Returns whether the given type is an enum from another crate declared `#[non_exhaustive]`.
-    pub(super) fn is_foreign_non_exhaustive_enum(&self, enum_id: hir_def::EnumId) -> bool {
-        let has_non_exhaustive_attr =
-            self.db.attrs(enum_id.into()).by_key("non_exhaustive").exists();
-        let is_local =
-            hir_def::AdtId::from(enum_id).module(self.db.upcast()).krate() == self.module.krate();
-        has_non_exhaustive_attr && !is_local
+    pub(super) fn is_foreign_non_exhaustive_enum(&self, ty: &Ty) -> bool {
+        match ty.as_adt() {
+            Some((adt @ AdtId::EnumId(_), _)) => {
+                let has_non_exhaustive_attr =
+                    self.db.attrs(adt.into()).by_key("non_exhaustive").exists();
+                let is_local = adt.module(self.db.upcast()).krate() == self.module.krate();
+                has_non_exhaustive_attr && !is_local
+            }
+            _ => false,
+        }
     }
 
     // Rust feature described as "Allows exhaustive pattern matching on types that contain uninhabited types."
@@ -319,97 +316,34 @@ pub(super) fn feature_exhaustive_patterns(&self) -> bool {
         // FIXME see MatchCheckCtx::is_uninhabited
         false
     }
-
-    pub(super) fn alloc_pat(&self, pat: Pat) -> PatId {
-        self.pattern_arena.borrow_mut().alloc(pat)
-    }
-
-    /// Get type of a pattern. Handles expanded patterns.
-    pub(super) fn type_of(&self, pat: PatId) -> Ty {
-        self.pattern_arena.borrow()[pat].ty.clone()
-    }
-
-    #[track_caller]
-    pub(super) fn bug(&self, info: &str) -> ! {
-        panic!("bug: {}\n{}", info, (self.panic_context)());
-    }
 }
 
 #[derive(Copy, Clone)]
-pub(super) struct PatCtxt<'a> {
-    pub(super) cx: &'a MatchCheckCtx<'a>,
+pub(super) struct PatCtxt<'a, 'p> {
+    pub(super) cx: &'a MatchCheckCtx<'a, 'p>,
     /// Type of the current column under investigation.
     pub(super) ty: &'a Ty,
     /// Whether the current pattern is the whole pattern as found in a match arm, or if it's a
     /// subpattern.
     pub(super) is_top_level: bool,
-}
-
-pub(crate) fn expand_pattern(pat: Pat) -> Pat {
-    LiteralExpander.fold_pattern(&pat)
-}
-
-struct LiteralExpander;
-
-impl PatternFolder for LiteralExpander {
-    fn fold_pattern(&mut self, pat: &Pat) -> Pat {
-        match (pat.ty.kind(&Interner), pat.kind.as_ref()) {
-            (_, PatKind::Binding { subpattern: Some(s), .. }) => s.fold_with(self),
-            _ => pat.super_fold_with(self),
-        }
-    }
-}
-
-impl Pat {
-    fn _is_wildcard(&self) -> bool {
-        matches!(*self.kind, PatKind::Binding { subpattern: None, .. } | PatKind::Wild)
-    }
-}
-
-impl PatIdExt for PatId {
-    fn is_or_pat(self, cx: &MatchCheckCtx<'_>) -> bool {
-        matches!(*cx.pattern_arena.borrow()[self].kind, PatKind::Or { .. })
-    }
-
-    /// Recursively expand this pattern into its subpatterns. Only useful for or-patterns.
-    fn expand_or_pat(self, cx: &MatchCheckCtx<'_>) -> Vec<Self> {
-        fn expand(pat: PatId, vec: &mut Vec<PatId>, pat_arena: &mut PatternArena) {
-            if let PatKind::Or { pats } = pat_arena[pat].kind.as_ref() {
-                // FIXME(iDawer): Factor out pattern deep cloning. See discussion:
-                // https://github.com/rust-analyzer/rust-analyzer/pull/8717#discussion_r633086640
-                let pats = pats.clone();
-                for pat in pats {
-                    let pat = pat_arena.alloc(pat.clone());
-                    expand(pat, vec, pat_arena);
-                }
-            } else {
-                vec.push(pat)
-            }
-        }
-
-        let mut pat_arena = cx.pattern_arena.borrow_mut();
-        let mut pats = Vec::new();
-        expand(self, &mut pats, &mut pat_arena);
-        pats
-    }
+    /// Wether the current pattern is from a `non_exhaustive` enum.
+    pub(super) is_non_exhaustive: bool,
 }
 
 /// A row of a matrix. Rows of len 1 are very common, which is why `SmallVec[_; 2]`
 /// works well.
 #[derive(Clone)]
-pub(super) struct PatStack {
-    pats: SmallVec<[PatId; 2]>,
-    /// Cache for the constructor of the head
-    head_ctor: OnceCell<Constructor>,
+pub(super) struct PatStack<'p> {
+    pats: SmallVec<[&'p DeconstructedPat<'p>; 2]>,
 }
 
-impl PatStack {
-    fn from_pattern(pat: PatId) -> Self {
+impl<'p> PatStack<'p> {
+    fn from_pattern(pat: &'p DeconstructedPat<'p>) -> Self {
         Self::from_vec(smallvec![pat])
     }
 
-    fn from_vec(vec: SmallVec<[PatId; 2]>) -> Self {
-        PatStack { pats: vec, head_ctor: OnceCell::new() }
+    fn from_vec(vec: SmallVec<[&'p DeconstructedPat<'p>; 2]>) -> Self {
+        PatStack { pats: vec }
     }
 
     fn is_empty(&self) -> bool {
@@ -420,73 +354,42 @@ fn len(&self) -> usize {
         self.pats.len()
     }
 
-    fn head(&self) -> PatId {
+    fn head(&self) -> &'p DeconstructedPat<'p> {
         self.pats[0]
     }
 
-    #[inline]
-    fn head_ctor(&self, cx: &MatchCheckCtx<'_>) -> &Constructor {
-        self.head_ctor.get_or_init(|| Constructor::from_pat(cx, self.head()))
-    }
-
     // Recursively expand the first pattern into its subpatterns. Only useful if the pattern is an
     // or-pattern. Panics if `self` is empty.
-    fn expand_or_pat(&self, cx: &MatchCheckCtx<'_>) -> impl Iterator<Item = PatStack> + '_ {
-        self.head().expand_or_pat(cx).into_iter().map(move |pat| {
+    fn expand_or_pat(&self) -> impl Iterator<Item = PatStack<'p>> + Captures<'_> {
+        self.head().iter_fields().map(move |pat| {
             let mut new_patstack = PatStack::from_pattern(pat);
             new_patstack.pats.extend_from_slice(&self.pats[1..]);
             new_patstack
         })
     }
 
-    /// This computes `S(self.head_ctor(), self)`. See top of the file for explanations.
+    /// This computes `S(self.head().ctor(), self)`. See top of the file for explanations.
     ///
     /// Structure patterns with a partial wild pattern (Foo { a: 42, .. }) have their missing
     /// fields filled with wild patterns.
     ///
     /// This is roughly the inverse of `Constructor::apply`.
-    fn pop_head_constructor(
-        &self,
-        ctor_wild_subpatterns: &Fields,
-        cx: &MatchCheckCtx<'_>,
-    ) -> PatStack {
+    fn pop_head_constructor(&self, cx: &MatchCheckCtx<'_, 'p>, ctor: &Constructor) -> PatStack<'p> {
         // We pop the head pattern and push the new fields extracted from the arguments of
         // `self.head()`.
-        let mut new_fields =
-            ctor_wild_subpatterns.replace_with_pattern_arguments(self.head(), cx).into_patterns();
+        let mut new_fields: SmallVec<[_; 2]> = self.head().specialize(cx, ctor);
         new_fields.extend_from_slice(&self.pats[1..]);
         PatStack::from_vec(new_fields)
     }
 }
 
-impl Default for PatStack {
-    fn default() -> Self {
-        Self::from_vec(smallvec![])
-    }
-}
-
-impl PartialEq for PatStack {
-    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
-        self.pats == other.pats
-    }
-}
-
-impl FromIterator<PatId> for PatStack {
-    fn from_iter<T>(iter: T) -> Self
-    where
-        T: IntoIterator<Item = PatId>,
-    {
-        Self::from_vec(iter.into_iter().collect())
-    }
-}
-
 /// A 2D matrix.
 #[derive(Clone)]
-pub(super) struct Matrix {
-    patterns: Vec<PatStack>,
+pub(super) struct Matrix<'p> {
+    patterns: Vec<PatStack<'p>>,
 }
 
-impl Matrix {
+impl<'p> Matrix<'p> {
     fn empty() -> Self {
         Matrix { patterns: vec![] }
     }
@@ -498,295 +401,29 @@ pub(super) fn _column_count(&self) -> Option<usize> {
 
     /// Pushes a new row to the matrix. If the row starts with an or-pattern, this recursively
     /// expands it.
-    fn push(&mut self, row: PatStack, cx: &MatchCheckCtx<'_>) {
-        if !row.is_empty() && row.head().is_or_pat(cx) {
-            for row in row.expand_or_pat(cx) {
-                self.patterns.push(row);
-            }
+    fn push(&mut self, row: PatStack<'p>) {
+        if !row.is_empty() && row.head().is_or_pat() {
+            self.patterns.extend(row.expand_or_pat());
         } else {
             self.patterns.push(row);
         }
     }
 
     /// Iterate over the first component of each row
-    fn heads(&self) -> impl Iterator<Item = PatId> + '_ {
+    fn heads(&self) -> impl Iterator<Item = &'p DeconstructedPat<'p>> + Clone + Captures<'_> {
         self.patterns.iter().map(|r| r.head())
     }
 
-    /// Iterate over the first constructor of each row.
-    fn head_ctors<'a>(
-        &'a self,
-        cx: &'a MatchCheckCtx<'_>,
-    ) -> impl Iterator<Item = &'a Constructor> + Clone {
-        self.patterns.iter().map(move |r| r.head_ctor(cx))
-    }
-
     /// This computes `S(constructor, self)`. See top of the file for explanations.
-    fn specialize_constructor(
-        &self,
-        pcx: PatCtxt<'_>,
-        ctor: &Constructor,
-        ctor_wild_subpatterns: &Fields,
-    ) -> Matrix {
-        let rows = self
-            .patterns
-            .iter()
-            .filter(|r| ctor.is_covered_by(pcx, r.head_ctor(pcx.cx)))
-            .map(|r| r.pop_head_constructor(ctor_wild_subpatterns, pcx.cx));
-        Matrix::from_iter(rows, pcx.cx)
-    }
-
-    fn from_iter(rows: impl IntoIterator<Item = PatStack>, cx: &MatchCheckCtx<'_>) -> Matrix {
+    fn specialize_constructor(&self, pcx: PatCtxt<'_, 'p>, ctor: &Constructor) -> Matrix<'p> {
         let mut matrix = Matrix::empty();
-        for x in rows {
-            // Using `push` ensures we correctly expand or-patterns.
-            matrix.push(x, cx);
-        }
-        matrix
-    }
-}
-
-/// Given a pattern or a pattern-stack, this struct captures a set of its subpatterns. We use that
-/// to track reachable sub-patterns arising from or-patterns. In the absence of or-patterns this
-/// will always be either `Empty` (the whole pattern is unreachable) or `Full` (the whole pattern
-/// is reachable). When there are or-patterns, some subpatterns may be reachable while others
-/// aren't. In this case the whole pattern still counts as reachable, but we will lint the
-/// unreachable subpatterns.
-///
-/// This supports a limited set of operations, so not all possible sets of subpatterns can be
-/// represented. That's ok, we only want the ones that make sense for our usage.
-///
-/// What we're doing is illustrated by this:
-/// ```
-/// match (true, 0) {
-///     (true, 0) => {}
-///     (_, 1) => {}
-///     (true | false, 0 | 1) => {}
-/// }
-/// ```
-/// When we try the alternatives of the `true | false` or-pattern, the last `0` is reachable in the
-/// `false` alternative but not the `true`. So overall it is reachable. By contrast, the last `1`
-/// is not reachable in either alternative, so we want to signal this to the user.
-/// Therefore we take the union of sets of reachable patterns coming from different alternatives in
-/// order to figure out which subpatterns are overall reachable.
-///
-/// Invariant: we try to construct the smallest representation we can. In particular if
-/// `self.is_empty()` we ensure that `self` is `Empty`, and same with `Full`. This is not important
-/// for correctness currently.
-#[derive(Debug, Clone)]
-enum SubPatSet {
-    /// The empty set. This means the pattern is unreachable.
-    Empty,
-    /// The set containing the full pattern.
-    Full,
-    /// If the pattern is a pattern with a constructor or a pattern-stack, we store a set for each
-    /// of its subpatterns. Missing entries in the map are implicitly full, because that's the
-    /// common case.
-    Seq { subpats: FxHashMap<usize, SubPatSet> },
-    /// If the pattern is an or-pattern, we store a set for each of its alternatives. Missing
-    /// entries in the map are implicitly empty. Note: we always flatten nested or-patterns.
-    Alt {
-        subpats: FxHashMap<usize, SubPatSet>,
-        /// Counts the total number of alternatives in the pattern
-        alt_count: usize,
-        /// We keep the pattern around to retrieve spans.
-        pat: PatId,
-    },
-}
-
-impl SubPatSet {
-    fn full() -> Self {
-        SubPatSet::Full
-    }
-
-    fn empty() -> Self {
-        SubPatSet::Empty
-    }
-
-    fn is_empty(&self) -> bool {
-        match self {
-            SubPatSet::Empty => true,
-            SubPatSet::Full => false,
-            // If any subpattern in a sequence is unreachable, the whole pattern is unreachable.
-            SubPatSet::Seq { subpats } => subpats.values().any(|set| set.is_empty()),
-            // An or-pattern is reachable if any of its alternatives is.
-            SubPatSet::Alt { subpats, .. } => subpats.values().all(|set| set.is_empty()),
-        }
-    }
-
-    fn is_full(&self) -> bool {
-        match self {
-            SubPatSet::Empty => false,
-            SubPatSet::Full => true,
-            // The whole pattern is reachable only when all its alternatives are.
-            SubPatSet::Seq { subpats } => subpats.values().all(|sub_set| sub_set.is_full()),
-            // The whole or-pattern is reachable only when all its alternatives are.
-            SubPatSet::Alt { subpats, alt_count, .. } => {
-                subpats.len() == *alt_count && subpats.values().all(|set| set.is_full())
-            }
-        }
-    }
-
-    /// Union `self` with `other`, mutating `self`.
-    fn union(&mut self, other: Self) {
-        use SubPatSet::*;
-        // Union with full stays full; union with empty changes nothing.
-        if self.is_full() || other.is_empty() {
-            return;
-        } else if self.is_empty() {
-            *self = other;
-            return;
-        } else if other.is_full() {
-            *self = Full;
-            return;
-        }
-
-        match (&mut *self, other) {
-            (Seq { subpats: s_set }, Seq { subpats: mut o_set }) => {
-                s_set.retain(|i, s_sub_set| {
-                    // Missing entries count as full.
-                    let o_sub_set = o_set.remove(&i).unwrap_or(Full);
-                    s_sub_set.union(o_sub_set);
-                    // We drop full entries.
-                    !s_sub_set.is_full()
-                });
-                // Everything left in `o_set` is missing from `s_set`, i.e. counts as full. Since
-                // unioning with full returns full, we can drop those entries.
-            }
-            (Alt { subpats: s_set, .. }, Alt { subpats: mut o_set, .. }) => {
-                s_set.retain(|i, s_sub_set| {
-                    // Missing entries count as empty.
-                    let o_sub_set = o_set.remove(&i).unwrap_or(Empty);
-                    s_sub_set.union(o_sub_set);
-                    // We drop empty entries.
-                    !s_sub_set.is_empty()
-                });
-                // Everything left in `o_set` is missing from `s_set`, i.e. counts as empty. Since
-                // unioning with empty changes nothing, we can take those entries as is.
-                s_set.extend(o_set);
-            }
-            _ => panic!("bug"),
-        }
-
-        if self.is_full() {
-            *self = Full;
-        }
-    }
-
-    /// Returns a list of the unreachable subpatterns. If `self` is empty (i.e. the
-    /// whole pattern is unreachable) we return `None`.
-    fn list_unreachable_subpatterns(&self, cx: &MatchCheckCtx<'_>) -> Option<Vec<PatId>> {
-        /// Panics if `set.is_empty()`.
-        fn fill_subpats(
-            set: &SubPatSet,
-            unreachable_pats: &mut Vec<PatId>,
-            cx: &MatchCheckCtx<'_>,
-        ) {
-            match set {
-                SubPatSet::Empty => panic!("bug"),
-                SubPatSet::Full => {}
-                SubPatSet::Seq { subpats } => {
-                    for (_, sub_set) in subpats {
-                        fill_subpats(sub_set, unreachable_pats, cx);
-                    }
-                }
-                SubPatSet::Alt { subpats, pat, alt_count, .. } => {
-                    let expanded = pat.expand_or_pat(cx);
-                    for i in 0..*alt_count {
-                        let sub_set = subpats.get(&i).unwrap_or(&SubPatSet::Empty);
-                        if sub_set.is_empty() {
-                            // Found a unreachable subpattern.
-                            unreachable_pats.push(expanded[i]);
-                        } else {
-                            fill_subpats(sub_set, unreachable_pats, cx);
-                        }
-                    }
-                }
+        for row in &self.patterns {
+            if ctor.is_covered_by(pcx, row.head().ctor()) {
+                let new_row = row.pop_head_constructor(pcx.cx, ctor);
+                matrix.push(new_row);
             }
         }
-
-        if self.is_empty() {
-            return None;
-        }
-        if self.is_full() {
-            // No subpatterns are unreachable.
-            return Some(Vec::new());
-        }
-        let mut unreachable_pats = Vec::new();
-        fill_subpats(self, &mut unreachable_pats, cx);
-        Some(unreachable_pats)
-    }
-
-    /// When `self` refers to a patstack that was obtained from specialization, after running
-    /// `unspecialize` it will refer to the original patstack before specialization.
-    fn unspecialize(self, arity: usize) -> Self {
-        use SubPatSet::*;
-        match self {
-            Full => Full,
-            Empty => Empty,
-            Seq { subpats } => {
-                // We gather the first `arity` subpatterns together and shift the remaining ones.
-                let mut new_subpats = FxHashMap::default();
-                let mut new_subpats_first_col = FxHashMap::default();
-                for (i, sub_set) in subpats {
-                    if i < arity {
-                        // The first `arity` indices are now part of the pattern in the first
-                        // column.
-                        new_subpats_first_col.insert(i, sub_set);
-                    } else {
-                        // Indices after `arity` are simply shifted
-                        new_subpats.insert(i - arity + 1, sub_set);
-                    }
-                }
-                // If `new_subpats_first_col` has no entries it counts as full, so we can omit it.
-                if !new_subpats_first_col.is_empty() {
-                    new_subpats.insert(0, Seq { subpats: new_subpats_first_col });
-                }
-                Seq { subpats: new_subpats }
-            }
-            Alt { .. } => panic!("bug"), // `self` is a patstack
-        }
-    }
-
-    /// When `self` refers to a patstack that was obtained from splitting an or-pattern, after
-    /// running `unspecialize` it will refer to the original patstack before splitting.
-    ///
-    /// For example:
-    /// ```
-    /// match Some(true) {
-    ///     Some(true) => {}
-    ///     None | Some(true | false) => {}
-    /// }
-    /// ```
-    /// Here `None` would return the full set and `Some(true | false)` would return the set
-    /// containing `false`. After `unsplit_or_pat`, we want the set to contain `None` and `false`.
-    /// This is what this function does.
-    fn unsplit_or_pat(mut self, alt_id: usize, alt_count: usize, pat: PatId) -> Self {
-        use SubPatSet::*;
-        if self.is_empty() {
-            return Empty;
-        }
-
-        // Subpatterns coming from inside the or-pattern alternative itself, e.g. in `None | Some(0
-        // | 1)`.
-        let set_first_col = match &mut self {
-            Full => Full,
-            Seq { subpats } => subpats.remove(&0).unwrap_or(Full),
-            Empty => unreachable!(),
-            Alt { .. } => panic!("bug"), // `self` is a patstack
-        };
-        let mut subpats_first_col = FxHashMap::default();
-        subpats_first_col.insert(alt_id, set_first_col);
-        let set_first_col = Alt { subpats: subpats_first_col, pat, alt_count };
-
-        let mut subpats = match self {
-            Full => FxHashMap::default(),
-            Seq { subpats } => subpats,
-            Empty => unreachable!(),
-            Alt { .. } => panic!("bug"), // `self` is a patstack
-        };
-        subpats.insert(0, set_first_col);
-        Seq { subpats }
+        matrix
     }
 }
 
@@ -795,31 +432,34 @@ fn unsplit_or_pat(mut self, alt_id: usize, alt_count: usize, pat: PatId) -> Self
 /// of potential unreachable sub-patterns (in the presence of or-patterns). When checking
 /// exhaustiveness of a whole match, we use the `WithWitnesses` variant, which carries a list of
 /// witnesses of non-exhaustiveness when there are any.
-/// Which variant to use is dictated by `WitnessPreference`.
-#[derive(Clone, Debug)]
-enum Usefulness {
-    /// Carries a set of subpatterns that have been found to be reachable. If empty, this indicates
-    /// the whole pattern is unreachable. If not, this indicates that the pattern is reachable but
-    /// that some sub-patterns may be unreachable (due to or-patterns). In the absence of
-    /// or-patterns this will always be either `Empty` (the whole pattern is unreachable) or `Full`
-    /// (the whole pattern is reachable).
-    NoWitnesses(SubPatSet),
+/// Which variant to use is dictated by `ArmType`.
+enum Usefulness<'p> {
+    /// If we don't care about witnesses, simply remember if the pattern was useful.
+    NoWitnesses { useful: bool },
     /// Carries a list of witnesses of non-exhaustiveness. If empty, indicates that the whole
     /// pattern is unreachable.
-    WithWitnesses(Vec<Witness>),
+    WithWitnesses(Vec<Witness<'p>>),
 }
 
-impl Usefulness {
-    fn new_useful(preference: WitnessPreference) -> Self {
+impl<'p> Usefulness<'p> {
+    fn new_useful(preference: ArmType) -> Self {
         match preference {
-            ConstructWitness => WithWitnesses(vec![Witness(vec![])]),
-            LeaveOutWitness => NoWitnesses(SubPatSet::full()),
+            // A single (empty) witness of reachability.
+            FakeExtraWildcard => WithWitnesses(vec![Witness(vec![])]),
+            RealArm => NoWitnesses { useful: true },
         }
     }
-    fn new_not_useful(preference: WitnessPreference) -> Self {
+    fn new_not_useful(preference: ArmType) -> Self {
         match preference {
-            ConstructWitness => WithWitnesses(vec![]),
-            LeaveOutWitness => NoWitnesses(SubPatSet::empty()),
+            FakeExtraWildcard => WithWitnesses(vec![]),
+            RealArm => NoWitnesses { useful: false },
+        }
+    }
+
+    fn is_useful(&self) -> bool {
+        match self {
+            Usefulness::NoWitnesses { useful } => *useful,
+            Usefulness::WithWitnesses(witnesses) => !witnesses.is_empty(),
         }
     }
 
@@ -829,89 +469,96 @@ fn extend(&mut self, other: Self) {
             (WithWitnesses(_), WithWitnesses(o)) if o.is_empty() => {}
             (WithWitnesses(s), WithWitnesses(o)) if s.is_empty() => *self = WithWitnesses(o),
             (WithWitnesses(s), WithWitnesses(o)) => s.extend(o),
-            (NoWitnesses(s), NoWitnesses(o)) => s.union(o),
-            _ => unreachable!(),
-        }
-    }
-
-    /// When trying several branches and each returns a `Usefulness`, we need to combine the
-    /// results together.
-    fn merge(pref: WitnessPreference, usefulnesses: impl Iterator<Item = Self>) -> Self {
-        let mut ret = Self::new_not_useful(pref);
-        for u in usefulnesses {
-            ret.extend(u);
-            if let NoWitnesses(subpats) = &ret {
-                if subpats.is_full() {
-                    // Once we reach the full set, more unions won't change the result.
-                    return ret;
-                }
+            (NoWitnesses { useful: s_useful }, NoWitnesses { useful: o_useful }) => {
+                *s_useful = *s_useful || o_useful
             }
-        }
-        ret
-    }
-
-    /// After calculating the usefulness for a branch of an or-pattern, call this to make this
-    /// usefulness mergeable with those from the other branches.
-    fn unsplit_or_pat(self, alt_id: usize, alt_count: usize, pat: PatId) -> Self {
-        match self {
-            NoWitnesses(subpats) => NoWitnesses(subpats.unsplit_or_pat(alt_id, alt_count, pat)),
-            WithWitnesses(_) => panic!("bug"),
+            _ => unreachable!(),
         }
     }
 
-    /// After calculating usefulness after a specialization, call this to recontruct a usefulness
+    /// After calculating usefulness after a specialization, call this to reconstruct a usefulness
     /// that makes sense for the matrix pre-specialization. This new usefulness can then be merged
     /// with the results of specializing with the other constructors.
     fn apply_constructor(
         self,
-        pcx: PatCtxt<'_>,
-        matrix: &Matrix,
+        pcx: PatCtxt<'_, 'p>,
+        matrix: &Matrix<'p>,
         ctor: &Constructor,
-        ctor_wild_subpatterns: &Fields,
     ) -> Self {
         match self {
-            WithWitnesses(witnesses) if witnesses.is_empty() => WithWitnesses(witnesses),
+            NoWitnesses { .. } => self,
+            WithWitnesses(ref witnesses) if witnesses.is_empty() => self,
             WithWitnesses(witnesses) => {
-                let new_witnesses = if matches!(ctor, Constructor::Missing) {
-                    let mut split_wildcard = SplitWildcard::new(pcx);
-                    split_wildcard.split(pcx, matrix.head_ctors(pcx.cx));
-                    // Construct for each missing constructor a "wild" version of this
-                    // constructor, that matches everything that can be built with
-                    // it. For example, if `ctor` is a `Constructor::Variant` for
-                    // `Option::Some`, we get the pattern `Some(_)`.
-                    let new_patterns: Vec<_> = split_wildcard
-                        .iter_missing(pcx)
-                        .map(|missing_ctor| {
-                            Fields::wildcards(pcx, missing_ctor).apply(pcx, missing_ctor)
-                        })
-                        .collect();
+                let new_witnesses = if let Constructor::Missing { .. } = ctor {
+                    // We got the special `Missing` constructor, so each of the missing constructors
+                    // gives a new pattern that is not caught by the match. We list those patterns.
+                    let new_patterns = if pcx.is_non_exhaustive {
+                        // Here we don't want the user to try to list all variants, we want them to add
+                        // a wildcard, so we only suggest that.
+                        vec![DeconstructedPat::wildcard(pcx.ty.clone())]
+                    } else {
+                        let mut split_wildcard = SplitWildcard::new(pcx);
+                        split_wildcard.split(pcx, matrix.heads().map(DeconstructedPat::ctor));
+
+                        // This lets us know if we skipped any variants because they are marked
+                        // `doc(hidden)` or they are unstable feature gate (only stdlib types).
+                        let mut hide_variant_show_wild = false;
+                        // Construct for each missing constructor a "wild" version of this
+                        // constructor, that matches everything that can be built with
+                        // it. For example, if `ctor` is a `Constructor::Variant` for
+                        // `Option::Some`, we get the pattern `Some(_)`.
+                        let mut new: Vec<DeconstructedPat<'_>> = split_wildcard
+                            .iter_missing(pcx)
+                            .filter_map(|missing_ctor| {
+                                // Check if this variant is marked `doc(hidden)`
+                                if missing_ctor.is_doc_hidden_variant(pcx)
+                                    || missing_ctor.is_unstable_variant(pcx)
+                                {
+                                    hide_variant_show_wild = true;
+                                    return None;
+                                }
+                                Some(DeconstructedPat::wild_from_ctor(pcx, missing_ctor.clone()))
+                            })
+                            .collect();
+
+                        if hide_variant_show_wild {
+                            new.push(DeconstructedPat::wildcard(pcx.ty.clone()))
+                        }
+
+                        new
+                    };
+
                     witnesses
                         .into_iter()
                         .flat_map(|witness| {
                             new_patterns.iter().map(move |pat| {
-                                let mut witness = witness.clone();
-                                witness.0.push(pat.clone());
-                                witness
+                                Witness(
+                                    witness
+                                        .0
+                                        .iter()
+                                        .chain(once(pat))
+                                        .map(DeconstructedPat::clone_and_forget_reachability)
+                                        .collect(),
+                                )
                             })
                         })
                         .collect()
                 } else {
                     witnesses
                         .into_iter()
-                        .map(|witness| witness.apply_constructor(pcx, &ctor, ctor_wild_subpatterns))
+                        .map(|witness| witness.apply_constructor(pcx, ctor))
                         .collect()
                 };
                 WithWitnesses(new_witnesses)
             }
-            NoWitnesses(subpats) => NoWitnesses(subpats.unspecialize(ctor_wild_subpatterns.len())),
         }
     }
 }
 
 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
-enum WitnessPreference {
-    ConstructWitness,
-    LeaveOutWitness,
+enum ArmType {
+    FakeExtraWildcard,
+    RealArm,
 }
 
 /// A witness of non-exhaustiveness for error reporting, represented
@@ -947,12 +594,11 @@ enum WitnessPreference {
 ///     `Witness(vec![Pair(Some(_), true)])`
 ///
 /// The final `Pair(Some(_), true)` is then the resulting witness.
-#[derive(Clone, Debug)]
-pub(crate) struct Witness(Vec<Pat>);
+pub(crate) struct Witness<'p>(Vec<DeconstructedPat<'p>>);
 
-impl Witness {
+impl<'p> Witness<'p> {
     /// Asserts that the witness contains a single pattern, and returns it.
-    fn single_pattern(self) -> Pat {
+    fn single_pattern(self) -> DeconstructedPat<'p> {
         assert_eq!(self.0.len(), 1);
         self.0.into_iter().next().unwrap()
     }
@@ -970,17 +616,13 @@ fn single_pattern(self) -> Pat {
     ///
     /// left_ty: struct X { a: (bool, &'static str), b: usize}
     /// pats: [(false, "foo"), 42]  => X { a: (false, "foo"), b: 42 }
-    fn apply_constructor(
-        mut self,
-        pcx: PatCtxt<'_>,
-        ctor: &Constructor,
-        ctor_wild_subpatterns: &Fields,
-    ) -> Self {
+    fn apply_constructor(mut self, pcx: PatCtxt<'_, 'p>, ctor: &Constructor) -> Self {
         let pat = {
             let len = self.0.len();
-            let arity = ctor_wild_subpatterns.len();
+            let arity = ctor.arity(pcx);
             let pats = self.0.drain((len - arity)..).rev();
-            ctor_wild_subpatterns.replace_fields(pcx.cx, pats).apply(pcx, ctor)
+            let fields = Fields::from_iter(pcx.cx, pats);
+            DeconstructedPat::new(ctor.clone(), fields, pcx.ty.clone())
         };
 
         self.0.push(pat);
@@ -1011,14 +653,14 @@ fn apply_constructor(
 /// `is_under_guard` is used to inform if the pattern has a guard. If it
 /// has one it must not be inserted into the matrix. This shouldn't be
 /// relied on for soundness.
-fn is_useful(
-    cx: &MatchCheckCtx<'_>,
-    matrix: &Matrix,
-    v: &PatStack,
-    witness_preference: WitnessPreference,
+fn is_useful<'p>(
+    cx: &MatchCheckCtx<'_, 'p>,
+    matrix: &Matrix<'p>,
+    v: &PatStack<'p>,
+    witness_preference: ArmType,
     is_under_guard: bool,
     is_top_level: bool,
-) -> Usefulness {
+) -> Usefulness<'p> {
     let Matrix { patterns: rows, .. } = matrix;
 
     // The base case. We are pattern-matching on () and the return value is
@@ -1035,69 +677,62 @@ fn is_useful(
         return ret;
     }
 
-    assert!(rows.iter().all(|r| r.len() == v.len()));
+    debug_assert!(rows.iter().all(|r| r.len() == v.len()));
 
-    // FIXME(Nadrieril): Hack to work around type normalization issues (see rust-lang/rust#72476).
-    let ty = matrix.heads().next().map_or(cx.type_of(v.head()), |r| cx.type_of(r));
-    let pcx = PatCtxt { cx, ty: &ty, is_top_level };
+    let ty = v.head().ty();
+    let is_non_exhaustive = cx.is_foreign_non_exhaustive_enum(ty);
+    let pcx = PatCtxt { cx, ty, is_top_level, is_non_exhaustive };
 
     // If the first pattern is an or-pattern, expand it.
-    let ret = if v.head().is_or_pat(cx) {
-        //expanding or-pattern
-        let v_head = v.head();
-        let vs: Vec<_> = v.expand_or_pat(cx).collect();
-        let alt_count = vs.len();
+    let mut ret = Usefulness::new_not_useful(witness_preference);
+    if v.head().is_or_pat() {
         // We try each or-pattern branch in turn.
         let mut matrix = matrix.clone();
-        let usefulnesses = vs.into_iter().enumerate().map(|(i, v)| {
+        for v in v.expand_or_pat() {
             let usefulness = is_useful(cx, &matrix, &v, witness_preference, is_under_guard, false);
+            ret.extend(usefulness);
             // If pattern has a guard don't add it to the matrix.
             if !is_under_guard {
                 // We push the already-seen patterns into the matrix in order to detect redundant
                 // branches like `Some(_) | Some(0)`.
-                matrix.push(v, cx);
+                matrix.push(v);
             }
-            usefulness.unsplit_or_pat(i, alt_count, v_head)
-        });
-        Usefulness::merge(witness_preference, usefulnesses)
+        }
     } else {
-        let v_ctor = v.head_ctor(cx);
-        // if let Constructor::IntRange(ctor_range) = v_ctor {
-        //     // Lint on likely incorrect range patterns (#63987)
-        //     ctor_range.lint_overlapping_range_endpoints(
-        //         pcx,
-        //         matrix.head_ctors_and_spans(cx),
-        //         matrix.column_count().unwrap_or(0),
-        //         hir_id,
-        //     )
-        // }
+        let v_ctor = v.head().ctor();
+
+        // FIXME: implement `overlapping_range_endpoints` lint
 
         // We split the head constructor of `v`.
-        let split_ctors = v_ctor.split(pcx, matrix.head_ctors(cx));
+        let split_ctors = v_ctor.split(pcx, matrix.heads().map(DeconstructedPat::ctor));
         // For each constructor, we compute whether there's a value that starts with it that would
         // witness the usefulness of `v`.
         let start_matrix = matrix;
-        let usefulnesses = split_ctors.into_iter().map(|ctor| {
-            // debug!("specialize({:?})", ctor);
+        for ctor in split_ctors {
             // We cache the result of `Fields::wildcards` because it is used a lot.
-            let ctor_wild_subpatterns = Fields::wildcards(pcx, &ctor);
-            let spec_matrix =
-                start_matrix.specialize_constructor(pcx, &ctor, &ctor_wild_subpatterns);
-            let v = v.pop_head_constructor(&ctor_wild_subpatterns, cx);
+            let spec_matrix = start_matrix.specialize_constructor(pcx, &ctor);
+            let v = v.pop_head_constructor(cx, &ctor);
             let usefulness =
                 is_useful(cx, &spec_matrix, &v, witness_preference, is_under_guard, false);
-            usefulness.apply_constructor(pcx, start_matrix, &ctor, &ctor_wild_subpatterns)
-        });
-        Usefulness::merge(witness_preference, usefulnesses)
+            let usefulness = usefulness.apply_constructor(pcx, start_matrix, &ctor);
+
+            // FIXME: implement `non_exhaustive_omitted_patterns` lint
+
+            ret.extend(usefulness);
+        }
     };
 
+    if ret.is_useful() {
+        v.head().set_reachable();
+    }
+
     ret
 }
 
 /// The arm of a match expression.
 #[derive(Clone, Copy)]
-pub(crate) struct MatchArm {
-    pub(crate) pat: PatId,
+pub(crate) struct MatchArm<'p> {
+    pub(crate) pat: &'p DeconstructedPat<'p>,
     pub(crate) has_guard: bool,
 }
 
@@ -1107,18 +742,19 @@ pub(crate) enum Reachability {
     /// The arm is reachable. This additionally carries a set of or-pattern branches that have been
     /// found to be unreachable despite the overall arm being reachable. Used only in the presence
     /// of or-patterns, otherwise it stays empty.
-    Reachable(Vec<PatId>),
+    // FIXME: store ureachable subpattern IDs
+    Reachable,
     /// The arm is unreachable.
     Unreachable,
 }
 
 /// The output of checking a match for exhaustiveness and arm reachability.
-pub(crate) struct UsefulnessReport {
+pub(crate) struct UsefulnessReport<'p> {
     /// For each arm of the input, whether that arm is reachable after the arms above it.
-    pub(crate) _arm_usefulness: Vec<(MatchArm, Reachability)>,
+    pub(crate) _arm_usefulness: Vec<(MatchArm<'p>, Reachability)>,
     /// If the match is exhaustive, this is empty. If not, this contains witnesses for the lack of
     /// exhaustiveness.
-    pub(crate) non_exhaustiveness_witnesses: Vec<Pat>,
+    pub(crate) non_exhaustiveness_witnesses: Vec<DeconstructedPat<'p>>,
 }
 
 /// The entrypoint for the usefulness algorithm. Computes whether a match is exhaustive and which
@@ -1126,53 +762,41 @@ pub(crate) struct UsefulnessReport {
 ///
 /// Note: the input patterns must have been lowered through
 /// `check_match::MatchVisitor::lower_pattern`.
-pub(crate) fn compute_match_usefulness(
-    cx: &MatchCheckCtx<'_>,
-    arms: &[MatchArm],
-) -> UsefulnessReport {
+pub(crate) fn compute_match_usefulness<'p>(
+    cx: &MatchCheckCtx<'_, 'p>,
+    arms: &[MatchArm<'p>],
+    scrut_ty: &Ty,
+) -> UsefulnessReport<'p> {
     let mut matrix = Matrix::empty();
-    let arm_usefulness: Vec<_> = arms
+    let arm_usefulness = arms
         .iter()
         .copied()
         .map(|arm| {
             let v = PatStack::from_pattern(arm.pat);
-            let usefulness = is_useful(cx, &matrix, &v, LeaveOutWitness, arm.has_guard, true);
+            is_useful(cx, &matrix, &v, RealArm, arm.has_guard, true);
             if !arm.has_guard {
-                matrix.push(v, cx);
+                matrix.push(v);
             }
-            let reachability = match usefulness {
-                NoWitnesses(subpats) if subpats.is_empty() => Reachability::Unreachable,
-                NoWitnesses(subpats) => {
-                    Reachability::Reachable(subpats.list_unreachable_subpatterns(cx).unwrap())
-                }
-                WithWitnesses(..) => panic!("bug"),
+            let reachability = if arm.pat.is_reachable() {
+                Reachability::Reachable
+            } else {
+                Reachability::Unreachable
             };
             (arm, reachability)
         })
         .collect();
 
-    let wild_pattern =
-        cx.pattern_arena.borrow_mut().alloc(Pat::wildcard_from_ty(cx.infer[cx.match_expr].clone()));
+    let wild_pattern = cx.pattern_arena.alloc(DeconstructedPat::wildcard(scrut_ty.clone()));
     let v = PatStack::from_pattern(wild_pattern);
-    let usefulness = is_useful(cx, &matrix, &v, ConstructWitness, false, true);
+    let usefulness = is_useful(cx, &matrix, &v, FakeExtraWildcard, false, true);
     let non_exhaustiveness_witnesses = match usefulness {
         WithWitnesses(pats) => pats.into_iter().map(Witness::single_pattern).collect(),
-        NoWitnesses(_) => panic!("bug"),
+        NoWitnesses { .. } => panic!("bug"),
     };
     UsefulnessReport { _arm_usefulness: arm_usefulness, non_exhaustiveness_witnesses }
 }
 
-pub(crate) type PatternArena = Arena<Pat>;
-
-mod helper {
-    use super::MatchCheckCtx;
-
-    pub(super) trait PatIdExt: Sized {
-        // fn is_wildcard(self, cx: &MatchCheckCtx<'_>) -> bool;
-        fn is_or_pat(self, cx: &MatchCheckCtx<'_>) -> bool;
-        fn expand_or_pat(self, cx: &MatchCheckCtx<'_>) -> Vec<Self>;
-    }
-
+pub(crate) mod helper {
     // Copy-pasted from rust/compiler/rustc_data_structures/src/captures.rs
     /// "Signaling" trait used in impl trait to tag lifetimes that you may
     /// need to capture but don't really need for other reasons.