]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
Auto merge of #103019 - Kobzol:ci-multistage-python, r=Mark-Simulacrum
[rust.git] / compiler / rustc_passes / src / liveness.rs
1 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST. Computes,
2 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
3 //! at a given point. Program execution points are identified by their
4 //! IDs.
5 //!
6 //! # Basic idea
7 //!
8 //! The basic model is that each local variable is assigned an index. We
9 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
10 //! index. The value in the vector is either 0, indicating the variable
11 //! is dead, or the ID of an expression that uses the variable.
12 //!
13 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order. If we
14 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables. If
15 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
16 //! variables. When we have to merge two flows, we take the union of
17 //! those two flows -- if the variable is live on both paths, we simply
18 //! pick one ID. In the event of loops, we continue doing this until a
19 //! fixed point is reached.
20 //!
21 //! ## Checking initialization
22 //!
23 //! At the function entry point, all variables must be dead. If this is
24 //! not the case, we can report an error using the ID found in the set of
25 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
26 //! dominated by an assignment.
27 //!
28 //! ## Checking moves
29 //!
30 //! After each explicit move, the variable must be dead.
31 //!
32 //! ## Computing last uses
33 //!
34 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
35 //! last use.
36 //!
37 //! # Implementation details
38 //!
39 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
40 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
41 //! enclosing function. On the way down the tree, it identifies those AST
42 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
43 //! and assigns them contiguous IDs. The liveness ID for an AST node is
44 //! called a `live_node` (it's a newtype'd `u32`) and the ID for a variable
45 //! is called a `variable` (another newtype'd `u32`).
46 //!
47 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
48 //! declaration we allocate a `liveness` instance. Now that we know
49 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
50 //! the various arrays that we will need to precisely the right size. We then
51 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
52 //!
53 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
54 //! methods. It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
55 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
56 //!
57 //! ## The `RWU` struct
58 //!
59 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
60 //! variable `V` (these are encapsulated in the `RWU` struct):
61 //!
62 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
63 //!    that `V` holds on entry to `N`. Formally: a node `M` such
64 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
65 //!    write `V`. If the `reader` is `None`, then the current
66 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
67 //!
68 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
69 //!    variable `V` and which is reachable from `N`. Formally: a node `M`
70 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
71 //!    `V`. If the `writer` is `None`, then there is no writer
72 //!    of `V` that follows `N`.
73 //!
74 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*. We
75 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
76 //!   is not just used to generate a new value. For example, `x += 1` is
77 //!   a read but not a use. This is used to generate better warnings.
78 //!
79 //! ## Special nodes and variables
80 //!
81 //! We generate various special nodes for various, well, special purposes.
82 //! These are described in the `Liveness` struct.
83
84 use self::LiveNodeKind::*;
85 use self::VarKind::*;
86
87 use rustc_ast::InlineAsmOptions;
88 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
89 use rustc_errors::Applicability;
90 use rustc_errors::Diagnostic;
91 use rustc_hir as hir;
92 use rustc_hir::def::*;
93 use rustc_hir::def_id::{DefId, LocalDefId};
94 use rustc_hir::intravisit::{self, Visitor};
95 use rustc_hir::{Expr, HirId, HirIdMap, HirIdSet};
96 use rustc_index::vec::IndexVec;
97 use rustc_middle::ty::query::Providers;
98 use rustc_middle::ty::{self, DefIdTree, RootVariableMinCaptureList, Ty, TyCtxt};
99 use rustc_session::lint;
100 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Symbol};
101 use rustc_span::{BytePos, Span};
102
103 use std::collections::VecDeque;
104 use std::io;
105 use std::io::prelude::*;
106 use std::rc::Rc;
107
108 mod rwu_table;
109
110 rustc_index::newtype_index! {
111     #[debug_format = "v({})"]
112     pub struct Variable {}
113 }
114
115 rustc_index::newtype_index! {
116     #[debug_format = "ln({})"]
117     pub struct LiveNode {}
118 }
119
120 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
121 enum LiveNodeKind {
122     UpvarNode(Span),
123     ExprNode(Span, HirId),
124     VarDefNode(Span, HirId),
125     ClosureNode,
126     ExitNode,
127 }
128
129 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
130     let sm = tcx.sess.source_map();
131     match lnk {
132         UpvarNode(s) => format!("Upvar node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
133         ExprNode(s, _) => format!("Expr node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
134         VarDefNode(s, _) => format!("Var def node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
135         ClosureNode => "Closure node".to_owned(),
136         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
137     }
138 }
139
140 fn check_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) {
141     let local_def_id = match def_id.as_local() {
142         None => return,
143         Some(def_id) => def_id,
144     };
145
146     // Don't run unused pass for #[derive()]
147     let parent = tcx.local_parent(local_def_id);
148     if let DefKind::Impl = tcx.def_kind(parent)
149         && tcx.has_attr(parent.to_def_id(), sym::automatically_derived)
150     {
151         return;
152     }
153
154     // Don't run unused pass for #[naked]
155     if tcx.has_attr(def_id, sym::naked) {
156         return;
157     }
158
159     let mut maps = IrMaps::new(tcx);
160     let body_id = tcx.hir().body_owned_by(local_def_id);
161     let hir_id = tcx.hir().body_owner(body_id);
162     let body = tcx.hir().body(body_id);
163
164     if let Some(upvars) = tcx.upvars_mentioned(def_id) {
165         for &var_hir_id in upvars.keys() {
166             let var_name = tcx.hir().name(var_hir_id);
167             maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
168         }
169     }
170
171     // gather up the various local variables, significant expressions,
172     // and so forth:
173     maps.visit_body(body);
174
175     // compute liveness
176     let mut lsets = Liveness::new(&mut maps, local_def_id);
177     let entry_ln = lsets.compute(&body, hir_id);
178     lsets.log_liveness(entry_ln, body_id.hir_id);
179
180     // check for various error conditions
181     lsets.visit_body(body);
182     lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
183     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
184 }
185
186 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
187     *providers = Providers { check_liveness, ..*providers };
188 }
189
190 // ______________________________________________________________________
191 // Creating ir_maps
192 //
193 // This is the first pass and the one that drives the main
194 // computation. It walks up and down the IR once. On the way down,
195 // we count for each function the number of variables as well as
196 // liveness nodes. A liveness node is basically an expression or
197 // capture clause that does something of interest: either it has
198 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
199 //
200 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
201 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
202 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
203 // of live variables at each program point.
204 //
205 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
206 // computed liveness, check various safety conditions. For example,
207 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
208 // unless it has an initializer. Similarly, each non-mutable local
209 // variable must not be assigned if there is some successor
210 // assignment. And so forth.
211
212 struct CaptureInfo {
213     ln: LiveNode,
214     var_hid: HirId,
215 }
216
217 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
218 struct LocalInfo {
219     id: HirId,
220     name: Symbol,
221     is_shorthand: bool,
222 }
223
224 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
225 enum VarKind {
226     Param(HirId, Symbol),
227     Local(LocalInfo),
228     Upvar(HirId, Symbol),
229 }
230
231 struct CollectLitsVisitor<'tcx> {
232     lit_exprs: Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
233 }
234
235 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for CollectLitsVisitor<'tcx> {
236     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
237         if let hir::ExprKind::Lit(_) = expr.kind {
238             self.lit_exprs.push(expr);
239         }
240         intravisit::walk_expr(self, expr);
241     }
242 }
243
244 struct IrMaps<'tcx> {
245     tcx: TyCtxt<'tcx>,
246     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
247     variable_map: HirIdMap<Variable>,
248     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
249     var_kinds: IndexVec<Variable, VarKind>,
250     lnks: IndexVec<LiveNode, LiveNodeKind>,
251 }
252
253 impl<'tcx> IrMaps<'tcx> {
254     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'tcx> {
255         IrMaps {
256             tcx,
257             live_node_map: HirIdMap::default(),
258             variable_map: HirIdMap::default(),
259             capture_info_map: Default::default(),
260             var_kinds: IndexVec::new(),
261             lnks: IndexVec::new(),
262         }
263     }
264
265     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
266         let ln = self.lnks.push(lnk);
267
268         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
269
270         ln
271     }
272
273     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
274         let ln = self.add_live_node(lnk);
275         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
276
277         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
278     }
279
280     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
281         let v = self.var_kinds.push(vk);
282
283         match vk {
284             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
285                 self.variable_map.insert(node_id, v);
286             }
287         }
288
289         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
290
291         v
292     }
293
294     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
295         match self.variable_map.get(&hir_id) {
296             Some(&var) => var,
297             None => {
298                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
299             }
300         }
301     }
302
303     fn variable_name(&self, var: Variable) -> Symbol {
304         match self.var_kinds[var] {
305             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name,
306         }
307     }
308
309     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
310         match self.var_kinds[var] {
311             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
312             Param(..) | Upvar(..) => false,
313         }
314     }
315
316     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
317         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
318     }
319
320     fn collect_shorthand_field_ids(&self, pat: &hir::Pat<'tcx>) -> HirIdSet {
321         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
322         // (`x` rather than `x: x`).
323         let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
324         let mut pats = VecDeque::new();
325         pats.push_back(pat);
326
327         while let Some(pat) = pats.pop_front() {
328             use rustc_hir::PatKind::*;
329             match &pat.kind {
330                 Binding(.., inner_pat) => {
331                     pats.extend(inner_pat.iter());
332                 }
333                 Struct(_, fields, _) => {
334                     let (short, not_short): (Vec<_>, _) =
335                         fields.iter().partition(|f| f.is_shorthand);
336                     shorthand_field_ids.extend(short.iter().map(|f| f.pat.hir_id));
337                     pats.extend(not_short.iter().map(|f| f.pat));
338                 }
339                 Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
340                     pats.push_back(inner_pat);
341                 }
342                 TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
343                     pats.extend(inner_pats.iter());
344                 }
345                 Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
346                     pats.extend(pre_pats.iter());
347                     pats.extend(inner_pat.iter());
348                     pats.extend(post_pats.iter());
349                 }
350                 _ => {}
351             }
352         }
353
354         shorthand_field_ids
355     }
356
357     fn add_from_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'tcx>) {
358         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(pat);
359
360         pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
361             self.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span, hir_id));
362             self.add_variable(Local(LocalInfo {
363                 id: hir_id,
364                 name: ident.name,
365                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
366             }));
367         });
368     }
369 }
370
371 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
372     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
373         self.add_from_pat(&local.pat);
374         if local.els.is_some() {
375             self.add_live_node_for_node(local.hir_id, ExprNode(local.span, local.hir_id));
376         }
377         intravisit::walk_local(self, local);
378     }
379
380     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
381         self.add_from_pat(&arm.pat);
382         if let Some(hir::Guard::IfLet(ref let_expr)) = arm.guard {
383             self.add_from_pat(let_expr.pat);
384         }
385         intravisit::walk_arm(self, arm);
386     }
387
388     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
389         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(param.pat);
390         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
391             let var = match param.pat.kind {
392                 rustc_hir::PatKind::Struct(..) => Local(LocalInfo {
393                     id: hir_id,
394                     name: ident.name,
395                     is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
396                 }),
397                 _ => Param(hir_id, ident.name),
398             };
399             self.add_variable(var);
400         });
401         intravisit::walk_param(self, param);
402     }
403
404     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
405         match expr.kind {
406             // live nodes required for uses or definitions of variables:
407             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
408                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
409                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
410                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
411                 }
412                 intravisit::walk_expr(self, expr);
413             }
414             hir::ExprKind::Closure(closure) => {
415                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
416                 // breaks or continues)
417                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
418
419                 // Make a live_node for each mentioned variable, with the span
420                 // being the location that the variable is used. This results
421                 // in better error messages than just pointing at the closure
422                 // construction site.
423                 let mut call_caps = Vec::new();
424                 if let Some(upvars) = self.tcx.upvars_mentioned(closure.def_id) {
425                     call_caps.extend(upvars.keys().map(|var_id| {
426                         let upvar = upvars[var_id];
427                         let upvar_ln = self.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
428                         CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: *var_id }
429                     }));
430                 }
431                 self.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
432                 intravisit::walk_expr(self, expr);
433             }
434
435             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
436                 self.add_from_pat(let_expr.pat);
437                 intravisit::walk_expr(self, expr);
438             }
439
440             // live nodes required for interesting control flow:
441             hir::ExprKind::If(..)
442             | hir::ExprKind::Match(..)
443             | hir::ExprKind::Loop(..)
444             | hir::ExprKind::Yield(..) => {
445                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
446                 intravisit::walk_expr(self, expr);
447             }
448             hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
449                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
450                 intravisit::walk_expr(self, expr);
451             }
452
453             // otherwise, live nodes are not required:
454             hir::ExprKind::Index(..)
455             | hir::ExprKind::Field(..)
456             | hir::ExprKind::Array(..)
457             | hir::ExprKind::Call(..)
458             | hir::ExprKind::MethodCall(..)
459             | hir::ExprKind::Tup(..)
460             | hir::ExprKind::Binary(..)
461             | hir::ExprKind::AddrOf(..)
462             | hir::ExprKind::Cast(..)
463             | hir::ExprKind::DropTemps(..)
464             | hir::ExprKind::Unary(..)
465             | hir::ExprKind::Break(..)
466             | hir::ExprKind::Continue(_)
467             | hir::ExprKind::Lit(_)
468             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
469             | hir::ExprKind::Ret(..)
470             | hir::ExprKind::Block(..)
471             | hir::ExprKind::Assign(..)
472             | hir::ExprKind::AssignOp(..)
473             | hir::ExprKind::Struct(..)
474             | hir::ExprKind::Repeat(..)
475             | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
476             | hir::ExprKind::Box(..)
477             | hir::ExprKind::Type(..)
478             | hir::ExprKind::Err
479             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
480             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => {
481                 intravisit::walk_expr(self, expr);
482             }
483         }
484     }
485 }
486
487 // ______________________________________________________________________
488 // Computing liveness sets
489 //
490 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
491 // the same basic propagation framework in all cases.
492
493 const ACC_READ: u32 = 1;
494 const ACC_WRITE: u32 = 2;
495 const ACC_USE: u32 = 4;
496
497 struct Liveness<'a, 'tcx> {
498     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
499     typeck_results: &'a ty::TypeckResults<'tcx>,
500     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
501     closure_min_captures: Option<&'tcx RootVariableMinCaptureList<'tcx>>,
502     successors: IndexVec<LiveNode, Option<LiveNode>>,
503     rwu_table: rwu_table::RWUTable,
504
505     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
506     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
507     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
508     closure_ln: LiveNode,
509     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
510     /// by explicit return, panic, or other means.
511     exit_ln: LiveNode,
512
513     // mappings from loop node ID to LiveNode
514     // ("break" label should map to loop node ID,
515     // it probably doesn't now)
516     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
517     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
518 }
519
520 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
521     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
522         let typeck_results = ir.tcx.typeck(body_owner);
523         let param_env = ir.tcx.param_env(body_owner);
524         let closure_min_captures = typeck_results.closure_min_captures.get(&body_owner);
525         let closure_ln = ir.add_live_node(ClosureNode);
526         let exit_ln = ir.add_live_node(ExitNode);
527
528         let num_live_nodes = ir.lnks.len();
529         let num_vars = ir.var_kinds.len();
530
531         Liveness {
532             ir,
533             typeck_results,
534             param_env,
535             closure_min_captures,
536             successors: IndexVec::from_elem_n(None, num_live_nodes),
537             rwu_table: rwu_table::RWUTable::new(num_live_nodes, num_vars),
538             closure_ln,
539             exit_ln,
540             break_ln: Default::default(),
541             cont_ln: Default::default(),
542         }
543     }
544
545     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
546         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
547             Some(&ln) => ln,
548             None => {
549                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
550                 // above and the propagation code below; the two sets of
551                 // code have to agree about which AST nodes are worth
552                 // creating liveness nodes for.
553                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
554             }
555         }
556     }
557
558     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
559         self.ir.variable(hir_id, span)
560     }
561
562     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
563         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
564         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
565         // to be the "authoritative" set of ids.
566         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
567             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
568             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
569             self.init_from_succ(ln, succ);
570             self.define(ln, var);
571             succ = ln;
572         });
573         succ
574     }
575
576     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
577         self.rwu_table.get_reader(ln, var)
578     }
579
580     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
581     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
582         let successor = self.successors[ln].unwrap();
583         self.live_on_entry(successor, var)
584     }
585
586     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
587         self.rwu_table.get_used(ln, var)
588     }
589
590     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
591         self.rwu_table.get_writer(ln, var)
592     }
593
594     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
595         let successor = self.successors[ln].unwrap();
596         self.assigned_on_entry(successor, var)
597     }
598
599     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, mut test: F) -> io::Result<()>
600     where
601         F: FnMut(Variable) -> bool,
602     {
603         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
604             let var = Variable::from(var_idx);
605             if test(var) {
606                 write!(wr, " {:?}", var)?;
607             }
608         }
609         Ok(())
610     }
611
612     #[allow(unused_must_use)]
613     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
614         let mut wr = Vec::new();
615         {
616             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
617             write!(wr, "[{:?} of kind {:?} reads", ln, self.ir.lnks[ln]);
618             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_reader(ln, var));
619             write!(wr, "  writes");
620             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_writer(ln, var));
621             write!(wr, "  uses");
622             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_used(ln, var));
623
624             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln]);
625         }
626         String::from_utf8(wr).unwrap()
627     }
628
629     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
630         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
631         debug!(
632             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
633             {
634                 for ln_idx in 0..self.ir.lnks.len() {
635                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode::from(ln_idx)));
636                 }
637                 hir_id
638             },
639             entry_ln
640         );
641     }
642
643     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
644         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
645
646         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
647         // empty when created, and the sets only grow during iterations.
648     }
649
650     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
651         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
652         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
653         self.rwu_table.copy(ln, succ_ln);
654         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
655     }
656
657     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) -> bool {
658         if ln == succ_ln {
659             return false;
660         }
661
662         let changed = self.rwu_table.union(ln, succ_ln);
663         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, changed={})", ln, self.ln_str(succ_ln), changed);
664         changed
665     }
666
667     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
668     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
669     // this) so we just clear out all the data.
670     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
671         let used = self.rwu_table.get_used(writer, var);
672         self.rwu_table.set(writer, var, rwu_table::RWU { reader: false, writer: false, used });
673         debug!("{:?} defines {:?}: {}", writer, var, self.ln_str(writer));
674     }
675
676     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
677     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
678         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
679
680         let mut rwu = self.rwu_table.get(ln, var);
681
682         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
683             rwu.reader = false;
684             rwu.writer = true;
685         }
686
687         // Important: if we both read/write, must do read second
688         // or else the write will override.
689         if (acc & ACC_READ) != 0 {
690             rwu.reader = true;
691         }
692
693         if (acc & ACC_USE) != 0 {
694             rwu.used = true;
695         }
696
697         self.rwu_table.set(ln, var, rwu);
698     }
699
700     fn compute(&mut self, body: &hir::Body<'_>, hir_id: HirId) -> LiveNode {
701         debug!("compute: for body {:?}", body.id().hir_id);
702
703         // # Liveness of captured variables
704         //
705         // When computing the liveness for captured variables we take into
706         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
707         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
708         //
709         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
710         // from the closure.
711         //
712         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
713         // on exit since it is impossible to call the closure again.
714         //
715         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
716         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
717         // itself can access them on subsequent calls.
718
719         if let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures {
720             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
721             for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
722                 for captured_place in min_capture_list {
723                     match captured_place.info.capture_kind {
724                         ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
725                             let var = self.variable(
726                                 var_hir_id,
727                                 captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx),
728                             );
729                             self.acc(self.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
730                         }
731                         ty::UpvarCapture::ByValue => {}
732                     }
733                 }
734             }
735         }
736
737         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln);
738
739         if self.closure_min_captures.is_none() {
740             // Either not a closure, or closure without any captured variables.
741             // No need to determine liveness of captured variables, since there
742             // are none.
743             return succ;
744         }
745
746         let ty = self.typeck_results.node_type(hir_id);
747         match ty.kind() {
748             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
749                 ty::ClosureKind::Fn => {}
750                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
751                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
752             },
753             ty::Generator(..) => return succ,
754             _ => {
755                 span_bug!(
756                     body.value.span,
757                     "{} has upvars so it should have a closure type: {:?}",
758                     hir_id,
759                     ty
760                 );
761             }
762         };
763
764         // Propagate through calls to the closure.
765         loop {
766             self.init_from_succ(self.closure_ln, succ);
767             for param in body.params {
768                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
769                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
770                     self.define(self.closure_ln, var);
771                 })
772             }
773
774             if !self.merge_from_succ(self.exit_ln, self.closure_ln) {
775                 break;
776             }
777             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln));
778         }
779
780         succ
781     }
782
783     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
784         if blk.targeted_by_break {
785             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
786         }
787         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr, succ);
788         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
789     }
790
791     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
792         match stmt.kind {
793             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
794                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
795                 // there is an initializer. Initially I had thought to only mark
796                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
797                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
798                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
799                 // immutable variables defined in a loop:
800                 //     loop { let x; x = 5; }
801                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
802                 //
803                 // So now we just check that variables defined w/o an
804                 // initializer are not live at the point of their
805                 // initialization, which is mildly more complex than checking
806                 // once at the func header but otherwise equivalent.
807
808                 if let Some(els) = local.els {
809                     // Eventually, `let pat: ty = init else { els };` is mostly equivalent to
810                     // `let (bindings, ...) = match init { pat => (bindings, ...), _ => els };`
811                     // except that extended lifetime applies at the `init` location.
812                     //
813                     //       (e)
814                     //        |
815                     //        v
816                     //      (expr)
817                     //      /   \
818                     //     |     |
819                     //     v     v
820                     // bindings  els
821                     //     |
822                     //     v
823                     // ( succ )
824                     //
825                     if let Some(init) = local.init {
826                         let else_ln = self.propagate_through_block(els, succ);
827                         let ln = self.live_node(local.hir_id, local.span);
828                         self.init_from_succ(ln, succ);
829                         self.merge_from_succ(ln, else_ln);
830                         let succ = self.propagate_through_expr(init, ln);
831                         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
832                     } else {
833                         span_bug!(
834                             stmt.span,
835                             "variable is uninitialized but an unexpected else branch is found"
836                         )
837                     }
838                 } else {
839                     let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init, succ);
840                     self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
841                 }
842             }
843             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
844             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
845                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
846             }
847         }
848     }
849
850     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
851         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
852     }
853
854     fn propagate_through_opt_expr(
855         &mut self,
856         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
857         succ: LiveNode,
858     ) -> LiveNode {
859         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
860     }
861
862     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
863         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
864
865         match expr.kind {
866             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
867             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
868                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
869             }
870
871             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
872
873             hir::ExprKind::Closure { .. } => {
874                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
875
876                 // the construction of a closure itself is not important,
877                 // but we have to consider the closed over variables.
878                 let caps = self
879                     .ir
880                     .capture_info_map
881                     .get(&expr.hir_id)
882                     .cloned()
883                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
884
885                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
886                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
887                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
888                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
889                     cap.ln
890                 })
891             }
892
893             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
894                 let succ = self.propagate_through_expr(let_expr.init, succ);
895                 self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, succ)
896             }
897
898             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
899             // at the label ident
900             hir::ExprKind::Loop(ref blk, ..) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
901
902             hir::ExprKind::Yield(ref e, ..) => {
903                 let yield_ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
904                 self.init_from_succ(yield_ln, succ);
905                 self.merge_from_succ(yield_ln, self.exit_ln);
906                 self.propagate_through_expr(e, yield_ln)
907             }
908
909             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref else_opt) => {
910                 //
911                 //     (cond)
912                 //       |
913                 //       v
914                 //     (expr)
915                 //     /   \
916                 //    |     |
917                 //    v     v
918                 //  (then)(els)
919                 //    |     |
920                 //    v     v
921                 //   (  succ  )
922                 //
923                 let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(else_opt.as_deref(), succ);
924                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
925                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
926                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
927                 self.merge_from_succ(ln, then_ln);
928                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
929             }
930
931             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
932                 //
933                 //      (e)
934                 //       |
935                 //       v
936                 //     (expr)
937                 //     / | \
938                 //    |  |  |
939                 //    v  v  v
940                 //   (..arms..)
941                 //    |  |  |
942                 //    v  v  v
943                 //   (  succ  )
944                 //
945                 //
946                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
947                 self.init_empty(ln, succ);
948                 for arm in arms {
949                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
950
951                     let guard_succ = arm.guard.as_ref().map_or(body_succ, |g| match g {
952                         hir::Guard::If(e) => self.propagate_through_expr(e, body_succ),
953                         hir::Guard::IfLet(let_expr) => {
954                             let let_bind = self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, body_succ);
955                             self.propagate_through_expr(let_expr.init, let_bind)
956                         }
957                     });
958                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
959                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ);
960                 }
961                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
962             }
963
964             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
965                 // Ignore succ and subst exit_ln.
966                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_deref(), self.exit_ln)
967             }
968
969             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
970                 // Find which label this break jumps to
971                 let target = match label.target_id {
972                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
973                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
974                 }
975                 .cloned();
976
977                 // Now that we know the label we're going to,
978                 // look it up in the break loop nodes table
979
980                 match target {
981                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_deref(), b),
982                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
983                 }
984             }
985
986             hir::ExprKind::Continue(label) => {
987                 // Find which label this expr continues to
988                 let sc = label
989                     .target_id
990                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
991
992                 // Now that we know the label we're going to,
993                 // look it up in the continue loop nodes table
994                 self.cont_ln
995                     .get(&sc)
996                     .cloned()
997                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
998             }
999
1000             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
1001                 // see comment on places in
1002                 // propagate_through_place_components()
1003                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1004                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1005                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1006             }
1007
1008             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1009                 // an overloaded assign op is like a method call
1010                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
1011                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1012                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1013                 } else {
1014                     // see comment on places in
1015                     // propagate_through_place_components()
1016                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
1017                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1018                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1019                 }
1020             }
1021
1022             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1023             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1024
1025             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1026                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_deref(), succ);
1027                 fields
1028                     .iter()
1029                     .rev()
1030                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
1031             }
1032
1033             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1034                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1035                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1036                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1037             }
1038
1039             hir::ExprKind::MethodCall(.., receiver, ref args, _) => {
1040                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1041                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1042                 self.propagate_through_expr(receiver, succ)
1043             }
1044
1045             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1046
1047             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1048                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1049
1050                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1051                 self.init_from_succ(ln, succ);
1052                 self.merge_from_succ(ln, r_succ);
1053
1054                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1055             }
1056
1057             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1058                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1059                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1060             }
1061
1062             hir::ExprKind::Box(ref e)
1063             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1064             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1065             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1066             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1067             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1068             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1069
1070             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1071                 // Handle non-returning asm
1072                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1073                     self.exit_ln
1074                 } else {
1075                     succ
1076                 };
1077
1078                 // Do a first pass for writing outputs only
1079                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1080                     match op {
1081                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1082                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1083                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1084                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1085                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1086                             if let Some(expr) = expr {
1087                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1088                             }
1089                         }
1090                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1091                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1092                         }
1093                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1094                             if let Some(expr) = out_expr {
1095                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1096                             }
1097                         }
1098                     }
1099                 }
1100
1101                 // Then do a second pass for inputs
1102                 let mut succ = succ;
1103                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1104                     match op {
1105                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. } => {
1106                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1107                         }
1108                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1109                             if let Some(expr) = expr {
1110                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1111                             }
1112                         }
1113                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1114                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1115                         }
1116                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1117                             if let Some(expr) = out_expr {
1118                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1119                             }
1120                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1121                         }
1122                         hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1123                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1124                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1125                     }
1126                 }
1127                 succ
1128             }
1129
1130             hir::ExprKind::Lit(..)
1131             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1132             | hir::ExprKind::Err
1133             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1134             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1135
1136             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1137             // at the label ident
1138             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1139         }
1140     }
1141
1142     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1143         // # Places
1144         //
1145         // In general, the full flow graph structure for an
1146         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1147         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1148         // value" or not. A tracked value is basically a local
1149         // variable or argument.
1150         //
1151         // The two kinds of graphs are:
1152         //
1153         //    Tracked place          Untracked place
1154         // ----------------------++-----------------------
1155         //                       ||
1156         //         |             ||           |
1157         //         v             ||           v
1158         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1159         //         |             ||           |
1160         //         v             ||           v
1161         // (write of place)      ||   (place components)
1162         //         |             ||           |
1163         //         v             ||           v
1164         //      (succ)           ||        (succ)
1165         //                       ||
1166         // ----------------------++-----------------------
1167         //
1168         // I will cover the two cases in turn:
1169         //
1170         // # Tracked places
1171         //
1172         // A tracked place is a local variable/argument `x`. In
1173         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1174         // to node id of `x`. The `write_place()` routine generates
1175         // the contents of this node. There are no subcomponents to
1176         // consider.
1177         //
1178         // # Non-tracked places
1179         //
1180         // These are places like `x[5]` or `x.f`. In that case, we
1181         // basically ignore the value which is written to but generate
1182         // reads for the components---`x` in these two examples. The
1183         // components reads are generated by
1184         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1185         //
1186         // # Illegal places
1187         //
1188         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1189         // these errors are detected in the later pass borrowck. We
1190         // just ignore such cases and treat them as reads.
1191
1192         match expr.kind {
1193             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1194             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1195             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1196         }
1197     }
1198
1199     // see comment on propagate_through_place()
1200     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1201         match expr.kind {
1202             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1203                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1204             }
1205
1206             // We do not track other places, so just propagate through
1207             // to their subcomponents. Also, it may happen that
1208             // non-places occur here, because those are detected in the
1209             // later pass borrowck.
1210             _ => succ,
1211         }
1212     }
1213
1214     fn access_var(
1215         &mut self,
1216         hir_id: HirId,
1217         var_hid: HirId,
1218         succ: LiveNode,
1219         acc: u32,
1220         span: Span,
1221     ) -> LiveNode {
1222         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1223         if acc != 0 {
1224             self.init_from_succ(ln, succ);
1225             let var = self.variable(var_hid, span);
1226             self.acc(ln, var, acc);
1227         }
1228         ln
1229     }
1230
1231     fn access_path(
1232         &mut self,
1233         hir_id: HirId,
1234         path: &hir::Path<'_>,
1235         succ: LiveNode,
1236         acc: u32,
1237     ) -> LiveNode {
1238         match path.res {
1239             Res::Local(hid) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1240             _ => succ,
1241         }
1242     }
1243
1244     fn propagate_through_loop(
1245         &mut self,
1246         expr: &Expr<'_>,
1247         body: &hir::Block<'_>,
1248         succ: LiveNode,
1249     ) -> LiveNode {
1250         /*
1251         We model control flow like this:
1252
1253               (expr) <-+
1254                 |      |
1255                 v      |
1256               (body) --+
1257
1258         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1259         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1260         */
1261
1262         // first iteration:
1263         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1264         self.init_empty(ln, succ);
1265         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1266
1267         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1268
1269         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1270
1271         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1272
1273         // repeat until fixed point is reached:
1274         while self.merge_from_succ(ln, body_ln) {
1275             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1276         }
1277
1278         ln
1279     }
1280
1281     fn check_is_ty_uninhabited(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1282         let ty = self.typeck_results.expr_ty(expr);
1283         let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1284         if ty.is_inhabited_from(self.ir.tcx, m, self.param_env) {
1285             return succ;
1286         }
1287         match self.ir.lnks[succ] {
1288             LiveNodeKind::ExprNode(succ_span, succ_id) => {
1289                 self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "expression");
1290             }
1291             LiveNodeKind::VarDefNode(succ_span, succ_id) => {
1292                 self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "definition");
1293             }
1294             _ => {}
1295         };
1296         self.exit_ln
1297     }
1298
1299     fn warn_about_unreachable(
1300         &mut self,
1301         orig_span: Span,
1302         orig_ty: Ty<'tcx>,
1303         expr_span: Span,
1304         expr_id: HirId,
1305         descr: &str,
1306     ) {
1307         if !orig_ty.is_never() {
1308             // Unreachable code warnings are already emitted during type checking.
1309             // However, during type checking, full type information is being
1310             // calculated but not yet available, so the check for diverging
1311             // expressions due to uninhabited result types is pretty crude and
1312             // only checks whether ty.is_never(). Here, we have full type
1313             // information available and can issue warnings for less obviously
1314             // uninhabited types (e.g. empty enums). The check above is used so
1315             // that we do not emit the same warning twice if the uninhabited type
1316             // is indeed `!`.
1317
1318             let msg = format!("unreachable {}", descr);
1319             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1320                 lint::builtin::UNREACHABLE_CODE,
1321                 expr_id,
1322                 expr_span,
1323                 &msg,
1324                 |diag| {
1325                     diag.span_label(expr_span, &msg)
1326                         .span_label(orig_span, "any code following this expression is unreachable")
1327                         .span_note(
1328                             orig_span,
1329                             &format!(
1330                                 "this expression has type `{}`, which is uninhabited",
1331                                 orig_ty
1332                             ),
1333                         )
1334                 },
1335             );
1336         }
1337     }
1338 }
1339
1340 // _______________________________________________________________________
1341 // Checking for error conditions
1342
1343 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1344     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1345         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1346             if local.init.is_some() {
1347                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1348             }
1349         });
1350
1351         intravisit::walk_local(self, local);
1352     }
1353
1354     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1355         check_expr(self, ex);
1356         intravisit::walk_expr(self, ex);
1357     }
1358
1359     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1360         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, None, |_, _, _, _| {});
1361         intravisit::walk_arm(self, arm);
1362     }
1363 }
1364
1365 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1366     match expr.kind {
1367         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1368             this.check_place(&l);
1369         }
1370
1371         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1372             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1373                 this.check_place(&l);
1374             }
1375         }
1376
1377         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1378             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1379                 match op {
1380                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1381                         if let Some(expr) = expr {
1382                             this.check_place(expr);
1383                         }
1384                     }
1385                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1386                         this.check_place(expr);
1387                     }
1388                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1389                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1390                             this.check_place(out_expr);
1391                         }
1392                     }
1393                     _ => {}
1394                 }
1395             }
1396         }
1397
1398         hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
1399             this.check_unused_vars_in_pat(let_expr.pat, None, None, |_, _, _, _| {});
1400         }
1401
1402         // no correctness conditions related to liveness
1403         hir::ExprKind::Call(..)
1404         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1405         | hir::ExprKind::Match(..)
1406         | hir::ExprKind::Loop(..)
1407         | hir::ExprKind::Index(..)
1408         | hir::ExprKind::Field(..)
1409         | hir::ExprKind::Array(..)
1410         | hir::ExprKind::Tup(..)
1411         | hir::ExprKind::Binary(..)
1412         | hir::ExprKind::Cast(..)
1413         | hir::ExprKind::If(..)
1414         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1415         | hir::ExprKind::Unary(..)
1416         | hir::ExprKind::Ret(..)
1417         | hir::ExprKind::Break(..)
1418         | hir::ExprKind::Continue(..)
1419         | hir::ExprKind::Lit(_)
1420         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1421         | hir::ExprKind::Block(..)
1422         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1423         | hir::ExprKind::Struct(..)
1424         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1425         | hir::ExprKind::Closure { .. }
1426         | hir::ExprKind::Path(_)
1427         | hir::ExprKind::Yield(..)
1428         | hir::ExprKind::Box(..)
1429         | hir::ExprKind::Type(..)
1430         | hir::ExprKind::Err => {}
1431     }
1432 }
1433
1434 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1435     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1436         match expr.kind {
1437             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1438                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1439                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1440                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1441                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1442                     // as being used.
1443                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1444                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1445                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1446                 }
1447             }
1448             _ => {
1449                 // For other kinds of places, no checks are required,
1450                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1451                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1452             }
1453         }
1454     }
1455
1456     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1457         let name = self.ir.variable_name(var);
1458         if name == kw::Empty {
1459             return None;
1460         }
1461         let name = name.as_str();
1462         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1463             return None;
1464         }
1465         Some(name.to_owned())
1466     }
1467
1468     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1469         let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures else {
1470             return;
1471         };
1472
1473         // If closure_min_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1474         for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
1475             for captured_place in min_capture_list {
1476                 match captured_place.info.capture_kind {
1477                     ty::UpvarCapture::ByValue => {}
1478                     ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1479                 };
1480                 let span = captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx);
1481                 let var = self.variable(var_hir_id, span);
1482                 if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1483                     if !self.live_on_entry(entry_ln, var) {
1484                         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1485                             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1486                                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1487                                 var_hir_id,
1488                                 vec![span],
1489                                 format!("value captured by `{}` is never read", name),
1490                                 |lint| lint.help("did you mean to capture by reference instead?"),
1491                             );
1492                         }
1493                     }
1494                 } else {
1495                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1496                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1497                             lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1498                             var_hir_id,
1499                             vec![span],
1500                             format!("unused variable: `{}`", name),
1501                             |lint| lint.help("did you mean to capture by reference instead?"),
1502                         );
1503                     }
1504                 }
1505             }
1506         }
1507     }
1508
1509     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1510         for p in body.params {
1511             self.check_unused_vars_in_pat(
1512                 &p.pat,
1513                 Some(entry_ln),
1514                 Some(body),
1515                 |spans, hir_id, ln, var| {
1516                     if !self.live_on_entry(ln, var) {
1517                         self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1518                             format!("value passed to `{}` is never read", name)
1519                         });
1520                     }
1521                 },
1522             );
1523         }
1524     }
1525
1526     fn check_unused_vars_in_pat(
1527         &self,
1528         pat: &hir::Pat<'_>,
1529         entry_ln: Option<LiveNode>,
1530         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1531         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1532     ) {
1533         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1534         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1535         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1536         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1537         let mut vars: FxIndexMap<Symbol, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span, Span)>)> =
1538             <_>::default();
1539
1540         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1541             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1542             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1543             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp, ident.span);
1544             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1545                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1546                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1547         });
1548
1549         let can_remove = match pat.kind {
1550             hir::PatKind::Struct(_, fields, true) => {
1551                 // if all fields are shorthand, remove the struct field, otherwise, mark with _ as prefix
1552                 fields.iter().all(|f| f.is_shorthand)
1553             }
1554             _ => false,
1555         };
1556
1557         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1558             if self.used_on_entry(ln, var) {
1559                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1560                 let spans =
1561                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, _, ident_span)| ident_span).collect();
1562                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1563             } else {
1564                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var, can_remove, pat, opt_body);
1565             }
1566         }
1567     }
1568
1569     #[instrument(skip(self), level = "INFO")]
1570     fn report_unused(
1571         &self,
1572         hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span, Span)>,
1573         ln: LiveNode,
1574         var: Variable,
1575         can_remove: bool,
1576         pat: &hir::Pat<'_>,
1577         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1578     ) {
1579         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1580
1581         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1582             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1583             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1584             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1585             let is_assigned =
1586                 if ln == self.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var) };
1587
1588             if is_assigned {
1589                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1590                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1591                     first_hir_id,
1592                     hir_ids_and_spans
1593                         .into_iter()
1594                         .map(|(_, _, ident_span)| ident_span)
1595                         .collect::<Vec<_>>(),
1596                     format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name),
1597                     |lint| lint.note(&format!("consider using `_{}` instead", name)),
1598                 )
1599             } else if can_remove {
1600                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1601                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1602                     first_hir_id,
1603                     hir_ids_and_spans.iter().map(|(_, pat_span, _)| *pat_span).collect::<Vec<_>>(),
1604                     format!("unused variable: `{}`", name),
1605                     |lint| {
1606                         lint.multipart_suggestion(
1607                             "try removing the field",
1608                             hir_ids_and_spans
1609                                 .iter()
1610                                 .map(|(_, pat_span, _)| {
1611                                     let span = self
1612                                         .ir
1613                                         .tcx
1614                                         .sess
1615                                         .source_map()
1616                                         .span_extend_to_next_char(*pat_span, ',', true);
1617                                     (span.with_hi(BytePos(span.hi().0 + 1)), String::new())
1618                                 })
1619                                 .collect(),
1620                             Applicability::MachineApplicable,
1621                         )
1622                     },
1623                 );
1624             } else {
1625                 let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1626                     hir_ids_and_spans.iter().copied().partition(|(hir_id, _, ident_span)| {
1627                         let var = self.variable(*hir_id, *ident_span);
1628                         self.ir.variable_is_shorthand(var)
1629                     });
1630
1631                 // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1632                 // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1633                 // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1634                 if !shorthands.is_empty() {
1635                     let shorthands = shorthands
1636                         .into_iter()
1637                         .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, format!("{}: _", name)))
1638                         .chain(
1639                             non_shorthands
1640                                 .into_iter()
1641                                 .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, "_".to_string())),
1642                         )
1643                         .collect::<Vec<_>>();
1644
1645                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1646                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1647                         first_hir_id,
1648                         hir_ids_and_spans
1649                             .iter()
1650                             .map(|(_, pat_span, _)| *pat_span)
1651                             .collect::<Vec<_>>(),
1652                         format!("unused variable: `{}`", name),
1653                         |lint| {
1654                             lint.multipart_suggestion(
1655                                 "try ignoring the field",
1656                                 shorthands,
1657                                 Applicability::MachineApplicable,
1658                             )
1659                         },
1660                     );
1661                 } else {
1662                     let non_shorthands = non_shorthands
1663                         .into_iter()
1664                         .map(|(_, _, ident_span)| (ident_span, format!("_{}", name)))
1665                         .collect::<Vec<_>>();
1666
1667                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1668                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1669                         first_hir_id,
1670                         hir_ids_and_spans
1671                             .iter()
1672                             .map(|(_, _, ident_span)| *ident_span)
1673                             .collect::<Vec<_>>(),
1674                         format!("unused variable: `{}`", name),
1675                         |lint| {
1676                             if self.has_added_lit_match_name_span(&name, opt_body, lint) {
1677                                 lint.span_label(pat.span, "unused variable");
1678                             }
1679                             lint.multipart_suggestion(
1680                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1681                                 non_shorthands,
1682                                 Applicability::MachineApplicable,
1683                             )
1684                         },
1685                     );
1686                 }
1687             }
1688         }
1689     }
1690
1691     fn has_added_lit_match_name_span(
1692         &self,
1693         name: &str,
1694         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1695         err: &mut Diagnostic,
1696     ) -> bool {
1697         let mut has_litstring = false;
1698         let Some(opt_body) = opt_body else {return false;};
1699         let mut visitor = CollectLitsVisitor { lit_exprs: vec![] };
1700         intravisit::walk_body(&mut visitor, opt_body);
1701         for lit_expr in visitor.lit_exprs {
1702             let hir::ExprKind::Lit(litx) = &lit_expr.kind else { continue };
1703             let rustc_ast::LitKind::Str(syb, _) = litx.node else{ continue; };
1704             let name_str: &str = syb.as_str();
1705             let mut name_pa = String::from("{");
1706             name_pa.push_str(&name);
1707             name_pa.push('}');
1708             if name_str.contains(&name_pa) {
1709                 err.span_label(
1710                     lit_expr.span,
1711                     "you might have meant to use string interpolation in this string literal",
1712                 );
1713                 err.multipart_suggestion(
1714                     "string interpolation only works in `format!` invocations",
1715                     vec![
1716                         (lit_expr.span.shrink_to_lo(), "format!(".to_string()),
1717                         (lit_expr.span.shrink_to_hi(), ")".to_string()),
1718                     ],
1719                     Applicability::MachineApplicable,
1720                 );
1721                 has_litstring = true;
1722             }
1723         }
1724         has_litstring
1725     }
1726
1727     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1728         if !self.live_on_exit(ln, var) {
1729             self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1730                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1731             });
1732         }
1733     }
1734
1735     fn report_unused_assign(
1736         &self,
1737         hir_id: HirId,
1738         spans: Vec<Span>,
1739         var: Variable,
1740         message: impl Fn(&str) -> String,
1741     ) {
1742         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1743             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1744                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1745                 hir_id,
1746                 spans,
1747                 message(&name),
1748                 |lint| lint.help("maybe it is overwritten before being read?"),
1749             )
1750         }
1751     }
1752 }