]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
Rollup merge of #88789 - the8472:rm-zip-bound, r=JohnTitor
[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_hir as hir;
91 use rustc_hir::def::*;
92 use rustc_hir::def_id::LocalDefId;
93 use rustc_hir::intravisit::{self, NestedVisitorMap, Visitor};
94 use rustc_hir::{Expr, HirId, HirIdMap, HirIdSet};
95 use rustc_index::vec::IndexVec;
96 use rustc_middle::hir::map::Map;
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::Span;
102
103 use std::collections::VecDeque;
104 use std::io;
105 use std::io::prelude::*;
106 use std::iter;
107 use std::rc::Rc;
108
109 mod rwu_table;
110
111 rustc_index::newtype_index! {
112     pub struct Variable {
113         DEBUG_FORMAT = "v({})",
114     }
115 }
116
117 rustc_index::newtype_index! {
118     pub struct LiveNode {
119         DEBUG_FORMAT = "ln({})",
120     }
121 }
122
123 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
124 enum LiveNodeKind {
125     UpvarNode(Span),
126     ExprNode(Span, HirId),
127     VarDefNode(Span, HirId),
128     ClosureNode,
129     ExitNode,
130 }
131
132 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
133     let sm = tcx.sess.source_map();
134     match lnk {
135         UpvarNode(s) => format!("Upvar node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
136         ExprNode(s, _) => format!("Expr node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
137         VarDefNode(s, _) => format!("Var def node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
138         ClosureNode => "Closure node".to_owned(),
139         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
140     }
141 }
142
143 fn check_mod_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: LocalDefId) {
144     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(module_def_id, &mut IrMaps::new(tcx).as_deep_visitor());
145 }
146
147 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
148     *providers = Providers { check_mod_liveness, ..*providers };
149 }
150
151 // ______________________________________________________________________
152 // Creating ir_maps
153 //
154 // This is the first pass and the one that drives the main
155 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
156 // we count for each function the number of variables as well as
157 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
158 // capture clause that does something of interest: either it has
159 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
160 //
161 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
162 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
163 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
164 // of live variables at each program point.
165 //
166 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
167 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
168 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
169 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
170 // variable must not be assigned if there is some successor
171 // assignment.  And so forth.
172
173 struct CaptureInfo {
174     ln: LiveNode,
175     var_hid: HirId,
176 }
177
178 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
179 struct LocalInfo {
180     id: HirId,
181     name: Symbol,
182     is_shorthand: bool,
183 }
184
185 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
186 enum VarKind {
187     Param(HirId, Symbol),
188     Local(LocalInfo),
189     Upvar(HirId, Symbol),
190 }
191
192 struct IrMaps<'tcx> {
193     tcx: TyCtxt<'tcx>,
194     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
195     variable_map: HirIdMap<Variable>,
196     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
197     var_kinds: IndexVec<Variable, VarKind>,
198     lnks: IndexVec<LiveNode, LiveNodeKind>,
199 }
200
201 impl IrMaps<'tcx> {
202     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'tcx> {
203         IrMaps {
204             tcx,
205             live_node_map: HirIdMap::default(),
206             variable_map: HirIdMap::default(),
207             capture_info_map: Default::default(),
208             var_kinds: IndexVec::new(),
209             lnks: IndexVec::new(),
210         }
211     }
212
213     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
214         let ln = self.lnks.push(lnk);
215
216         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
217
218         ln
219     }
220
221     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
222         let ln = self.add_live_node(lnk);
223         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
224
225         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
226     }
227
228     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
229         let v = self.var_kinds.push(vk);
230
231         match vk {
232             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
233                 self.variable_map.insert(node_id, v);
234             }
235         }
236
237         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
238
239         v
240     }
241
242     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
243         match self.variable_map.get(&hir_id) {
244             Some(&var) => var,
245             None => {
246                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
247             }
248         }
249     }
250
251     fn variable_name(&self, var: Variable) -> Symbol {
252         match self.var_kinds[var] {
253             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name,
254         }
255     }
256
257     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
258         match self.var_kinds[var] {
259             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
260             Param(..) | Upvar(..) => false,
261         }
262     }
263
264     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
265         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
266     }
267
268     fn collect_shorthand_field_ids(&self, pat: &hir::Pat<'tcx>) -> HirIdSet {
269         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
270         // (`x` rather than `x: x`).
271         let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
272         let mut pats = VecDeque::new();
273         pats.push_back(pat);
274
275         while let Some(pat) = pats.pop_front() {
276             use rustc_hir::PatKind::*;
277             match &pat.kind {
278                 Binding(.., inner_pat) => {
279                     pats.extend(inner_pat.iter());
280                 }
281                 Struct(_, fields, _) => {
282                     let (short, not_short): (Vec<&_>, Vec<&_>) =
283                         fields.iter().partition(|f| f.is_shorthand);
284                     shorthand_field_ids.extend(short.iter().map(|f| f.pat.hir_id));
285                     pats.extend(not_short.iter().map(|f| f.pat));
286                 }
287                 Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
288                     pats.push_back(inner_pat);
289                 }
290                 TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
291                     pats.extend(inner_pats.iter());
292                 }
293                 Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
294                     pats.extend(pre_pats.iter());
295                     pats.extend(inner_pat.iter());
296                     pats.extend(post_pats.iter());
297                 }
298                 _ => {}
299             }
300         }
301
302         return shorthand_field_ids;
303     }
304
305     fn add_from_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'tcx>) {
306         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(pat);
307
308         pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
309             self.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span, hir_id));
310             self.add_variable(Local(LocalInfo {
311                 id: hir_id,
312                 name: ident.name,
313                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
314             }));
315         });
316     }
317 }
318
319 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
320     type Map = Map<'tcx>;
321
322     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
323         NestedVisitorMap::OnlyBodies(self.tcx.hir())
324     }
325
326     fn visit_body(&mut self, body: &'tcx hir::Body<'tcx>) {
327         debug!("visit_body {:?}", body.id());
328
329         // swap in a new set of IR maps for this body
330         let mut maps = IrMaps::new(self.tcx);
331         let hir_id = maps.tcx.hir().body_owner(body.id());
332         let local_def_id = maps.tcx.hir().local_def_id(hir_id);
333         let def_id = local_def_id.to_def_id();
334
335         // Don't run unused pass for #[derive()]
336         if let Some(parent) = self.tcx.parent(def_id) {
337             if let DefKind::Impl = self.tcx.def_kind(parent.expect_local()) {
338                 if self.tcx.has_attr(parent, sym::automatically_derived) {
339                     return;
340                 }
341             }
342         }
343
344         // Don't run unused pass for #[naked]
345         if self.tcx.has_attr(def_id, sym::naked) {
346             return;
347         }
348
349         if let Some(upvars) = maps.tcx.upvars_mentioned(def_id) {
350             for &var_hir_id in upvars.keys() {
351                 let var_name = maps.tcx.hir().name(var_hir_id);
352                 maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
353             }
354         }
355
356         // gather up the various local variables, significant expressions,
357         // and so forth:
358         intravisit::walk_body(&mut maps, body);
359
360         // compute liveness
361         let mut lsets = Liveness::new(&mut maps, local_def_id);
362         let entry_ln = lsets.compute(&body, hir_id);
363         lsets.log_liveness(entry_ln, body.id().hir_id);
364
365         // check for various error conditions
366         lsets.visit_body(body);
367         lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
368         lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
369     }
370
371     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
372         self.add_from_pat(&local.pat);
373         intravisit::walk_local(self, local);
374     }
375
376     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
377         self.add_from_pat(&arm.pat);
378         if let Some(hir::Guard::IfLet(ref pat, _)) = arm.guard {
379             self.add_from_pat(pat);
380         }
381         intravisit::walk_arm(self, arm);
382     }
383
384     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
385         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(param.pat);
386         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
387             let var = match param.pat.kind {
388                 rustc_hir::PatKind::Struct(..) => Local(LocalInfo {
389                     id: hir_id,
390                     name: ident.name,
391                     is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
392                 }),
393                 _ => Param(hir_id, ident.name),
394             };
395             self.add_variable(var);
396         });
397         intravisit::walk_param(self, param);
398     }
399
400     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
401         match expr.kind {
402             // live nodes required for uses or definitions of variables:
403             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
404                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
405                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
406                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
407                 }
408                 intravisit::walk_expr(self, expr);
409             }
410             hir::ExprKind::Closure(..) => {
411                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
412                 // breaks or continues)
413                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
414
415                 // Make a live_node for each mentioned variable, with the span
416                 // being the location that the variable is used.  This results
417                 // in better error messages than just pointing at the closure
418                 // construction site.
419                 let mut call_caps = Vec::new();
420                 let closure_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
421                 if let Some(upvars) = self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id) {
422                     call_caps.extend(upvars.keys().map(|var_id| {
423                         let upvar = upvars[var_id];
424                         let upvar_ln = self.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
425                         CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: *var_id }
426                     }));
427                 }
428                 self.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
429                 intravisit::walk_expr(self, expr);
430             }
431
432             hir::ExprKind::Let(ref pat, ..) => {
433                 self.add_from_pat(pat);
434                 intravisit::walk_expr(self, expr);
435             }
436
437             // live nodes required for interesting control flow:
438             hir::ExprKind::If(..)
439             | hir::ExprKind::Match(..)
440             | hir::ExprKind::Loop(..)
441             | hir::ExprKind::Yield(..) => {
442                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
443                 intravisit::walk_expr(self, expr);
444             }
445             hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
446                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
447                 intravisit::walk_expr(self, expr);
448             }
449
450             // otherwise, live nodes are not required:
451             hir::ExprKind::Index(..)
452             | hir::ExprKind::Field(..)
453             | hir::ExprKind::Array(..)
454             | hir::ExprKind::Call(..)
455             | hir::ExprKind::MethodCall(..)
456             | hir::ExprKind::Tup(..)
457             | hir::ExprKind::Binary(..)
458             | hir::ExprKind::AddrOf(..)
459             | hir::ExprKind::Cast(..)
460             | hir::ExprKind::DropTemps(..)
461             | hir::ExprKind::Unary(..)
462             | hir::ExprKind::Break(..)
463             | hir::ExprKind::Continue(_)
464             | hir::ExprKind::Lit(_)
465             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
466             | hir::ExprKind::Ret(..)
467             | hir::ExprKind::Block(..)
468             | hir::ExprKind::Assign(..)
469             | hir::ExprKind::AssignOp(..)
470             | hir::ExprKind::Struct(..)
471             | hir::ExprKind::Repeat(..)
472             | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
473             | hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(..)
474             | hir::ExprKind::Box(..)
475             | hir::ExprKind::Type(..)
476             | hir::ExprKind::Err
477             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
478             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => {
479                 intravisit::walk_expr(self, expr);
480             }
481         }
482     }
483 }
484
485 // ______________________________________________________________________
486 // Computing liveness sets
487 //
488 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
489 // the same basic propagation framework in all cases.
490
491 const ACC_READ: u32 = 1;
492 const ACC_WRITE: u32 = 2;
493 const ACC_USE: u32 = 4;
494
495 struct Liveness<'a, 'tcx> {
496     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
497     typeck_results: &'a ty::TypeckResults<'tcx>,
498     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
499     closure_min_captures: Option<&'tcx RootVariableMinCaptureList<'tcx>>,
500     successors: IndexVec<LiveNode, Option<LiveNode>>,
501     rwu_table: rwu_table::RWUTable,
502
503     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
504     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
505     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
506     closure_ln: LiveNode,
507     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
508     /// by explicit return, panic, or other means.
509     exit_ln: LiveNode,
510
511     // mappings from loop node ID to LiveNode
512     // ("break" label should map to loop node ID,
513     // it probably doesn't now)
514     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
515     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
516 }
517
518 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
519     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
520         let typeck_results = ir.tcx.typeck(body_owner);
521         let param_env = ir.tcx.param_env(body_owner);
522         let closure_min_captures = typeck_results.closure_min_captures.get(&body_owner.to_def_id());
523         let closure_ln = ir.add_live_node(ClosureNode);
524         let exit_ln = ir.add_live_node(ExitNode);
525
526         let num_live_nodes = ir.lnks.len();
527         let num_vars = ir.var_kinds.len();
528
529         Liveness {
530             ir,
531             typeck_results,
532             param_env,
533             closure_min_captures,
534             successors: IndexVec::from_elem_n(None, num_live_nodes),
535             rwu_table: rwu_table::RWUTable::new(num_live_nodes, num_vars),
536             closure_ln,
537             exit_ln,
538             break_ln: Default::default(),
539             cont_ln: Default::default(),
540         }
541     }
542
543     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
544         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
545             Some(&ln) => ln,
546             None => {
547                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
548                 // above and the propagation code below; the two sets of
549                 // code have to agree about which AST nodes are worth
550                 // creating liveness nodes for.
551                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
552             }
553         }
554     }
555
556     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
557         self.ir.variable(hir_id, span)
558     }
559
560     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
561         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
562         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
563         // to be the "authoritative" set of ids.
564         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
565             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
566             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
567             self.init_from_succ(ln, succ);
568             self.define(ln, var);
569             succ = ln;
570         });
571         succ
572     }
573
574     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
575         self.rwu_table.get_reader(ln, var)
576     }
577
578     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
579     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
580         let successor = self.successors[ln].unwrap();
581         self.live_on_entry(successor, var)
582     }
583
584     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
585         self.rwu_table.get_used(ln, var)
586     }
587
588     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
589         self.rwu_table.get_writer(ln, var)
590     }
591
592     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
593         let successor = self.successors[ln].unwrap();
594         self.assigned_on_entry(successor, var)
595     }
596
597     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, mut test: F) -> io::Result<()>
598     where
599         F: FnMut(Variable) -> bool,
600     {
601         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
602             let var = Variable::from(var_idx);
603             if test(var) {
604                 write!(wr, " {:?}", var)?;
605             }
606         }
607         Ok(())
608     }
609
610     #[allow(unused_must_use)]
611     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
612         let mut wr = Vec::new();
613         {
614             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
615             write!(wr, "[{:?} of kind {:?} reads", ln, self.ir.lnks[ln]);
616             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_reader(ln, var));
617             write!(wr, "  writes");
618             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_writer(ln, var));
619             write!(wr, "  uses");
620             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_used(ln, var));
621
622             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln]);
623         }
624         String::from_utf8(wr).unwrap()
625     }
626
627     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
628         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
629         debug!(
630             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
631             {
632                 for ln_idx in 0..self.ir.lnks.len() {
633                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode::from(ln_idx)));
634                 }
635                 hir_id
636             },
637             entry_ln
638         );
639     }
640
641     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
642         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
643
644         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
645         // empty when created, and the sets only grow during iterations.
646     }
647
648     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
649         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
650         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
651         self.rwu_table.copy(ln, succ_ln);
652         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
653     }
654
655     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) -> bool {
656         if ln == succ_ln {
657             return false;
658         }
659
660         let changed = self.rwu_table.union(ln, succ_ln);
661         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, changed={})", ln, self.ln_str(succ_ln), changed);
662         changed
663     }
664
665     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
666     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
667     // this) so we just clear out all the data.
668     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
669         let used = self.rwu_table.get_used(writer, var);
670         self.rwu_table.set(writer, var, rwu_table::RWU { reader: false, writer: false, used });
671         debug!("{:?} defines {:?}: {}", writer, var, self.ln_str(writer));
672     }
673
674     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
675     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
676         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
677
678         let mut rwu = self.rwu_table.get(ln, var);
679
680         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
681             rwu.reader = false;
682             rwu.writer = true;
683         }
684
685         // Important: if we both read/write, must do read second
686         // or else the write will override.
687         if (acc & ACC_READ) != 0 {
688             rwu.reader = true;
689         }
690
691         if (acc & ACC_USE) != 0 {
692             rwu.used = true;
693         }
694
695         self.rwu_table.set(ln, var, rwu);
696     }
697
698     fn compute(&mut self, body: &hir::Body<'_>, hir_id: HirId) -> LiveNode {
699         debug!("compute: for body {:?}", body.id().hir_id);
700
701         // # Liveness of captured variables
702         //
703         // When computing the liveness for captured variables we take into
704         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
705         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
706         //
707         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
708         // from the closure.
709         //
710         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
711         // on exit since it is impossible to call the closure again.
712         //
713         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
714         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
715         // itself can access them on subsequent calls.
716
717         if let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures {
718             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
719             for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
720                 for captured_place in min_capture_list {
721                     match captured_place.info.capture_kind {
722                         ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
723                             let var = self.variable(
724                                 var_hir_id,
725                                 captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx),
726                             );
727                             self.acc(self.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
728                         }
729                         ty::UpvarCapture::ByValue(_) => {}
730                     }
731                 }
732             }
733         }
734
735         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln);
736
737         if self.closure_min_captures.is_none() {
738             // Either not a closure, or closure without any captured variables.
739             // No need to determine liveness of captured variables, since there
740             // are none.
741             return succ;
742         }
743
744         let ty = self.typeck_results.node_type(hir_id);
745         match ty.kind() {
746             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
747                 ty::ClosureKind::Fn => {}
748                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
749                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
750             },
751             ty::Generator(..) => return succ,
752             _ => {
753                 span_bug!(
754                     body.value.span,
755                     "{} has upvars so it should have a closure type: {:?}",
756                     hir_id,
757                     ty
758                 );
759             }
760         };
761
762         // Propagate through calls to the closure.
763         loop {
764             self.init_from_succ(self.closure_ln, succ);
765             for param in body.params {
766                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
767                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
768                     self.define(self.closure_ln, var);
769                 })
770             }
771
772             if !self.merge_from_succ(self.exit_ln, self.closure_ln) {
773                 break;
774             }
775             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln));
776         }
777
778         succ
779     }
780
781     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
782         if blk.targeted_by_break {
783             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
784         }
785         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr, succ);
786         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
787     }
788
789     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
790         match stmt.kind {
791             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
792                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
793                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
794                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
795                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
796                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
797                 // immutable variables defined in a loop:
798                 //     loop { let x; x = 5; }
799                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
800                 //
801                 // So now we just check that variables defined w/o an
802                 // initializer are not live at the point of their
803                 // initialization, which is mildly more complex than checking
804                 // once at the func header but otherwise equivalent.
805
806                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init, succ);
807                 self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
808             }
809             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
810             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
811                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
812             }
813         }
814     }
815
816     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
817         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
818     }
819
820     fn propagate_through_opt_expr(
821         &mut self,
822         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
823         succ: LiveNode,
824     ) -> LiveNode {
825         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
826     }
827
828     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
829         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
830
831         match expr.kind {
832             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
833             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
834                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
835             }
836
837             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
838
839             hir::ExprKind::Closure(..) => {
840                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
841
842                 // the construction of a closure itself is not important,
843                 // but we have to consider the closed over variables.
844                 let caps = self
845                     .ir
846                     .capture_info_map
847                     .get(&expr.hir_id)
848                     .cloned()
849                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
850
851                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
852                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
853                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
854                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
855                     cap.ln
856                 })
857             }
858
859             hir::ExprKind::Let(ref pat, ref scrutinee, _) => {
860                 let succ = self.propagate_through_expr(scrutinee, succ);
861                 self.define_bindings_in_pat(pat, succ)
862             }
863
864             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
865             // at the label ident
866             hir::ExprKind::Loop(ref blk, ..) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
867
868             hir::ExprKind::Yield(ref e, ..) => {
869                 let yield_ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
870                 self.init_from_succ(yield_ln, succ);
871                 self.merge_from_succ(yield_ln, self.exit_ln);
872                 self.propagate_through_expr(e, yield_ln)
873             }
874
875             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref else_opt) => {
876                 //
877                 //     (cond)
878                 //       |
879                 //       v
880                 //     (expr)
881                 //     /   \
882                 //    |     |
883                 //    v     v
884                 //  (then)(els)
885                 //    |     |
886                 //    v     v
887                 //   (  succ  )
888                 //
889                 let else_ln =
890                     self.propagate_through_opt_expr(else_opt.as_ref().map(|e| &**e), succ);
891                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
892                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
893                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
894                 self.merge_from_succ(ln, then_ln);
895                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
896             }
897
898             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
899                 //
900                 //      (e)
901                 //       |
902                 //       v
903                 //     (expr)
904                 //     / | \
905                 //    |  |  |
906                 //    v  v  v
907                 //   (..arms..)
908                 //    |  |  |
909                 //    v  v  v
910                 //   (  succ  )
911                 //
912                 //
913                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
914                 self.init_empty(ln, succ);
915                 for arm in arms {
916                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
917
918                     let guard_succ = arm.guard.as_ref().map_or(body_succ, |g| match g {
919                         hir::Guard::If(e) => self.propagate_through_expr(e, body_succ),
920                         hir::Guard::IfLet(pat, e) => {
921                             let let_bind = self.define_bindings_in_pat(pat, body_succ);
922                             self.propagate_through_expr(e, let_bind)
923                         }
924                     });
925                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
926                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ);
927                 }
928                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
929             }
930
931             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
932                 // Ignore succ and subst exit_ln.
933                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), self.exit_ln)
934             }
935
936             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
937                 // Find which label this break jumps to
938                 let target = match label.target_id {
939                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
940                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
941                 }
942                 .cloned();
943
944                 // Now that we know the label we're going to,
945                 // look it up in the break loop nodes table
946
947                 match target {
948                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
949                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
950                 }
951             }
952
953             hir::ExprKind::Continue(label) => {
954                 // Find which label this expr continues to
955                 let sc = label
956                     .target_id
957                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
958
959                 // Now that we know the label we're going to,
960                 // look it up in the continue loop nodes table
961                 self.cont_ln
962                     .get(&sc)
963                     .cloned()
964                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
965             }
966
967             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
968                 // see comment on places in
969                 // propagate_through_place_components()
970                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
971                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
972                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
973             }
974
975             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
976                 // an overloaded assign op is like a method call
977                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
978                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
979                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
980                 } else {
981                     // see comment on places in
982                     // propagate_through_place_components()
983                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
984                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
985                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
986                 }
987             }
988
989             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
990             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
991
992             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
993                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
994                 fields
995                     .iter()
996                     .rev()
997                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
998             }
999
1000             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1001                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1002                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1003                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1004             }
1005
1006             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args, _) => {
1007                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1008                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1009             }
1010
1011             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1012
1013             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1014                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1015
1016                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1017                 self.init_from_succ(ln, succ);
1018                 self.merge_from_succ(ln, r_succ);
1019
1020                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1021             }
1022
1023             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1024                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1025                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1026             }
1027
1028             hir::ExprKind::Box(ref e)
1029             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1030             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1031             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1032             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1033             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1034             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1035
1036             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1037                 // Handle non-returning asm
1038                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1039                     self.exit_ln
1040                 } else {
1041                     succ
1042                 };
1043
1044                 // Do a first pass for writing outputs only
1045                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1046                     match op {
1047                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1048                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1049                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { .. } => {}
1050                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1051                             if let Some(expr) = expr {
1052                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1053                             }
1054                         }
1055                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1056                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1057                         }
1058                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1059                             if let Some(expr) = out_expr {
1060                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1061                             }
1062                         }
1063                     }
1064                 }
1065
1066                 // Then do a second pass for inputs
1067                 let mut succ = succ;
1068                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1069                     match op {
1070                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. }
1071                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { expr, .. } => {
1072                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1073                         }
1074                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1075                             if let Some(expr) = expr {
1076                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1077                             }
1078                         }
1079                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1080                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1081                         }
1082                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1083                             if let Some(expr) = out_expr {
1084                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1085                             }
1086                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1087                         }
1088                         hir::InlineAsmOperand::Const { .. } => {}
1089                     }
1090                 }
1091                 succ
1092             }
1093
1094             hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1095                 let ia = &asm.inner;
1096                 let outputs = asm.outputs_exprs;
1097                 let inputs = asm.inputs_exprs;
1098                 let succ = iter::zip(&ia.outputs, outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1099                     // see comment on places
1100                     // in propagate_through_place_components()
1101                     if o.is_indirect {
1102                         self.propagate_through_expr(output, succ)
1103                     } else {
1104                         let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE | ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1105                         let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1106                         self.propagate_through_place_components(output, succ)
1107                     }
1108                 });
1109
1110                 // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1111                 self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1112             }
1113
1114             hir::ExprKind::Lit(..)
1115             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1116             | hir::ExprKind::Err
1117             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1118             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1119
1120             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1121             // at the label ident
1122             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1123         }
1124     }
1125
1126     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1127         // # Places
1128         //
1129         // In general, the full flow graph structure for an
1130         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1131         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1132         // value" or not. A tracked value is basically a local
1133         // variable or argument.
1134         //
1135         // The two kinds of graphs are:
1136         //
1137         //    Tracked place          Untracked place
1138         // ----------------------++-----------------------
1139         //                       ||
1140         //         |             ||           |
1141         //         v             ||           v
1142         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1143         //         |             ||           |
1144         //         v             ||           v
1145         // (write of place)     ||   (place components)
1146         //         |             ||           |
1147         //         v             ||           v
1148         //      (succ)           ||        (succ)
1149         //                       ||
1150         // ----------------------++-----------------------
1151         //
1152         // I will cover the two cases in turn:
1153         //
1154         // # Tracked places
1155         //
1156         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1157         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1158         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1159         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1160         // consider.
1161         //
1162         // # Non-tracked places
1163         //
1164         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1165         // basically ignore the value which is written to but generate
1166         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1167         // components reads are generated by
1168         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1169         //
1170         // # Illegal places
1171         //
1172         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1173         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1174         // just ignore such cases and treat them as reads.
1175
1176         match expr.kind {
1177             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1178             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1179             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1180         }
1181     }
1182
1183     // see comment on propagate_through_place()
1184     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1185         match expr.kind {
1186             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1187                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1188             }
1189
1190             // We do not track other places, so just propagate through
1191             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1192             // non-places occur here, because those are detected in the
1193             // later pass borrowck.
1194             _ => succ,
1195         }
1196     }
1197
1198     fn access_var(
1199         &mut self,
1200         hir_id: HirId,
1201         var_hid: HirId,
1202         succ: LiveNode,
1203         acc: u32,
1204         span: Span,
1205     ) -> LiveNode {
1206         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1207         if acc != 0 {
1208             self.init_from_succ(ln, succ);
1209             let var = self.variable(var_hid, span);
1210             self.acc(ln, var, acc);
1211         }
1212         ln
1213     }
1214
1215     fn access_path(
1216         &mut self,
1217         hir_id: HirId,
1218         path: &hir::Path<'_>,
1219         succ: LiveNode,
1220         acc: u32,
1221     ) -> LiveNode {
1222         match path.res {
1223             Res::Local(hid) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1224             _ => succ,
1225         }
1226     }
1227
1228     fn propagate_through_loop(
1229         &mut self,
1230         expr: &Expr<'_>,
1231         body: &hir::Block<'_>,
1232         succ: LiveNode,
1233     ) -> LiveNode {
1234         /*
1235         We model control flow like this:
1236
1237               (expr) <-+
1238                 |      |
1239                 v      |
1240               (body) --+
1241
1242         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1243         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1244         */
1245
1246         // first iteration:
1247         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1248         self.init_empty(ln, succ);
1249         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1250
1251         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1252
1253         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1254
1255         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1256
1257         // repeat until fixed point is reached:
1258         while self.merge_from_succ(ln, body_ln) {
1259             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1260         }
1261
1262         ln
1263     }
1264
1265     fn check_is_ty_uninhabited(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1266         let ty = self.typeck_results.expr_ty(expr);
1267         let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1268         if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, ty, self.param_env) {
1269             match self.ir.lnks[succ] {
1270                 LiveNodeKind::ExprNode(succ_span, succ_id) => {
1271                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "expression");
1272                 }
1273                 LiveNodeKind::VarDefNode(succ_span, succ_id) => {
1274                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "definition");
1275                 }
1276                 _ => {}
1277             };
1278             self.exit_ln
1279         } else {
1280             succ
1281         }
1282     }
1283
1284     fn warn_about_unreachable(
1285         &mut self,
1286         orig_span: Span,
1287         orig_ty: Ty<'tcx>,
1288         expr_span: Span,
1289         expr_id: HirId,
1290         descr: &str,
1291     ) {
1292         if !orig_ty.is_never() {
1293             // Unreachable code warnings are already emitted during type checking.
1294             // However, during type checking, full type information is being
1295             // calculated but not yet available, so the check for diverging
1296             // expressions due to uninhabited result types is pretty crude and
1297             // only checks whether ty.is_never(). Here, we have full type
1298             // information available and can issue warnings for less obviously
1299             // uninhabited types (e.g. empty enums). The check above is used so
1300             // that we do not emit the same warning twice if the uninhabited type
1301             // is indeed `!`.
1302
1303             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1304                 lint::builtin::UNREACHABLE_CODE,
1305                 expr_id,
1306                 expr_span,
1307                 |lint| {
1308                     let msg = format!("unreachable {}", descr);
1309                     lint.build(&msg)
1310                         .span_label(expr_span, &msg)
1311                         .span_label(orig_span, "any code following this expression is unreachable")
1312                         .span_note(
1313                             orig_span,
1314                             &format!(
1315                                 "this expression has type `{}`, which is uninhabited",
1316                                 orig_ty
1317                             ),
1318                         )
1319                         .emit();
1320                 },
1321             );
1322         }
1323     }
1324 }
1325
1326 // _______________________________________________________________________
1327 // Checking for error conditions
1328
1329 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1330     type Map = intravisit::ErasedMap<'tcx>;
1331
1332     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1333         NestedVisitorMap::None
1334     }
1335
1336     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1337         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1338             if local.init.is_some() {
1339                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1340             }
1341         });
1342
1343         intravisit::walk_local(self, local);
1344     }
1345
1346     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1347         check_expr(self, ex);
1348         intravisit::walk_expr(self, ex);
1349     }
1350
1351     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1352         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, |_, _, _, _| {});
1353         intravisit::walk_arm(self, arm);
1354     }
1355 }
1356
1357 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1358     match expr.kind {
1359         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1360             this.check_place(&l);
1361         }
1362
1363         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1364             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1365                 this.check_place(&l);
1366             }
1367         }
1368
1369         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1370             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1371                 match op {
1372                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1373                         if let Some(expr) = expr {
1374                             this.check_place(expr);
1375                         }
1376                     }
1377                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1378                         this.check_place(expr);
1379                     }
1380                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1381                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1382                             this.check_place(out_expr);
1383                         }
1384                     }
1385                     _ => {}
1386                 }
1387             }
1388         }
1389
1390         hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1391             for input in asm.inputs_exprs {
1392                 this.visit_expr(input);
1393             }
1394
1395             // Output operands must be places
1396             for (o, output) in iter::zip(&asm.inner.outputs, asm.outputs_exprs) {
1397                 if !o.is_indirect {
1398                     this.check_place(output);
1399                 }
1400                 this.visit_expr(output);
1401             }
1402         }
1403
1404         hir::ExprKind::Let(ref pat, ..) => {
1405             this.check_unused_vars_in_pat(pat, None, |_, _, _, _| {});
1406         }
1407
1408         // no correctness conditions related to liveness
1409         hir::ExprKind::Call(..)
1410         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1411         | hir::ExprKind::Match(..)
1412         | hir::ExprKind::Loop(..)
1413         | hir::ExprKind::Index(..)
1414         | hir::ExprKind::Field(..)
1415         | hir::ExprKind::Array(..)
1416         | hir::ExprKind::Tup(..)
1417         | hir::ExprKind::Binary(..)
1418         | hir::ExprKind::Cast(..)
1419         | hir::ExprKind::If(..)
1420         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1421         | hir::ExprKind::Unary(..)
1422         | hir::ExprKind::Ret(..)
1423         | hir::ExprKind::Break(..)
1424         | hir::ExprKind::Continue(..)
1425         | hir::ExprKind::Lit(_)
1426         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1427         | hir::ExprKind::Block(..)
1428         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1429         | hir::ExprKind::Struct(..)
1430         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1431         | hir::ExprKind::Closure(..)
1432         | hir::ExprKind::Path(_)
1433         | hir::ExprKind::Yield(..)
1434         | hir::ExprKind::Box(..)
1435         | hir::ExprKind::Type(..)
1436         | hir::ExprKind::Err => {}
1437     }
1438 }
1439
1440 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1441     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1442         match expr.kind {
1443             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1444                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1445                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1446                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1447                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1448                     // as being used.
1449                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1450                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1451                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1452                 }
1453             }
1454             _ => {
1455                 // For other kinds of places, no checks are required,
1456                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1457                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1458             }
1459         }
1460     }
1461
1462     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1463         let name = self.ir.variable_name(var);
1464         if name == kw::Empty {
1465             return None;
1466         }
1467         let name: &str = &name.as_str();
1468         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1469             return None;
1470         }
1471         Some(name.to_owned())
1472     }
1473
1474     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1475         let closure_min_captures = match self.closure_min_captures {
1476             None => return,
1477             Some(closure_min_captures) => closure_min_captures,
1478         };
1479
1480         // If closure_min_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1481         for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
1482             for captured_place in min_capture_list {
1483                 match captured_place.info.capture_kind {
1484                     ty::UpvarCapture::ByValue(_) => {}
1485                     ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1486                 };
1487                 let span = captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx);
1488                 let var = self.variable(var_hir_id, span);
1489                 if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1490                     if !self.live_on_entry(entry_ln, var) {
1491                         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1492                             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1493                                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1494                                 var_hir_id,
1495                                 vec![span],
1496                                 |lint| {
1497                                     lint.build(&format!(
1498                                         "value captured by `{}` is never read",
1499                                         name
1500                                     ))
1501                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1502                                     .emit();
1503                                 },
1504                             );
1505                         }
1506                     }
1507                 } else {
1508                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1509                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1510                             lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1511                             var_hir_id,
1512                             vec![span],
1513                             |lint| {
1514                                 lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name))
1515                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1516                                     .emit();
1517                             },
1518                         );
1519                     }
1520                 }
1521             }
1522         }
1523     }
1524
1525     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1526         for p in body.params {
1527             self.check_unused_vars_in_pat(&p.pat, Some(entry_ln), |spans, hir_id, ln, var| {
1528                 if !self.live_on_entry(ln, var) {
1529                     self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1530                         format!("value passed to `{}` is never read", name)
1531                     });
1532                 }
1533             });
1534         }
1535     }
1536
1537     fn check_unused_vars_in_pat(
1538         &self,
1539         pat: &hir::Pat<'_>,
1540         entry_ln: Option<LiveNode>,
1541         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1542     ) {
1543         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1544         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1545         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1546         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1547         let mut vars: FxIndexMap<Symbol, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span, Span)>)> =
1548             <_>::default();
1549
1550         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1551             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1552             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1553             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp, ident.span);
1554             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1555                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1556                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1557         });
1558
1559         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1560             if self.used_on_entry(ln, var) {
1561                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1562                 let spans =
1563                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, _, ident_span)| ident_span).collect();
1564                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1565             } else {
1566                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var);
1567             }
1568         }
1569     }
1570
1571     fn report_unused(
1572         &self,
1573         hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span, Span)>,
1574         ln: LiveNode,
1575         var: Variable,
1576     ) {
1577         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1578
1579         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1580             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1581             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1582             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1583             let is_assigned =
1584                 if ln == self.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var) };
1585
1586             if is_assigned {
1587                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1588                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1589                     first_hir_id,
1590                     hir_ids_and_spans
1591                         .into_iter()
1592                         .map(|(_, _, ident_span)| ident_span)
1593                         .collect::<Vec<_>>(),
1594                     |lint| {
1595                         lint.build(&format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name))
1596                             .note(&format!("consider using `_{}` instead", name))
1597                             .emit();
1598                     },
1599                 )
1600             } else {
1601                 let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1602                     hir_ids_and_spans.iter().copied().partition(|(hir_id, _, ident_span)| {
1603                         let var = self.variable(*hir_id, *ident_span);
1604                         self.ir.variable_is_shorthand(var)
1605                     });
1606
1607                 // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1608                 // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1609                 // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1610                 if !shorthands.is_empty() {
1611                     let shorthands = shorthands
1612                         .into_iter()
1613                         .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, format!("{}: _", name)))
1614                         .chain(
1615                             non_shorthands
1616                                 .into_iter()
1617                                 .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, "_".to_string())),
1618                         )
1619                         .collect::<Vec<_>>();
1620
1621                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1622                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1623                         first_hir_id,
1624                         hir_ids_and_spans
1625                             .iter()
1626                             .map(|(_, pat_span, _)| *pat_span)
1627                             .collect::<Vec<_>>(),
1628                         |lint| {
1629                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1630                             err.multipart_suggestion(
1631                                 "try ignoring the field",
1632                                 shorthands,
1633                                 Applicability::MachineApplicable,
1634                             );
1635                             err.emit()
1636                         },
1637                     );
1638                 } else {
1639                     let non_shorthands = non_shorthands
1640                         .into_iter()
1641                         .map(|(_, _, ident_span)| (ident_span, format!("_{}", name)))
1642                         .collect::<Vec<_>>();
1643
1644                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1645                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1646                         first_hir_id,
1647                         hir_ids_and_spans
1648                             .iter()
1649                             .map(|(_, _, ident_span)| *ident_span)
1650                             .collect::<Vec<_>>(),
1651                         |lint| {
1652                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1653                             err.multipart_suggestion(
1654                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1655                                 non_shorthands,
1656                                 Applicability::MachineApplicable,
1657                             );
1658                             err.emit()
1659                         },
1660                     );
1661                 }
1662             }
1663         }
1664     }
1665
1666     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1667         if !self.live_on_exit(ln, var) {
1668             self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1669                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1670             });
1671         }
1672     }
1673
1674     fn report_unused_assign(
1675         &self,
1676         hir_id: HirId,
1677         spans: Vec<Span>,
1678         var: Variable,
1679         message: impl Fn(&str) -> String,
1680     ) {
1681         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1682             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1683                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1684                 hir_id,
1685                 spans,
1686                 |lint| {
1687                     lint.build(&message(&name))
1688                         .help("maybe it is overwritten before being read?")
1689                         .emit();
1690                 },
1691             )
1692         }
1693     }
1694 }