HIR

HIR ——“高级中间表示” ——是大多数 rustc 组件中使用的主要IR。 它是抽象语法树（AST）的对编译器更为友好的表示形式，该结构在语法分析，宏展开和名称解析之后生成（有关如何创建HIR，请参见Lowering）。 HIR 的许多部分都非常类似于普通 Rust 的语法，但是 Rust 中的的某些表达式已被“脱糖”。 例如，for 循环将转换为了 loop，因此在HIR中不会出现 for 。 这使HIR比普通AST更易于分析。

本章介绍了HIR的主要概念。

您可以通过给 rustc 传递 -Zunpretty=hir-tree 标志来查看代码的 HIR 表示形式：

cargo rustc -- -Zunpretty=hir-tree

Out-of-band 存储和Crate类型

HIR中的顶层数据结构是 Crate，它存储当前正在编译的 crate 的内容（我们从来就只为当前 crate 构造 HIR）。 在 AST 中，crate 数据结构基本上只包含根模块，而 HIR Crate 结构则包含许多map 和其他用于组织 crate 内容以便于访问的数据。

例如，HIR 中单个项目（例如模块、函数、trait、impl等）的内容不能在其父级中直接访问。 因此，例如，如果有一个包含函数 bar() 的模块 foo：

#![allow(unused)]
fn main() {
mod foo {
    fn bar() { }
}
}

那么在模块 foo 的HIR中表示（Mod 结构）中将只有bar()的**ItemId** I。 要获取函数 bar() 的详细信息，我们将在 items 映射中查找 I。

这种表示形式的一个好处是，可以通过遍历这些映射中的键值对来遍历 crate 中的所有项目（而无需遍历整个HIR）。 对于 trait 项和 impl 项以及“实体”（如下所述）也有类似的map。

使用这种表示形式的另一个原因是为了更好地与增量编译集成。 这样，如果您访问 &rustc_hir::Item（例如mod foo），不会同时立即去访问函数bar()的内容。 相反，您只能访问 bar() 的id，必须将 id 传入某些函数来查找 bar 的内容。 这使编译器有机会观察到您访问了bar()的数据，然后记录依赖。

HIR 中的标识符

有许多不同的标识符可以引用HIR中的其他节点或定义： 简单来说有：

• DefId 表示对任何其他 crate 中的一个定义的引用。
• LocalDefId 表示当前正在编译的 crate 中的一个定义的引用。
• HirId 表示对 HIR 中任何节点的引用。

更多详细信息，请查看有关标识符的章节。

HIR Map

在大多数情况下，当您使用HIR时，您将通过 HIR Map 进行操作，该map可通过tcx.hir() 在tcx中访问（它在hir::map模块中定义）。 HIR map 包含多个方法，用于在各种 ID 之间进行转换并查找与 HIR 节点关联的数据。

例如，如果您有一个 DefId，并且想将其转换为 NodeId，则可以使用 tcx.hir().as_local_node_id(def_id)。 这将返回一个 Option<NodeId> —— 如果 def-id 引用了当前 crate 之外的内容（因为这种内容没有HIR节点），则将为None； 否则这个函数将返回 Some(n)，其中 n 是定义对应的节点ID。

同样，您可以使用tcx.hir().find(n)在节点上查找NodeId。 这将返回一个Option<Node<'tcx>>，其中Node是在map中定义的枚举。

通过对此枚举进行 match ，您可以找出 node-id 所指的节点类型，并获得指向数据本身的指针。 一般来说，您已经事先知道了节点 n 是哪种类型——例如，如果您已经知道了 n 肯定是某个 HIR 表达式， 则可以执行tcx.hir().expect_expr(n)，它将试图提取并返回&hir::Expr，此时如果n实际上不是一个表达式，那么会程序会 panic。

最后，您可以通过 tcx.hir().get_parent_node(n) 之类的调用，使用HIR map来查找节点的父节点。

HIR Bodies

rustc_hir::Body 代表某种可以执行的代码，例如函数/闭包的函数体或常量的定义。 body 与一个所有者相关联，“所有者”通常是某种Item（例如，fn()或const），但也可以是闭包表达式（例如， |x, y| x + y）。 您可以使用 HIR 映射来查找与给定 def-id（maybe_body_owned_by）关联的body，或找到 body 的所有者（body_owner_def_id）。