]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
Rollup merge of #101425 - compiler-errors:point-at-ty-param, r=spastorino
[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::{DefId, LocalDefId};
93 use rustc_hir::intravisit::{self, Visitor};
94 use rustc_hir::{Expr, HirId, HirIdMap, HirIdSet};
95 use rustc_index::vec::IndexVec;
96 use rustc_middle::ty::query::Providers;
97 use rustc_middle::ty::{self, DefIdTree, RootVariableMinCaptureList, Ty, TyCtxt};
98 use rustc_session::lint;
99 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Symbol};
100 use rustc_span::{BytePos, Span};
101
102 use std::collections::VecDeque;
103 use std::io;
104 use std::io::prelude::*;
105 use std::rc::Rc;
106
107 mod rwu_table;
108
109 rustc_index::newtype_index! {
110     pub struct Variable {
111         DEBUG_FORMAT = "v({})",
112     }
113 }
114
115 rustc_index::newtype_index! {
116     pub struct LiveNode {
117         DEBUG_FORMAT = "ln({})",
118     }
119 }
120
121 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
122 enum LiveNodeKind {
123     UpvarNode(Span),
124     ExprNode(Span, HirId),
125     VarDefNode(Span, HirId),
126     ClosureNode,
127     ExitNode,
128 }
129
130 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
131     let sm = tcx.sess.source_map();
132     match lnk {
133         UpvarNode(s) => format!("Upvar node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
134         ExprNode(s, _) => format!("Expr node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
135         VarDefNode(s, _) => format!("Var def node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
136         ClosureNode => "Closure node".to_owned(),
137         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
138     }
139 }
140
141 fn check_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) {
142     let local_def_id = match def_id.as_local() {
143         None => return,
144         Some(def_id) => def_id,
145     };
146
147     // Don't run unused pass for #[derive()]
148     let parent = tcx.local_parent(local_def_id);
149     if let DefKind::Impl = tcx.def_kind(parent)
150         && tcx.has_attr(parent.to_def_id(), sym::automatically_derived)
151     {
152         return;
153     }
154
155     // Don't run unused pass for #[naked]
156     if tcx.has_attr(def_id, sym::naked) {
157         return;
158     }
159
160     let mut maps = IrMaps::new(tcx);
161     let body_id = tcx.hir().body_owned_by(local_def_id);
162     let hir_id = tcx.hir().body_owner(body_id);
163     let body = tcx.hir().body(body_id);
164
165     if let Some(upvars) = tcx.upvars_mentioned(def_id) {
166         for &var_hir_id in upvars.keys() {
167             let var_name = tcx.hir().name(var_hir_id);
168             maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
169         }
170     }
171
172     // gather up the various local variables, significant expressions,
173     // and so forth:
174     maps.visit_body(body);
175
176     // compute liveness
177     let mut lsets = Liveness::new(&mut maps, local_def_id);
178     let entry_ln = lsets.compute(&body, hir_id);
179     lsets.log_liveness(entry_ln, body_id.hir_id);
180
181     // check for various error conditions
182     lsets.visit_body(body);
183     lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
184     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
185 }
186
187 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
188     *providers = Providers { check_liveness, ..*providers };
189 }
190
191 // ______________________________________________________________________
192 // Creating ir_maps
193 //
194 // This is the first pass and the one that drives the main
195 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
196 // we count for each function the number of variables as well as
197 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
198 // capture clause that does something of interest: either it has
199 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
200 //
201 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
202 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
203 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
204 // of live variables at each program point.
205 //
206 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
207 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
208 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
209 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
210 // variable must not be assigned if there is some successor
211 // assignment.  And so forth.
212
213 struct CaptureInfo {
214     ln: LiveNode,
215     var_hid: HirId,
216 }
217
218 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
219 struct LocalInfo {
220     id: HirId,
221     name: Symbol,
222     is_shorthand: bool,
223 }
224
225 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
226 enum VarKind {
227     Param(HirId, Symbol),
228     Local(LocalInfo),
229     Upvar(HirId, Symbol),
230 }
231
232 struct CollectLitsVisitor<'tcx> {
233     lit_exprs: Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
234 }
235
236 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for CollectLitsVisitor<'tcx> {
237     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
238         if let hir::ExprKind::Lit(_) = expr.kind {
239             self.lit_exprs.push(expr);
240         }
241         intravisit::walk_expr(self, expr);
242     }
243 }
244
245 struct IrMaps<'tcx> {
246     tcx: TyCtxt<'tcx>,
247     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
248     variable_map: HirIdMap<Variable>,
249     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
250     var_kinds: IndexVec<Variable, VarKind>,
251     lnks: IndexVec<LiveNode, LiveNodeKind>,
252 }
253
254 impl<'tcx> IrMaps<'tcx> {
255     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'tcx> {
256         IrMaps {
257             tcx,
258             live_node_map: HirIdMap::default(),
259             variable_map: HirIdMap::default(),
260             capture_info_map: Default::default(),
261             var_kinds: IndexVec::new(),
262             lnks: IndexVec::new(),
263         }
264     }
265
266     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
267         let ln = self.lnks.push(lnk);
268
269         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
270
271         ln
272     }
273
274     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
275         let ln = self.add_live_node(lnk);
276         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
277
278         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
279     }
280
281     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
282         let v = self.var_kinds.push(vk);
283
284         match vk {
285             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
286                 self.variable_map.insert(node_id, v);
287             }
288         }
289
290         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
291
292         v
293     }
294
295     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
296         match self.variable_map.get(&hir_id) {
297             Some(&var) => var,
298             None => {
299                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
300             }
301         }
302     }
303
304     fn variable_name(&self, var: Variable) -> Symbol {
305         match self.var_kinds[var] {
306             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name,
307         }
308     }
309
310     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
311         match self.var_kinds[var] {
312             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
313             Param(..) | Upvar(..) => false,
314         }
315     }
316
317     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
318         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
319     }
320
321     fn collect_shorthand_field_ids(&self, pat: &hir::Pat<'tcx>) -> HirIdSet {
322         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
323         // (`x` rather than `x: x`).
324         let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
325         let mut pats = VecDeque::new();
326         pats.push_back(pat);
327
328         while let Some(pat) = pats.pop_front() {
329             use rustc_hir::PatKind::*;
330             match &pat.kind {
331                 Binding(.., inner_pat) => {
332                     pats.extend(inner_pat.iter());
333                 }
334                 Struct(_, fields, _) => {
335                     let (short, not_short): (Vec<_>, _) =
336                         fields.iter().partition(|f| f.is_shorthand);
337                     shorthand_field_ids.extend(short.iter().map(|f| f.pat.hir_id));
338                     pats.extend(not_short.iter().map(|f| f.pat));
339                 }
340                 Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
341                     pats.push_back(inner_pat);
342                 }
343                 TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
344                     pats.extend(inner_pats.iter());
345                 }
346                 Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
347                     pats.extend(pre_pats.iter());
348                     pats.extend(inner_pat.iter());
349                     pats.extend(post_pats.iter());
350                 }
351                 _ => {}
352             }
353         }
354
355         shorthand_field_ids
356     }
357
358     fn add_from_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'tcx>) {
359         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(pat);
360
361         pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
362             self.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span, hir_id));
363             self.add_variable(Local(LocalInfo {
364                 id: hir_id,
365                 name: ident.name,
366                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
367             }));
368         });
369     }
370 }
371
372 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
373     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
374         self.add_from_pat(&local.pat);
375         if local.els.is_some() {
376             self.add_live_node_for_node(local.hir_id, ExprNode(local.span, local.hir_id));
377         }
378         intravisit::walk_local(self, local);
379     }
380
381     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
382         self.add_from_pat(&arm.pat);
383         if let Some(hir::Guard::IfLet(ref let_expr)) = arm.guard {
384             self.add_from_pat(let_expr.pat);
385         }
386         intravisit::walk_arm(self, arm);
387     }
388
389     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
390         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(param.pat);
391         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
392             let var = match param.pat.kind {
393                 rustc_hir::PatKind::Struct(..) => Local(LocalInfo {
394                     id: hir_id,
395                     name: ident.name,
396                     is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
397                 }),
398                 _ => Param(hir_id, ident.name),
399             };
400             self.add_variable(var);
401         });
402         intravisit::walk_param(self, param);
403     }
404
405     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
406         match expr.kind {
407             // live nodes required for uses or definitions of variables:
408             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
409                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
410                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
411                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
412                 }
413                 intravisit::walk_expr(self, expr);
414             }
415             hir::ExprKind::Closure { .. } => {
416                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
417                 // breaks or continues)
418                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
419
420                 // Make a live_node for each mentioned variable, with the span
421                 // being the location that the variable is used.  This results
422                 // in better error messages than just pointing at the closure
423                 // construction site.
424                 let mut call_caps = Vec::new();
425                 let closure_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
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 =
926                     self.propagate_through_opt_expr(else_opt.as_ref().map(|e| &**e), succ);
927                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
928                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
929                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
930                 self.merge_from_succ(ln, then_ln);
931                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
932             }
933
934             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
935                 //
936                 //      (e)
937                 //       |
938                 //       v
939                 //     (expr)
940                 //     / | \
941                 //    |  |  |
942                 //    v  v  v
943                 //   (..arms..)
944                 //    |  |  |
945                 //    v  v  v
946                 //   (  succ  )
947                 //
948                 //
949                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
950                 self.init_empty(ln, succ);
951                 for arm in arms {
952                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
953
954                     let guard_succ = arm.guard.as_ref().map_or(body_succ, |g| match g {
955                         hir::Guard::If(e) => self.propagate_through_expr(e, body_succ),
956                         hir::Guard::IfLet(let_expr) => {
957                             let let_bind = self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, body_succ);
958                             self.propagate_through_expr(let_expr.init, let_bind)
959                         }
960                     });
961                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
962                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ);
963                 }
964                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
965             }
966
967             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
968                 // Ignore succ and subst exit_ln.
969                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), self.exit_ln)
970             }
971
972             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
973                 // Find which label this break jumps to
974                 let target = match label.target_id {
975                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
976                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
977                 }
978                 .cloned();
979
980                 // Now that we know the label we're going to,
981                 // look it up in the break loop nodes table
982
983                 match target {
984                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
985                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
986                 }
987             }
988
989             hir::ExprKind::Continue(label) => {
990                 // Find which label this expr continues to
991                 let sc = label
992                     .target_id
993                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
994
995                 // Now that we know the label we're going to,
996                 // look it up in the continue loop nodes table
997                 self.cont_ln
998                     .get(&sc)
999                     .cloned()
1000                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
1001             }
1002
1003             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
1004                 // see comment on places in
1005                 // propagate_through_place_components()
1006                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1007                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1008                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1009             }
1010
1011             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1012                 // an overloaded assign op is like a method call
1013                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
1014                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1015                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1016                 } else {
1017                     // see comment on places in
1018                     // propagate_through_place_components()
1019                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
1020                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1021                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1022                 }
1023             }
1024
1025             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1026             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1027
1028             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1029                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1030                 fields
1031                     .iter()
1032                     .rev()
1033                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
1034             }
1035
1036             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1037                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1038                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1039                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1040             }
1041
1042             hir::ExprKind::MethodCall(.., receiver, ref args, _) => {
1043                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1044                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1045                 self.propagate_through_expr(receiver, succ)
1046             }
1047
1048             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1049
1050             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1051                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1052
1053                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1054                 self.init_from_succ(ln, succ);
1055                 self.merge_from_succ(ln, r_succ);
1056
1057                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1058             }
1059
1060             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1061                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1062                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1063             }
1064
1065             hir::ExprKind::Box(ref e)
1066             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1067             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1068             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1069             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1070             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1071             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1072
1073             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1074                 // Handle non-returning asm
1075                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1076                     self.exit_ln
1077                 } else {
1078                     succ
1079                 };
1080
1081                 // Do a first pass for writing outputs only
1082                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1083                     match op {
1084                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1085                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1086                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1087                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1088                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1089                             if let Some(expr) = expr {
1090                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1091                             }
1092                         }
1093                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1094                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1095                         }
1096                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1097                             if let Some(expr) = out_expr {
1098                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1099                             }
1100                         }
1101                     }
1102                 }
1103
1104                 // Then do a second pass for inputs
1105                 let mut succ = succ;
1106                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1107                     match op {
1108                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. } => {
1109                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1110                         }
1111                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1112                             if let Some(expr) = expr {
1113                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1114                             }
1115                         }
1116                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1117                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1118                         }
1119                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1120                             if let Some(expr) = out_expr {
1121                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1122                             }
1123                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1124                         }
1125                         hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1126                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1127                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1128                     }
1129                 }
1130                 succ
1131             }
1132
1133             hir::ExprKind::Lit(..)
1134             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1135             | hir::ExprKind::Err
1136             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1137             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1138
1139             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1140             // at the label ident
1141             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1142         }
1143     }
1144
1145     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1146         // # Places
1147         //
1148         // In general, the full flow graph structure for an
1149         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1150         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1151         // value" or not. A tracked value is basically a local
1152         // variable or argument.
1153         //
1154         // The two kinds of graphs are:
1155         //
1156         //    Tracked place          Untracked place
1157         // ----------------------++-----------------------
1158         //                       ||
1159         //         |             ||           |
1160         //         v             ||           v
1161         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1162         //         |             ||           |
1163         //         v             ||           v
1164         // (write of place)      ||   (place components)
1165         //         |             ||           |
1166         //         v             ||           v
1167         //      (succ)           ||        (succ)
1168         //                       ||
1169         // ----------------------++-----------------------
1170         //
1171         // I will cover the two cases in turn:
1172         //
1173         // # Tracked places
1174         //
1175         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1176         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1177         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1178         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1179         // consider.
1180         //
1181         // # Non-tracked places
1182         //
1183         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1184         // basically ignore the value which is written to but generate
1185         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1186         // components reads are generated by
1187         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1188         //
1189         // # Illegal places
1190         //
1191         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1192         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1193         // just ignore such cases and treat them as reads.
1194
1195         match expr.kind {
1196             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1197             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1198             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1199         }
1200     }
1201
1202     // see comment on propagate_through_place()
1203     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1204         match expr.kind {
1205             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1206                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1207             }
1208
1209             // We do not track other places, so just propagate through
1210             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1211             // non-places occur here, because those are detected in the
1212             // later pass borrowck.
1213             _ => succ,
1214         }
1215     }
1216
1217     fn access_var(
1218         &mut self,
1219         hir_id: HirId,
1220         var_hid: HirId,
1221         succ: LiveNode,
1222         acc: u32,
1223         span: Span,
1224     ) -> LiveNode {
1225         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1226         if acc != 0 {
1227             self.init_from_succ(ln, succ);
1228             let var = self.variable(var_hid, span);
1229             self.acc(ln, var, acc);
1230         }
1231         ln
1232     }
1233
1234     fn access_path(
1235         &mut self,
1236         hir_id: HirId,
1237         path: &hir::Path<'_>,
1238         succ: LiveNode,
1239         acc: u32,
1240     ) -> LiveNode {
1241         match path.res {
1242             Res::Local(hid) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1243             _ => succ,
1244         }
1245     }
1246
1247     fn propagate_through_loop(
1248         &mut self,
1249         expr: &Expr<'_>,
1250         body: &hir::Block<'_>,
1251         succ: LiveNode,
1252     ) -> LiveNode {
1253         /*
1254         We model control flow like this:
1255
1256               (expr) <-+
1257                 |      |
1258                 v      |
1259               (body) --+
1260
1261         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1262         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1263         */
1264
1265         // first iteration:
1266         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1267         self.init_empty(ln, succ);
1268         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1269
1270         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1271
1272         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1273
1274         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1275
1276         // repeat until fixed point is reached:
1277         while self.merge_from_succ(ln, body_ln) {
1278             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1279         }
1280
1281         ln
1282     }
1283
1284     fn check_is_ty_uninhabited(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1285         let ty = self.typeck_results.expr_ty(expr);
1286         let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1287         if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, ty, self.param_env) {
1288             match self.ir.lnks[succ] {
1289                 LiveNodeKind::ExprNode(succ_span, succ_id) => {
1290                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "expression");
1291                 }
1292                 LiveNodeKind::VarDefNode(succ_span, succ_id) => {
1293                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "definition");
1294                 }
1295                 _ => {}
1296             };
1297             self.exit_ln
1298         } else {
1299             succ
1300         }
1301     }
1302
1303     fn warn_about_unreachable(
1304         &mut self,
1305         orig_span: Span,
1306         orig_ty: Ty<'tcx>,
1307         expr_span: Span,
1308         expr_id: HirId,
1309         descr: &str,
1310     ) {
1311         if !orig_ty.is_never() {
1312             // Unreachable code warnings are already emitted during type checking.
1313             // However, during type checking, full type information is being
1314             // calculated but not yet available, so the check for diverging
1315             // expressions due to uninhabited result types is pretty crude and
1316             // only checks whether ty.is_never(). Here, we have full type
1317             // information available and can issue warnings for less obviously
1318             // uninhabited types (e.g. empty enums). The check above is used so
1319             // that we do not emit the same warning twice if the uninhabited type
1320             // is indeed `!`.
1321
1322             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1323                 lint::builtin::UNREACHABLE_CODE,
1324                 expr_id,
1325                 expr_span,
1326                 |lint| {
1327                     let msg = format!("unreachable {}", descr);
1328                     lint.build(&msg)
1329                         .span_label(expr_span, &msg)
1330                         .span_label(orig_span, "any code following this expression is unreachable")
1331                         .span_note(
1332                             orig_span,
1333                             &format!(
1334                                 "this expression has type `{}`, which is uninhabited",
1335                                 orig_ty
1336                             ),
1337                         )
1338                         .emit();
1339                 },
1340             );
1341         }
1342     }
1343 }
1344
1345 // _______________________________________________________________________
1346 // Checking for error conditions
1347
1348 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1349     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1350         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1351             if local.init.is_some() {
1352                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1353             }
1354         });
1355
1356         intravisit::walk_local(self, local);
1357     }
1358
1359     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1360         check_expr(self, ex);
1361         intravisit::walk_expr(self, ex);
1362     }
1363
1364     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1365         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, None, |_, _, _, _| {});
1366         intravisit::walk_arm(self, arm);
1367     }
1368 }
1369
1370 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1371     match expr.kind {
1372         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1373             this.check_place(&l);
1374         }
1375
1376         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1377             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1378                 this.check_place(&l);
1379             }
1380         }
1381
1382         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1383             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1384                 match op {
1385                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1386                         if let Some(expr) = expr {
1387                             this.check_place(expr);
1388                         }
1389                     }
1390                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1391                         this.check_place(expr);
1392                     }
1393                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1394                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1395                             this.check_place(out_expr);
1396                         }
1397                     }
1398                     _ => {}
1399                 }
1400             }
1401         }
1402
1403         hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
1404             this.check_unused_vars_in_pat(let_expr.pat, None, None, |_, _, _, _| {});
1405         }
1406
1407         // no correctness conditions related to liveness
1408         hir::ExprKind::Call(..)
1409         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1410         | hir::ExprKind::Match(..)
1411         | hir::ExprKind::Loop(..)
1412         | hir::ExprKind::Index(..)
1413         | hir::ExprKind::Field(..)
1414         | hir::ExprKind::Array(..)
1415         | hir::ExprKind::Tup(..)
1416         | hir::ExprKind::Binary(..)
1417         | hir::ExprKind::Cast(..)
1418         | hir::ExprKind::If(..)
1419         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1420         | hir::ExprKind::Unary(..)
1421         | hir::ExprKind::Ret(..)
1422         | hir::ExprKind::Break(..)
1423         | hir::ExprKind::Continue(..)
1424         | hir::ExprKind::Lit(_)
1425         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1426         | hir::ExprKind::Block(..)
1427         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1428         | hir::ExprKind::Struct(..)
1429         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1430         | hir::ExprKind::Closure { .. }
1431         | hir::ExprKind::Path(_)
1432         | hir::ExprKind::Yield(..)
1433         | hir::ExprKind::Box(..)
1434         | hir::ExprKind::Type(..)
1435         | hir::ExprKind::Err => {}
1436     }
1437 }
1438
1439 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1440     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1441         match expr.kind {
1442             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1443                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1444                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1445                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1446                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1447                     // as being used.
1448                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1449                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1450                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1451                 }
1452             }
1453             _ => {
1454                 // For other kinds of places, no checks are required,
1455                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1456                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1457             }
1458         }
1459     }
1460
1461     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1462         let name = self.ir.variable_name(var);
1463         if name == kw::Empty {
1464             return None;
1465         }
1466         let name = name.as_str();
1467         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1468             return None;
1469         }
1470         Some(name.to_owned())
1471     }
1472
1473     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1474         let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures else {
1475             return;
1476         };
1477
1478         // If closure_min_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1479         for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
1480             for captured_place in min_capture_list {
1481                 match captured_place.info.capture_kind {
1482                     ty::UpvarCapture::ByValue => {}
1483                     ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1484                 };
1485                 let span = captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx);
1486                 let var = self.variable(var_hir_id, span);
1487                 if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1488                     if !self.live_on_entry(entry_ln, var) {
1489                         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1490                             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1491                                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1492                                 var_hir_id,
1493                                 vec![span],
1494                                 |lint| {
1495                                     lint.build(&format!(
1496                                         "value captured by `{}` is never read",
1497                                         name
1498                                     ))
1499                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1500                                     .emit();
1501                                 },
1502                             );
1503                         }
1504                     }
1505                 } else {
1506                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1507                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1508                             lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1509                             var_hir_id,
1510                             vec![span],
1511                             |lint| {
1512                                 lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name))
1513                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1514                                     .emit();
1515                             },
1516                         );
1517                     }
1518                 }
1519             }
1520         }
1521     }
1522
1523     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1524         for p in body.params {
1525             self.check_unused_vars_in_pat(
1526                 &p.pat,
1527                 Some(entry_ln),
1528                 Some(body),
1529                 |spans, hir_id, ln, var| {
1530                     if !self.live_on_entry(ln, var) {
1531                         self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1532                             format!("value passed to `{}` is never read", name)
1533                         });
1534                     }
1535                 },
1536             );
1537         }
1538     }
1539
1540     fn check_unused_vars_in_pat(
1541         &self,
1542         pat: &hir::Pat<'_>,
1543         entry_ln: Option<LiveNode>,
1544         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1545         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1546     ) {
1547         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1548         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1549         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1550         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1551         let mut vars: FxIndexMap<Symbol, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span, Span)>)> =
1552             <_>::default();
1553
1554         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1555             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1556             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1557             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp, ident.span);
1558             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1559                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1560                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1561         });
1562
1563         let can_remove = matches!(&pat.kind, hir::PatKind::Struct(_, _, true));
1564
1565         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1566             if self.used_on_entry(ln, var) {
1567                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1568                 let spans =
1569                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, _, ident_span)| ident_span).collect();
1570                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1571             } else {
1572                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var, can_remove, pat, opt_body);
1573             }
1574         }
1575     }
1576
1577     #[instrument(skip(self), level = "INFO")]
1578     fn report_unused(
1579         &self,
1580         hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span, Span)>,
1581         ln: LiveNode,
1582         var: Variable,
1583         can_remove: bool,
1584         pat: &hir::Pat<'_>,
1585         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1586     ) {
1587         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1588
1589         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1590             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1591             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1592             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1593             let is_assigned =
1594                 if ln == self.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var) };
1595
1596             if is_assigned {
1597                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1598                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1599                     first_hir_id,
1600                     hir_ids_and_spans
1601                         .into_iter()
1602                         .map(|(_, _, ident_span)| ident_span)
1603                         .collect::<Vec<_>>(),
1604                     |lint| {
1605                         lint.build(&format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name))
1606                             .note(&format!("consider using `_{}` instead", name))
1607                             .emit();
1608                     },
1609                 )
1610             } else if can_remove {
1611                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1612                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1613                     first_hir_id,
1614                     hir_ids_and_spans.iter().map(|(_, pat_span, _)| *pat_span).collect::<Vec<_>>(),
1615                     |lint| {
1616                         let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1617                         err.multipart_suggestion(
1618                             "try removing the field",
1619                             hir_ids_and_spans
1620                                 .iter()
1621                                 .map(|(_, pat_span, _)| {
1622                                     let span = self
1623                                         .ir
1624                                         .tcx
1625                                         .sess
1626                                         .source_map()
1627                                         .span_extend_to_next_char(*pat_span, ',', true);
1628                                     (span.with_hi(BytePos(span.hi().0 + 1)), String::new())
1629                                 })
1630                                 .collect(),
1631                             Applicability::MachineApplicable,
1632                         );
1633                         err.emit();
1634                     },
1635                 );
1636             } else {
1637                 let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1638                     hir_ids_and_spans.iter().copied().partition(|(hir_id, _, ident_span)| {
1639                         let var = self.variable(*hir_id, *ident_span);
1640                         self.ir.variable_is_shorthand(var)
1641                     });
1642
1643                 // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1644                 // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1645                 // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1646                 if !shorthands.is_empty() {
1647                     let shorthands = shorthands
1648                         .into_iter()
1649                         .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, format!("{}: _", name)))
1650                         .chain(
1651                             non_shorthands
1652                                 .into_iter()
1653                                 .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, "_".to_string())),
1654                         )
1655                         .collect::<Vec<_>>();
1656
1657                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1658                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1659                         first_hir_id,
1660                         hir_ids_and_spans
1661                             .iter()
1662                             .map(|(_, pat_span, _)| *pat_span)
1663                             .collect::<Vec<_>>(),
1664                         |lint| {
1665                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1666                             err.multipart_suggestion(
1667                                 "try ignoring the field",
1668                                 shorthands,
1669                                 Applicability::MachineApplicable,
1670                             );
1671                             err.emit();
1672                         },
1673                     );
1674                 } else {
1675                     let non_shorthands = non_shorthands
1676                         .into_iter()
1677                         .map(|(_, _, ident_span)| (ident_span, format!("_{}", name)))
1678                         .collect::<Vec<_>>();
1679
1680                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1681                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1682                         first_hir_id,
1683                         hir_ids_and_spans
1684                             .iter()
1685                             .map(|(_, _, ident_span)| *ident_span)
1686                             .collect::<Vec<_>>(),
1687                         |lint| {
1688                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1689                             if self.has_added_lit_match_name_span(&name, opt_body, &mut err) {
1690                                 err.span_label(pat.span, "unused variable");
1691                             }
1692                             err.multipart_suggestion(
1693                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1694                                 non_shorthands,
1695                                 Applicability::MachineApplicable,
1696                             );
1697                             err.emit();
1698                         },
1699                     );
1700                 }
1701             }
1702         }
1703     }
1704
1705     fn has_added_lit_match_name_span(
1706         &self,
1707         name: &str,
1708         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1709         err: &mut rustc_errors::DiagnosticBuilder<'_, ()>,
1710     ) -> bool {
1711         let mut has_litstring = false;
1712         let Some(opt_body) = opt_body else {return false;};
1713         let mut visitor = CollectLitsVisitor { lit_exprs: vec![] };
1714         intravisit::walk_body(&mut visitor, opt_body);
1715         for lit_expr in visitor.lit_exprs {
1716             let hir::ExprKind::Lit(litx) = &lit_expr.kind else { continue };
1717             let rustc_ast::LitKind::Str(syb, _) = litx.node else{ continue; };
1718             let name_str: &str = syb.as_str();
1719             let mut name_pa = String::from("{");
1720             name_pa.push_str(&name);
1721             name_pa.push('}');
1722             if name_str.contains(&name_pa) {
1723                 err.span_label(
1724                     lit_expr.span,
1725                     "you might have meant to use string interpolation in this string literal",
1726                 );
1727                 err.multipart_suggestion(
1728                     "string interpolation only works in `format!` invocations",
1729                     vec![
1730                         (lit_expr.span.shrink_to_lo(), "format!(".to_string()),
1731                         (lit_expr.span.shrink_to_hi(), ")".to_string()),
1732                     ],
1733                     Applicability::MachineApplicable,
1734                 );
1735                 has_litstring = true;
1736             }
1737         }
1738         has_litstring
1739     }
1740
1741     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1742         if !self.live_on_exit(ln, var) {
1743             self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1744                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1745             });
1746         }
1747     }
1748
1749     fn report_unused_assign(
1750         &self,
1751         hir_id: HirId,
1752         spans: Vec<Span>,
1753         var: Variable,
1754         message: impl Fn(&str) -> String,
1755     ) {
1756         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1757             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1758                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1759                 hir_id,
1760                 spans,
1761                 |lint| {
1762                     lint.build(&message(&name))
1763                         .help("maybe it is overwritten before being read?")
1764                         .emit();
1765                 },
1766             )
1767         }
1768     }
1769 }