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2026-03-26 P3.3c: Explicit Closure Capture Facts In MIR ​

背景 ​

P3.3b 已经让 move closure capture 进入 ownership analysis，但那一版还有一个明显架构问题：

  • borrowck 需要重新遍历 HIR closure body
  • capture list 是分析时临时推导出来的
  • MIR 本身并不知道 closure 到底捕获了哪些 direct local

这会带来两个后果：

  1. ownership 层和 HIR 绑定得过紧
  2. 后续要做 closure environment / escape graph / drop elaboration 时，还得先把 capture facts 再搬回 MIR

所以这轮的目标不是新增表面语义，而是把已经存在的 closure capture fact 下沉到正确的中间表示层。

本轮目标 ​

这轮只做一件事：

  • 在 Rvalue::Closure 中显式 materialize direct-local capture facts

具体包括：

  1. MIR lowering 为 closure 生成 capture list
  2. capture fact 保留：
    • local
    • precise capture span
  3. borrowck 改为直接消费 MIR capture list
  4. ql mir / ql-analysis.render_mir() 能展示这层信息

不做的事情 ​

  • 完整 closure environment object lowering
  • capture mode inference
  • projection-sensitive capture
  • closure escape graph
  • closure drop elaboration
  • nested defer inside closure environment 的 runtime 建模

设计原则 ​

1. capture fact 属于 MIR，而不是 borrowck 的临时推导物 ​

一旦 closure capture 已经影响 ownership diagnostics，它就不该只存在于 borrowck 的内部 helper 里。

MIR 是后续：

  • ownership
  • borrow / escape
  • drop elaboration
  • codegen-ready closure lowering

共同依赖的中间层，所以 capture fact 必须进入这里。

2. 当前仍然只保留 direct-local facts ​

这轮并不试图宣布“capture system 已完成”，只把当前已经稳定的语义事实明确下来：

  • 当前 body 可回映的 binding local
  • regular param
  • receiver self

除此之外，不做新的激进承诺。

3. precise span 不能在这一层丢掉 ​

如果 MIR 只记录 captured local 而不记录 capture span，后续 diagnostics 仍然会被迫回头查 HIR。

所以这轮直接把 capture span 一起 materialize 进 MIR。

数据模型 ​

新增：

rust
pub struct ClosureCapture {
    pub local: LocalId,
    pub span: Span,
}

并让：

rust
Rvalue::Closure

携带：

  • is_move
  • params
  • captures
  • body

lowering 方式 ​

在 ql-mir 的 BodyBuilder 中新增 closure capture collector：

  • 遍历 closure body 的 HIR expression / block / stmt
  • 对 ExprKind::Name 查询 ResolutionMap
  • 只在 resolution 能回映到当前 MIR body local 时记录 capture
  • 去重后生成稳定 capture list

当前 collector 继续保持与 P3.3b 同样的语义边界，避免行为漂移。

borrowck 调整 ​

ql-borrowck 不再自己重跑 closure capture 收集。

新的路径是：

  • Rvalue::Closure 直接携带 capture list
  • ownership pass 直接消费 captures

这样 closure ownership facts 的来源就只有一处：

  • MIR lowering

而不是：

  • MIR lowering 一套
  • borrowck 临时再推导一套

调试与验证 ​

这轮至少锁定：

  1. ql mir 输出包含显式 closure capture facts
  2. ql-analysis.render_mir() 也能看见 capture facts
  3. 原有 move-closure ownership 测试全部继续通过
  4. diagnostics 仍然保持 precise capture span

当前限制 ​

  • capture list 仍然不是完整 closure environment
  • 还没有 capture kind / borrow kind
  • 还没有 escape edge
  • 还没有 drop elaboration

结论 ​

这轮完成后，closure capture 已经不再是 borrowck 的“额外聪明”，而是 P3 MIR 的正式事实。

这对后续继续推进：

  • closure environment
  • escape analysis
  • drop elaboration

是必要的架构整理，而不是可有可无的重构。

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