]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
Rollup merge of #104747 - petrochenkov:ctorfields, r=cjgillot
[rust.git] / compiler / rustc_passes / src / liveness.rs
1 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST. Computes,
2 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
3 //! at a given point. Program execution points are identified by their
4 //! IDs.
5 //!
6 //! # Basic idea
7 //!
8 //! The basic model is that each local variable is assigned an index. We
9 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
10 //! index. The value in the vector is either 0, indicating the variable
11 //! is dead, or the ID of an expression that uses the variable.
12 //!
13 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order. If we
14 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables. If
15 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
16 //! variables. When we have to merge two flows, we take the union of
17 //! those two flows -- if the variable is live on both paths, we simply
18 //! pick one ID. In the event of loops, we continue doing this until a
19 //! fixed point is reached.
20 //!
21 //! ## Checking initialization
22 //!
23 //! At the function entry point, all variables must be dead. If this is
24 //! not the case, we can report an error using the ID found in the set of
25 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
26 //! dominated by an assignment.
27 //!
28 //! ## Checking moves
29 //!
30 //! After each explicit move, the variable must be dead.
31 //!
32 //! ## Computing last uses
33 //!
34 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
35 //! last use.
36 //!
37 //! # Implementation details
38 //!
39 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
40 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
41 //! enclosing function. On the way down the tree, it identifies those AST
42 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
43 //! and assigns them contiguous IDs. The liveness ID for an AST node is
44 //! called a `live_node` (it's a newtype'd `u32`) and the ID for a variable
45 //! is called a `variable` (another newtype'd `u32`).
46 //!
47 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
48 //! declaration we allocate a `liveness` instance. Now that we know
49 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
50 //! the various arrays that we will need to precisely the right size. We then
51 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
52 //!
53 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
54 //! methods. It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
55 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
56 //!
57 //! ## The `RWU` struct
58 //!
59 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
60 //! variable `V` (these are encapsulated in the `RWU` struct):
61 //!
62 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
63 //!    that `V` holds on entry to `N`. Formally: a node `M` such
64 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
65 //!    write `V`. If the `reader` is `None`, then the current
66 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
67 //!
68 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
69 //!    variable `V` and which is reachable from `N`. Formally: a node `M`
70 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
71 //!    `V`. If the `writer` is `None`, then there is no writer
72 //!    of `V` that follows `N`.
73 //!
74 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*. We
75 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
76 //!   is not just used to generate a new value. For example, `x += 1` is
77 //!   a read but not a use. This is used to generate better warnings.
78 //!
79 //! ## Special nodes and variables
80 //!
81 //! We generate various special nodes for various, well, special purposes.
82 //! These are described in the `Liveness` struct.
83
84 use self::LiveNodeKind::*;
85 use self::VarKind::*;
86
87 use rustc_ast::InlineAsmOptions;
88 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
89 use rustc_errors::Applicability;
90 use rustc_errors::Diagnostic;
91 use rustc_hir as hir;
92 use rustc_hir::def::*;
93 use rustc_hir::def_id::{DefId, LocalDefId};
94 use rustc_hir::intravisit::{self, Visitor};
95 use rustc_hir::{Expr, HirId, HirIdMap, HirIdSet};
96 use rustc_index::vec::IndexVec;
97 use rustc_middle::ty::query::Providers;
98 use rustc_middle::ty::{self, DefIdTree, RootVariableMinCaptureList, Ty, TyCtxt};
99 use rustc_session::lint;
100 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Symbol};
101 use rustc_span::{BytePos, Span};
102
103 use std::collections::VecDeque;
104 use std::io;
105 use std::io::prelude::*;
106 use std::rc::Rc;
107
108 mod rwu_table;
109
110 rustc_index::newtype_index! {
111     pub struct Variable {
112         DEBUG_FORMAT = "v({})",
113     }
114 }
115
116 rustc_index::newtype_index! {
117     pub struct LiveNode {
118         DEBUG_FORMAT = "ln({})",
119     }
120 }
121
122 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
123 enum LiveNodeKind {
124     UpvarNode(Span),
125     ExprNode(Span, HirId),
126     VarDefNode(Span, HirId),
127     ClosureNode,
128     ExitNode,
129 }
130
131 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
132     let sm = tcx.sess.source_map();
133     match lnk {
134         UpvarNode(s) => format!("Upvar node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
135         ExprNode(s, _) => format!("Expr node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
136         VarDefNode(s, _) => format!("Var def node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
137         ClosureNode => "Closure node".to_owned(),
138         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
139     }
140 }
141
142 fn check_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) {
143     let local_def_id = match def_id.as_local() {
144         None => return,
145         Some(def_id) => def_id,
146     };
147
148     // Don't run unused pass for #[derive()]
149     let parent = tcx.local_parent(local_def_id);
150     if let DefKind::Impl = tcx.def_kind(parent)
151         && tcx.has_attr(parent.to_def_id(), sym::automatically_derived)
152     {
153         return;
154     }
155
156     // Don't run unused pass for #[naked]
157     if tcx.has_attr(def_id, sym::naked) {
158         return;
159     }
160
161     let mut maps = IrMaps::new(tcx);
162     let body_id = tcx.hir().body_owned_by(local_def_id);
163     let hir_id = tcx.hir().body_owner(body_id);
164     let body = tcx.hir().body(body_id);
165
166     if let Some(upvars) = tcx.upvars_mentioned(def_id) {
167         for &var_hir_id in upvars.keys() {
168             let var_name = tcx.hir().name(var_hir_id);
169             maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
170         }
171     }
172
173     // gather up the various local variables, significant expressions,
174     // and so forth:
175     maps.visit_body(body);
176
177     // compute liveness
178     let mut lsets = Liveness::new(&mut maps, local_def_id);
179     let entry_ln = lsets.compute(&body, hir_id);
180     lsets.log_liveness(entry_ln, body_id.hir_id);
181
182     // check for various error conditions
183     lsets.visit_body(body);
184     lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
185     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
186 }
187
188 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
189     *providers = Providers { check_liveness, ..*providers };
190 }
191
192 // ______________________________________________________________________
193 // Creating ir_maps
194 //
195 // This is the first pass and the one that drives the main
196 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
197 // we count for each function the number of variables as well as
198 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
199 // capture clause that does something of interest: either it has
200 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
201 //
202 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
203 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
204 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
205 // of live variables at each program point.
206 //
207 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
208 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
209 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
210 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
211 // variable must not be assigned if there is some successor
212 // assignment.  And so forth.
213
214 struct CaptureInfo {
215     ln: LiveNode,
216     var_hid: HirId,
217 }
218
219 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
220 struct LocalInfo {
221     id: HirId,
222     name: Symbol,
223     is_shorthand: bool,
224 }
225
226 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
227 enum VarKind {
228     Param(HirId, Symbol),
229     Local(LocalInfo),
230     Upvar(HirId, Symbol),
231 }
232
233 struct CollectLitsVisitor<'tcx> {
234     lit_exprs: Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
235 }
236
237 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for CollectLitsVisitor<'tcx> {
238     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
239         if let hir::ExprKind::Lit(_) = expr.kind {
240             self.lit_exprs.push(expr);
241         }
242         intravisit::walk_expr(self, expr);
243     }
244 }
245
246 struct IrMaps<'tcx> {
247     tcx: TyCtxt<'tcx>,
248     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
249     variable_map: HirIdMap<Variable>,
250     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
251     var_kinds: IndexVec<Variable, VarKind>,
252     lnks: IndexVec<LiveNode, LiveNodeKind>,
253 }
254
255 impl<'tcx> IrMaps<'tcx> {
256     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'tcx> {
257         IrMaps {
258             tcx,
259             live_node_map: HirIdMap::default(),
260             variable_map: HirIdMap::default(),
261             capture_info_map: Default::default(),
262             var_kinds: IndexVec::new(),
263             lnks: IndexVec::new(),
264         }
265     }
266
267     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
268         let ln = self.lnks.push(lnk);
269
270         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
271
272         ln
273     }
274
275     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
276         let ln = self.add_live_node(lnk);
277         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
278
279         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
280     }
281
282     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
283         let v = self.var_kinds.push(vk);
284
285         match vk {
286             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
287                 self.variable_map.insert(node_id, v);
288             }
289         }
290
291         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
292
293         v
294     }
295
296     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
297         match self.variable_map.get(&hir_id) {
298             Some(&var) => var,
299             None => {
300                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
301             }
302         }
303     }
304
305     fn variable_name(&self, var: Variable) -> Symbol {
306         match self.var_kinds[var] {
307             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name,
308         }
309     }
310
311     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
312         match self.var_kinds[var] {
313             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
314             Param(..) | Upvar(..) => false,
315         }
316     }
317
318     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
319         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
320     }
321
322     fn collect_shorthand_field_ids(&self, pat: &hir::Pat<'tcx>) -> HirIdSet {
323         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
324         // (`x` rather than `x: x`).
325         let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
326         let mut pats = VecDeque::new();
327         pats.push_back(pat);
328
329         while let Some(pat) = pats.pop_front() {
330             use rustc_hir::PatKind::*;
331             match &pat.kind {
332                 Binding(.., inner_pat) => {
333                     pats.extend(inner_pat.iter());
334                 }
335                 Struct(_, fields, _) => {
336                     let (short, not_short): (Vec<_>, _) =
337                         fields.iter().partition(|f| f.is_shorthand);
338                     shorthand_field_ids.extend(short.iter().map(|f| f.pat.hir_id));
339                     pats.extend(not_short.iter().map(|f| f.pat));
340                 }
341                 Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
342                     pats.push_back(inner_pat);
343                 }
344                 TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
345                     pats.extend(inner_pats.iter());
346                 }
347                 Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
348                     pats.extend(pre_pats.iter());
349                     pats.extend(inner_pat.iter());
350                     pats.extend(post_pats.iter());
351                 }
352                 _ => {}
353             }
354         }
355
356         shorthand_field_ids
357     }
358
359     fn add_from_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'tcx>) {
360         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(pat);
361
362         pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
363             self.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span, hir_id));
364             self.add_variable(Local(LocalInfo {
365                 id: hir_id,
366                 name: ident.name,
367                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
368             }));
369         });
370     }
371 }
372
373 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
374     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
375         self.add_from_pat(&local.pat);
376         if local.els.is_some() {
377             self.add_live_node_for_node(local.hir_id, ExprNode(local.span, local.hir_id));
378         }
379         intravisit::walk_local(self, local);
380     }
381
382     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
383         self.add_from_pat(&arm.pat);
384         if let Some(hir::Guard::IfLet(ref let_expr)) = arm.guard {
385             self.add_from_pat(let_expr.pat);
386         }
387         intravisit::walk_arm(self, arm);
388     }
389
390     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
391         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(param.pat);
392         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
393             let var = match param.pat.kind {
394                 rustc_hir::PatKind::Struct(..) => Local(LocalInfo {
395                     id: hir_id,
396                     name: ident.name,
397                     is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
398                 }),
399                 _ => Param(hir_id, ident.name),
400             };
401             self.add_variable(var);
402         });
403         intravisit::walk_param(self, param);
404     }
405
406     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
407         match expr.kind {
408             // live nodes required for uses or definitions of variables:
409             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
410                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
411                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
412                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
413                 }
414                 intravisit::walk_expr(self, expr);
415             }
416             hir::ExprKind::Closure(closure) => {
417                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
418                 // breaks or continues)
419                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
420
421                 // Make a live_node for each mentioned variable, with the span
422                 // being the location that the variable is used.  This results
423                 // in better error messages than just pointing at the closure
424                 // construction site.
425                 let mut call_caps = Vec::new();
426                 if let Some(upvars) = self.tcx.upvars_mentioned(closure.def_id) {
427                     call_caps.extend(upvars.keys().map(|var_id| {
428                         let upvar = upvars[var_id];
429                         let upvar_ln = self.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
430                         CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: *var_id }
431                     }));
432                 }
433                 self.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
434                 intravisit::walk_expr(self, expr);
435             }
436
437             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
438                 self.add_from_pat(let_expr.pat);
439                 intravisit::walk_expr(self, expr);
440             }
441
442             // live nodes required for interesting control flow:
443             hir::ExprKind::If(..)
444             | hir::ExprKind::Match(..)
445             | hir::ExprKind::Loop(..)
446             | hir::ExprKind::Yield(..) => {
447                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
448                 intravisit::walk_expr(self, expr);
449             }
450             hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
451                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
452                 intravisit::walk_expr(self, expr);
453             }
454
455             // otherwise, live nodes are not required:
456             hir::ExprKind::Index(..)
457             | hir::ExprKind::Field(..)
458             | hir::ExprKind::Array(..)
459             | hir::ExprKind::Call(..)
460             | hir::ExprKind::MethodCall(..)
461             | hir::ExprKind::Tup(..)
462             | hir::ExprKind::Binary(..)
463             | hir::ExprKind::AddrOf(..)
464             | hir::ExprKind::Cast(..)
465             | hir::ExprKind::DropTemps(..)
466             | hir::ExprKind::Unary(..)
467             | hir::ExprKind::Break(..)
468             | hir::ExprKind::Continue(_)
469             | hir::ExprKind::Lit(_)
470             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
471             | hir::ExprKind::Ret(..)
472             | hir::ExprKind::Block(..)
473             | hir::ExprKind::Assign(..)
474             | hir::ExprKind::AssignOp(..)
475             | hir::ExprKind::Struct(..)
476             | hir::ExprKind::Repeat(..)
477             | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
478             | hir::ExprKind::Box(..)
479             | hir::ExprKind::Type(..)
480             | hir::ExprKind::Err
481             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
482             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => {
483                 intravisit::walk_expr(self, expr);
484             }
485         }
486     }
487 }
488
489 // ______________________________________________________________________
490 // Computing liveness sets
491 //
492 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
493 // the same basic propagation framework in all cases.
494
495 const ACC_READ: u32 = 1;
496 const ACC_WRITE: u32 = 2;
497 const ACC_USE: u32 = 4;
498
499 struct Liveness<'a, 'tcx> {
500     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
501     typeck_results: &'a ty::TypeckResults<'tcx>,
502     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
503     closure_min_captures: Option<&'tcx RootVariableMinCaptureList<'tcx>>,
504     successors: IndexVec<LiveNode, Option<LiveNode>>,
505     rwu_table: rwu_table::RWUTable,
506
507     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
508     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
509     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
510     closure_ln: LiveNode,
511     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
512     /// by explicit return, panic, or other means.
513     exit_ln: LiveNode,
514
515     // mappings from loop node ID to LiveNode
516     // ("break" label should map to loop node ID,
517     // it probably doesn't now)
518     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
519     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
520 }
521
522 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
523     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
524         let typeck_results = ir.tcx.typeck(body_owner);
525         let param_env = ir.tcx.param_env(body_owner);
526         let closure_min_captures = typeck_results.closure_min_captures.get(&body_owner);
527         let closure_ln = ir.add_live_node(ClosureNode);
528         let exit_ln = ir.add_live_node(ExitNode);
529
530         let num_live_nodes = ir.lnks.len();
531         let num_vars = ir.var_kinds.len();
532
533         Liveness {
534             ir,
535             typeck_results,
536             param_env,
537             closure_min_captures,
538             successors: IndexVec::from_elem_n(None, num_live_nodes),
539             rwu_table: rwu_table::RWUTable::new(num_live_nodes, num_vars),
540             closure_ln,
541             exit_ln,
542             break_ln: Default::default(),
543             cont_ln: Default::default(),
544         }
545     }
546
547     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
548         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
549             Some(&ln) => ln,
550             None => {
551                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
552                 // above and the propagation code below; the two sets of
553                 // code have to agree about which AST nodes are worth
554                 // creating liveness nodes for.
555                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
556             }
557         }
558     }
559
560     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
561         self.ir.variable(hir_id, span)
562     }
563
564     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
565         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
566         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
567         // to be the "authoritative" set of ids.
568         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
569             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
570             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
571             self.init_from_succ(ln, succ);
572             self.define(ln, var);
573             succ = ln;
574         });
575         succ
576     }
577
578     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
579         self.rwu_table.get_reader(ln, var)
580     }
581
582     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
583     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
584         let successor = self.successors[ln].unwrap();
585         self.live_on_entry(successor, var)
586     }
587
588     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
589         self.rwu_table.get_used(ln, var)
590     }
591
592     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
593         self.rwu_table.get_writer(ln, var)
594     }
595
596     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
597         let successor = self.successors[ln].unwrap();
598         self.assigned_on_entry(successor, var)
599     }
600
601     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, mut test: F) -> io::Result<()>
602     where
603         F: FnMut(Variable) -> bool,
604     {
605         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
606             let var = Variable::from(var_idx);
607             if test(var) {
608                 write!(wr, " {:?}", var)?;
609             }
610         }
611         Ok(())
612     }
613
614     #[allow(unused_must_use)]
615     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
616         let mut wr = Vec::new();
617         {
618             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
619             write!(wr, "[{:?} of kind {:?} reads", ln, self.ir.lnks[ln]);
620             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_reader(ln, var));
621             write!(wr, "  writes");
622             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_writer(ln, var));
623             write!(wr, "  uses");
624             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_used(ln, var));
625
626             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln]);
627         }
628         String::from_utf8(wr).unwrap()
629     }
630
631     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
632         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
633         debug!(
634             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
635             {
636                 for ln_idx in 0..self.ir.lnks.len() {
637                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode::from(ln_idx)));
638                 }
639                 hir_id
640             },
641             entry_ln
642         );
643     }
644
645     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
646         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
647
648         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
649         // empty when created, and the sets only grow during iterations.
650     }
651
652     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
653         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
654         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
655         self.rwu_table.copy(ln, succ_ln);
656         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
657     }
658
659     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) -> bool {
660         if ln == succ_ln {
661             return false;
662         }
663
664         let changed = self.rwu_table.union(ln, succ_ln);
665         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, changed={})", ln, self.ln_str(succ_ln), changed);
666         changed
667     }
668
669     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
670     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
671     // this) so we just clear out all the data.
672     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
673         let used = self.rwu_table.get_used(writer, var);
674         self.rwu_table.set(writer, var, rwu_table::RWU { reader: false, writer: false, used });
675         debug!("{:?} defines {:?}: {}", writer, var, self.ln_str(writer));
676     }
677
678     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
679     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
680         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
681
682         let mut rwu = self.rwu_table.get(ln, var);
683
684         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
685             rwu.reader = false;
686             rwu.writer = true;
687         }
688
689         // Important: if we both read/write, must do read second
690         // or else the write will override.
691         if (acc & ACC_READ) != 0 {
692             rwu.reader = true;
693         }
694
695         if (acc & ACC_USE) != 0 {
696             rwu.used = true;
697         }
698
699         self.rwu_table.set(ln, var, rwu);
700     }
701
702     fn compute(&mut self, body: &hir::Body<'_>, hir_id: HirId) -> LiveNode {
703         debug!("compute: for body {:?}", body.id().hir_id);
704
705         // # Liveness of captured variables
706         //
707         // When computing the liveness for captured variables we take into
708         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
709         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
710         //
711         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
712         // from the closure.
713         //
714         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
715         // on exit since it is impossible to call the closure again.
716         //
717         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
718         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
719         // itself can access them on subsequent calls.
720
721         if let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures {
722             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
723             for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
724                 for captured_place in min_capture_list {
725                     match captured_place.info.capture_kind {
726                         ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
727                             let var = self.variable(
728                                 var_hir_id,
729                                 captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx),
730                             );
731                             self.acc(self.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
732                         }
733                         ty::UpvarCapture::ByValue => {}
734                     }
735                 }
736             }
737         }
738
739         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln);
740
741         if self.closure_min_captures.is_none() {
742             // Either not a closure, or closure without any captured variables.
743             // No need to determine liveness of captured variables, since there
744             // are none.
745             return succ;
746         }
747
748         let ty = self.typeck_results.node_type(hir_id);
749         match ty.kind() {
750             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
751                 ty::ClosureKind::Fn => {}
752                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
753                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
754             },
755             ty::Generator(..) => return succ,
756             _ => {
757                 span_bug!(
758                     body.value.span,
759                     "{} has upvars so it should have a closure type: {:?}",
760                     hir_id,
761                     ty
762                 );
763             }
764         };
765
766         // Propagate through calls to the closure.
767         loop {
768             self.init_from_succ(self.closure_ln, succ);
769             for param in body.params {
770                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
771                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
772                     self.define(self.closure_ln, var);
773                 })
774             }
775
776             if !self.merge_from_succ(self.exit_ln, self.closure_ln) {
777                 break;
778             }
779             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln));
780         }
781
782         succ
783     }
784
785     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
786         if blk.targeted_by_break {
787             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
788         }
789         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr, succ);
790         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
791     }
792
793     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
794         match stmt.kind {
795             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
796                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
797                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
798                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
799                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
800                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
801                 // immutable variables defined in a loop:
802                 //     loop { let x; x = 5; }
803                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
804                 //
805                 // So now we just check that variables defined w/o an
806                 // initializer are not live at the point of their
807                 // initialization, which is mildly more complex than checking
808                 // once at the func header but otherwise equivalent.
809
810                 if let Some(els) = local.els {
811                     // Eventually, `let pat: ty = init else { els };` is mostly equivalent to
812                     // `let (bindings, ...) = match init { pat => (bindings, ...), _ => els };`
813                     // except that extended lifetime applies at the `init` location.
814                     //
815                     //       (e)
816                     //        |
817                     //        v
818                     //      (expr)
819                     //      /   \
820                     //     |     |
821                     //     v     v
822                     // bindings  els
823                     //     |
824                     //     v
825                     // ( succ )
826                     //
827                     if let Some(init) = local.init {
828                         let else_ln = self.propagate_through_block(els, succ);
829                         let ln = self.live_node(local.hir_id, local.span);
830                         self.init_from_succ(ln, succ);
831                         self.merge_from_succ(ln, else_ln);
832                         let succ = self.propagate_through_expr(init, ln);
833                         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
834                     } else {
835                         span_bug!(
836                             stmt.span,
837                             "variable is uninitialized but an unexpected else branch is found"
838                         )
839                     }
840                 } else {
841                     let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init, succ);
842                     self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
843                 }
844             }
845             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
846             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
847                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
848             }
849         }
850     }
851
852     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
853         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
854     }
855
856     fn propagate_through_opt_expr(
857         &mut self,
858         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
859         succ: LiveNode,
860     ) -> LiveNode {
861         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
862     }
863
864     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
865         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
866
867         match expr.kind {
868             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
869             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
870                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
871             }
872
873             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
874
875             hir::ExprKind::Closure { .. } => {
876                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
877
878                 // the construction of a closure itself is not important,
879                 // but we have to consider the closed over variables.
880                 let caps = self
881                     .ir
882                     .capture_info_map
883                     .get(&expr.hir_id)
884                     .cloned()
885                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
886
887                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
888                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
889                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
890                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
891                     cap.ln
892                 })
893             }
894
895             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
896                 let succ = self.propagate_through_expr(let_expr.init, succ);
897                 self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, succ)
898             }
899
900             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
901             // at the label ident
902             hir::ExprKind::Loop(ref blk, ..) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
903
904             hir::ExprKind::Yield(ref e, ..) => {
905                 let yield_ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
906                 self.init_from_succ(yield_ln, succ);
907                 self.merge_from_succ(yield_ln, self.exit_ln);
908                 self.propagate_through_expr(e, yield_ln)
909             }
910
911             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref else_opt) => {
912                 //
913                 //     (cond)
914                 //       |
915                 //       v
916                 //     (expr)
917                 //     /   \
918                 //    |     |
919                 //    v     v
920                 //  (then)(els)
921                 //    |     |
922                 //    v     v
923                 //   (  succ  )
924                 //
925                 let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(else_opt.as_deref(), succ);
926                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
927                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
928                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
929                 self.merge_from_succ(ln, then_ln);
930                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
931             }
932
933             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
934                 //
935                 //      (e)
936                 //       |
937                 //       v
938                 //     (expr)
939                 //     / | \
940                 //    |  |  |
941                 //    v  v  v
942                 //   (..arms..)
943                 //    |  |  |
944                 //    v  v  v
945                 //   (  succ  )
946                 //
947                 //
948                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
949                 self.init_empty(ln, succ);
950                 for arm in arms {
951                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
952
953                     let guard_succ = arm.guard.as_ref().map_or(body_succ, |g| match g {
954                         hir::Guard::If(e) => self.propagate_through_expr(e, body_succ),
955                         hir::Guard::IfLet(let_expr) => {
956                             let let_bind = self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, body_succ);
957                             self.propagate_through_expr(let_expr.init, let_bind)
958                         }
959                     });
960                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
961                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ);
962                 }
963                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
964             }
965
966             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
967                 // Ignore succ and subst exit_ln.
968                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_deref(), self.exit_ln)
969             }
970
971             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
972                 // Find which label this break jumps to
973                 let target = match label.target_id {
974                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
975                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
976                 }
977                 .cloned();
978
979                 // Now that we know the label we're going to,
980                 // look it up in the break loop nodes table
981
982                 match target {
983                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_deref(), b),
984                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
985                 }
986             }
987
988             hir::ExprKind::Continue(label) => {
989                 // Find which label this expr continues to
990                 let sc = label
991                     .target_id
992                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
993
994                 // Now that we know the label we're going to,
995                 // look it up in the continue loop nodes table
996                 self.cont_ln
997                     .get(&sc)
998                     .cloned()
999                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
1000             }
1001
1002             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
1003                 // see comment on places in
1004                 // propagate_through_place_components()
1005                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1006                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1007                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1008             }
1009
1010             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1011                 // an overloaded assign op is like a method call
1012                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
1013                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1014                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1015                 } else {
1016                     // see comment on places in
1017                     // propagate_through_place_components()
1018                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
1019                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1020                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1021                 }
1022             }
1023
1024             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1025             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1026
1027             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1028                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_deref(), succ);
1029                 fields
1030                     .iter()
1031                     .rev()
1032                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
1033             }
1034
1035             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1036                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1037                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1038                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1039             }
1040
1041             hir::ExprKind::MethodCall(.., receiver, ref args, _) => {
1042                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1043                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1044                 self.propagate_through_expr(receiver, succ)
1045             }
1046
1047             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1048
1049             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1050                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1051
1052                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1053                 self.init_from_succ(ln, succ);
1054                 self.merge_from_succ(ln, r_succ);
1055
1056                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1057             }
1058
1059             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1060                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1061                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1062             }
1063
1064             hir::ExprKind::Box(ref e)
1065             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1066             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1067             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1068             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1069             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1070             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1071
1072             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1073                 // Handle non-returning asm
1074                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1075                     self.exit_ln
1076                 } else {
1077                     succ
1078                 };
1079
1080                 // Do a first pass for writing outputs only
1081                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1082                     match op {
1083                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1084                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1085                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1086                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1087                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1088                             if let Some(expr) = expr {
1089                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1090                             }
1091                         }
1092                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1093                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1094                         }
1095                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1096                             if let Some(expr) = out_expr {
1097                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1098                             }
1099                         }
1100                     }
1101                 }
1102
1103                 // Then do a second pass for inputs
1104                 let mut succ = succ;
1105                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1106                     match op {
1107                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. } => {
1108                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1109                         }
1110                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1111                             if let Some(expr) = expr {
1112                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1113                             }
1114                         }
1115                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1116                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1117                         }
1118                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1119                             if let Some(expr) = out_expr {
1120                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1121                             }
1122                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1123                         }
1124                         hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1125                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1126                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1127                     }
1128                 }
1129                 succ
1130             }
1131
1132             hir::ExprKind::Lit(..)
1133             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1134             | hir::ExprKind::Err
1135             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1136             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1137
1138             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1139             // at the label ident
1140             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1141         }
1142     }
1143
1144     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1145         // # Places
1146         //
1147         // In general, the full flow graph structure for an
1148         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1149         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1150         // value" or not. A tracked value is basically a local
1151         // variable or argument.
1152         //
1153         // The two kinds of graphs are:
1154         //
1155         //    Tracked place          Untracked place
1156         // ----------------------++-----------------------
1157         //                       ||
1158         //         |             ||           |
1159         //         v             ||           v
1160         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1161         //         |             ||           |
1162         //         v             ||           v
1163         // (write of place)      ||   (place components)
1164         //         |             ||           |
1165         //         v             ||           v
1166         //      (succ)           ||        (succ)
1167         //                       ||
1168         // ----------------------++-----------------------
1169         //
1170         // I will cover the two cases in turn:
1171         //
1172         // # Tracked places
1173         //
1174         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1175         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1176         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1177         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1178         // consider.
1179         //
1180         // # Non-tracked places
1181         //
1182         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1183         // basically ignore the value which is written to but generate
1184         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1185         // components reads are generated by
1186         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1187         //
1188         // # Illegal places
1189         //
1190         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1191         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1192         // just ignore such cases and treat them as reads.
1193
1194         match expr.kind {
1195             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1196             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1197             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1198         }
1199     }
1200
1201     // see comment on propagate_through_place()
1202     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1203         match expr.kind {
1204             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1205                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1206             }
1207
1208             // We do not track other places, so just propagate through
1209             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1210             // non-places occur here, because those are detected in the
1211             // later pass borrowck.
1212             _ => succ,
1213         }
1214     }
1215
1216     fn access_var(
1217         &mut self,
1218         hir_id: HirId,
1219         var_hid: HirId,
1220         succ: LiveNode,
1221         acc: u32,
1222         span: Span,
1223     ) -> LiveNode {
1224         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1225         if acc != 0 {
1226             self.init_from_succ(ln, succ);
1227             let var = self.variable(var_hid, span);
1228             self.acc(ln, var, acc);
1229         }
1230         ln
1231     }
1232
1233     fn access_path(
1234         &mut self,
1235         hir_id: HirId,
1236         path: &hir::Path<'_>,
1237         succ: LiveNode,
1238         acc: u32,
1239     ) -> LiveNode {
1240         match path.res {
1241             Res::Local(hid) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1242             _ => succ,
1243         }
1244     }
1245
1246     fn propagate_through_loop(
1247         &mut self,
1248         expr: &Expr<'_>,
1249         body: &hir::Block<'_>,
1250         succ: LiveNode,
1251     ) -> LiveNode {
1252         /*
1253         We model control flow like this:
1254
1255               (expr) <-+
1256                 |      |
1257                 v      |
1258               (body) --+
1259
1260         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1261         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1262         */
1263
1264         // first iteration:
1265         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1266         self.init_empty(ln, succ);
1267         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1268
1269         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1270
1271         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1272
1273         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1274
1275         // repeat until fixed point is reached:
1276         while self.merge_from_succ(ln, body_ln) {
1277             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1278         }
1279
1280         ln
1281     }
1282
1283     fn check_is_ty_uninhabited(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1284         let ty = self.typeck_results.expr_ty(expr);
1285         let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1286         if ty.is_inhabited_from(self.ir.tcx, m, self.param_env) {
1287             return succ;
1288         }
1289         match self.ir.lnks[succ] {
1290             LiveNodeKind::ExprNode(succ_span, succ_id) => {
1291                 self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "expression");
1292             }
1293             LiveNodeKind::VarDefNode(succ_span, succ_id) => {
1294                 self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "definition");
1295             }
1296             _ => {}
1297         };
1298         self.exit_ln
1299     }
1300
1301     fn warn_about_unreachable(
1302         &mut self,
1303         orig_span: Span,
1304         orig_ty: Ty<'tcx>,
1305         expr_span: Span,
1306         expr_id: HirId,
1307         descr: &str,
1308     ) {
1309         if !orig_ty.is_never() {
1310             // Unreachable code warnings are already emitted during type checking.
1311             // However, during type checking, full type information is being
1312             // calculated but not yet available, so the check for diverging
1313             // expressions due to uninhabited result types is pretty crude and
1314             // only checks whether ty.is_never(). Here, we have full type
1315             // information available and can issue warnings for less obviously
1316             // uninhabited types (e.g. empty enums). The check above is used so
1317             // that we do not emit the same warning twice if the uninhabited type
1318             // is indeed `!`.
1319
1320             let msg = format!("unreachable {}", descr);
1321             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1322                 lint::builtin::UNREACHABLE_CODE,
1323                 expr_id,
1324                 expr_span,
1325                 &msg,
1326                 |diag| {
1327                     diag.span_label(expr_span, &msg)
1328                         .span_label(orig_span, "any code following this expression is unreachable")
1329                         .span_note(
1330                             orig_span,
1331                             &format!(
1332                                 "this expression has type `{}`, which is uninhabited",
1333                                 orig_ty
1334                             ),
1335                         )
1336                 },
1337             );
1338         }
1339     }
1340 }
1341
1342 // _______________________________________________________________________
1343 // Checking for error conditions
1344
1345 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1346     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1347         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1348             if local.init.is_some() {
1349                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1350             }
1351         });
1352
1353         intravisit::walk_local(self, local);
1354     }
1355
1356     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1357         check_expr(self, ex);
1358         intravisit::walk_expr(self, ex);
1359     }
1360
1361     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1362         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, None, |_, _, _, _| {});
1363         intravisit::walk_arm(self, arm);
1364     }
1365 }
1366
1367 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1368     match expr.kind {
1369         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1370             this.check_place(&l);
1371         }
1372
1373         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1374             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1375                 this.check_place(&l);
1376             }
1377         }
1378
1379         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1380             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1381                 match op {
1382                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1383                         if let Some(expr) = expr {
1384                             this.check_place(expr);
1385                         }
1386                     }
1387                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1388                         this.check_place(expr);
1389                     }
1390                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1391                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1392                             this.check_place(out_expr);
1393                         }
1394                     }
1395                     _ => {}
1396                 }
1397             }
1398         }
1399
1400         hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
1401             this.check_unused_vars_in_pat(let_expr.pat, None, None, |_, _, _, _| {});
1402         }
1403
1404         // no correctness conditions related to liveness
1405         hir::ExprKind::Call(..)
1406         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1407         | hir::ExprKind::Match(..)
1408         | hir::ExprKind::Loop(..)
1409         | hir::ExprKind::Index(..)
1410         | hir::ExprKind::Field(..)
1411         | hir::ExprKind::Array(..)
1412         | hir::ExprKind::Tup(..)
1413         | hir::ExprKind::Binary(..)
1414         | hir::ExprKind::Cast(..)
1415         | hir::ExprKind::If(..)
1416         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1417         | hir::ExprKind::Unary(..)
1418         | hir::ExprKind::Ret(..)
1419         | hir::ExprKind::Break(..)
1420         | hir::ExprKind::Continue(..)
1421         | hir::ExprKind::Lit(_)
1422         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1423         | hir::ExprKind::Block(..)
1424         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1425         | hir::ExprKind::Struct(..)
1426         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1427         | hir::ExprKind::Closure { .. }
1428         | hir::ExprKind::Path(_)
1429         | hir::ExprKind::Yield(..)
1430         | hir::ExprKind::Box(..)
1431         | hir::ExprKind::Type(..)
1432         | hir::ExprKind::Err => {}
1433     }
1434 }
1435
1436 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1437     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1438         match expr.kind {
1439             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1440                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1441                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1442                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1443                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1444                     // as being used.
1445                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1446                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1447                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1448                 }
1449             }
1450             _ => {
1451                 // For other kinds of places, no checks are required,
1452                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1453                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1454             }
1455         }
1456     }
1457
1458     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1459         let name = self.ir.variable_name(var);
1460         if name == kw::Empty {
1461             return None;
1462         }
1463         let name = name.as_str();
1464         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1465             return None;
1466         }
1467         Some(name.to_owned())
1468     }
1469
1470     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1471         let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures else {
1472             return;
1473         };
1474
1475         // If closure_min_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1476         for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
1477             for captured_place in min_capture_list {
1478                 match captured_place.info.capture_kind {
1479                     ty::UpvarCapture::ByValue => {}
1480                     ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1481                 };
1482                 let span = captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx);
1483                 let var = self.variable(var_hir_id, span);
1484                 if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1485                     if !self.live_on_entry(entry_ln, var) {
1486                         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1487                             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1488                                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1489                                 var_hir_id,
1490                                 vec![span],
1491                                 format!("value captured by `{}` is never read", name),
1492                                 |lint| lint.help("did you mean to capture by reference instead?"),
1493                             );
1494                         }
1495                     }
1496                 } else {
1497                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1498                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1499                             lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1500                             var_hir_id,
1501                             vec![span],
1502                             format!("unused variable: `{}`", name),
1503                             |lint| lint.help("did you mean to capture by reference instead?"),
1504                         );
1505                     }
1506                 }
1507             }
1508         }
1509     }
1510
1511     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1512         for p in body.params {
1513             self.check_unused_vars_in_pat(
1514                 &p.pat,
1515                 Some(entry_ln),
1516                 Some(body),
1517                 |spans, hir_id, ln, var| {
1518                     if !self.live_on_entry(ln, var) {
1519                         self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1520                             format!("value passed to `{}` is never read", name)
1521                         });
1522                     }
1523                 },
1524             );
1525         }
1526     }
1527
1528     fn check_unused_vars_in_pat(
1529         &self,
1530         pat: &hir::Pat<'_>,
1531         entry_ln: Option<LiveNode>,
1532         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1533         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1534     ) {
1535         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1536         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1537         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1538         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1539         let mut vars: FxIndexMap<Symbol, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span, Span)>)> =
1540             <_>::default();
1541
1542         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1543             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1544             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1545             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp, ident.span);
1546             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1547                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1548                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1549         });
1550
1551         let can_remove = matches!(&pat.kind, hir::PatKind::Struct(_, _, true));
1552
1553         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1554             if self.used_on_entry(ln, var) {
1555                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1556                 let spans =
1557                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, _, ident_span)| ident_span).collect();
1558                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1559             } else {
1560                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var, can_remove, pat, opt_body);
1561             }
1562         }
1563     }
1564
1565     #[instrument(skip(self), level = "INFO")]
1566     fn report_unused(
1567         &self,
1568         hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span, Span)>,
1569         ln: LiveNode,
1570         var: Variable,
1571         can_remove: bool,
1572         pat: &hir::Pat<'_>,
1573         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1574     ) {
1575         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1576
1577         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1578             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1579             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1580             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1581             let is_assigned =
1582                 if ln == self.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var) };
1583
1584             if is_assigned {
1585                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1586                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1587                     first_hir_id,
1588                     hir_ids_and_spans
1589                         .into_iter()
1590                         .map(|(_, _, ident_span)| ident_span)
1591                         .collect::<Vec<_>>(),
1592                     format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name),
1593                     |lint| lint.note(&format!("consider using `_{}` instead", name)),
1594                 )
1595             } else if can_remove {
1596                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1597                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1598                     first_hir_id,
1599                     hir_ids_and_spans.iter().map(|(_, pat_span, _)| *pat_span).collect::<Vec<_>>(),
1600                     format!("unused variable: `{}`", name),
1601                     |lint| {
1602                         lint.multipart_suggestion(
1603                             "try removing the field",
1604                             hir_ids_and_spans
1605                                 .iter()
1606                                 .map(|(_, pat_span, _)| {
1607                                     let span = self
1608                                         .ir
1609                                         .tcx
1610                                         .sess
1611                                         .source_map()
1612                                         .span_extend_to_next_char(*pat_span, ',', true);
1613                                     (span.with_hi(BytePos(span.hi().0 + 1)), String::new())
1614                                 })
1615                                 .collect(),
1616                             Applicability::MachineApplicable,
1617                         )
1618                     },
1619                 );
1620             } else {
1621                 let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1622                     hir_ids_and_spans.iter().copied().partition(|(hir_id, _, ident_span)| {
1623                         let var = self.variable(*hir_id, *ident_span);
1624                         self.ir.variable_is_shorthand(var)
1625                     });
1626
1627                 // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1628                 // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1629                 // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1630                 if !shorthands.is_empty() {
1631                     let shorthands = shorthands
1632                         .into_iter()
1633                         .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, format!("{}: _", name)))
1634                         .chain(
1635                             non_shorthands
1636                                 .into_iter()
1637                                 .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, "_".to_string())),
1638                         )
1639                         .collect::<Vec<_>>();
1640
1641                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1642                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1643                         first_hir_id,
1644                         hir_ids_and_spans
1645                             .iter()
1646                             .map(|(_, pat_span, _)| *pat_span)
1647                             .collect::<Vec<_>>(),
1648                         format!("unused variable: `{}`", name),
1649                         |lint| {
1650                             lint.multipart_suggestion(
1651                                 "try ignoring the field",
1652                                 shorthands,
1653                                 Applicability::MachineApplicable,
1654                             )
1655                         },
1656                     );
1657                 } else {
1658                     let non_shorthands = non_shorthands
1659                         .into_iter()
1660                         .map(|(_, _, ident_span)| (ident_span, format!("_{}", name)))
1661                         .collect::<Vec<_>>();
1662
1663                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1664                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1665                         first_hir_id,
1666                         hir_ids_and_spans
1667                             .iter()
1668                             .map(|(_, _, ident_span)| *ident_span)
1669                             .collect::<Vec<_>>(),
1670                         format!("unused variable: `{}`", name),
1671                         |lint| {
1672                             if self.has_added_lit_match_name_span(&name, opt_body, lint) {
1673                                 lint.span_label(pat.span, "unused variable");
1674                             }
1675                             lint.multipart_suggestion(
1676                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1677                                 non_shorthands,
1678                                 Applicability::MachineApplicable,
1679                             )
1680                         },
1681                     );
1682                 }
1683             }
1684         }
1685     }
1686
1687     fn has_added_lit_match_name_span(
1688         &self,
1689         name: &str,
1690         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1691         err: &mut Diagnostic,
1692     ) -> bool {
1693         let mut has_litstring = false;
1694         let Some(opt_body) = opt_body else {return false;};
1695         let mut visitor = CollectLitsVisitor { lit_exprs: vec![] };
1696         intravisit::walk_body(&mut visitor, opt_body);
1697         for lit_expr in visitor.lit_exprs {
1698             let hir::ExprKind::Lit(litx) = &lit_expr.kind else { continue };
1699             let rustc_ast::LitKind::Str(syb, _) = litx.node else{ continue; };
1700             let name_str: &str = syb.as_str();
1701             let mut name_pa = String::from("{");
1702             name_pa.push_str(&name);
1703             name_pa.push('}');
1704             if name_str.contains(&name_pa) {
1705                 err.span_label(
1706                     lit_expr.span,
1707                     "you might have meant to use string interpolation in this string literal",
1708                 );
1709                 err.multipart_suggestion(
1710                     "string interpolation only works in `format!` invocations",
1711                     vec![
1712                         (lit_expr.span.shrink_to_lo(), "format!(".to_string()),
1713                         (lit_expr.span.shrink_to_hi(), ")".to_string()),
1714                     ],
1715                     Applicability::MachineApplicable,
1716                 );
1717                 has_litstring = true;
1718             }
1719         }
1720         has_litstring
1721     }
1722
1723     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1724         if !self.live_on_exit(ln, var) {
1725             self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1726                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1727             });
1728         }
1729     }
1730
1731     fn report_unused_assign(
1732         &self,
1733         hir_id: HirId,
1734         spans: Vec<Span>,
1735         var: Variable,
1736         message: impl Fn(&str) -> String,
1737     ) {
1738         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1739             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1740                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1741                 hir_id,
1742                 spans,
1743                 message(&name),
1744                 |lint| lint.help("maybe it is overwritten before being read?"),
1745             )
1746         }
1747     }
1748 }