]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
Rollup merge of #82374 - clehner:licenses, r=joshtriplett
[rust.git] / compiler / rustc_passes / src / liveness.rs
1 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST. Computes,
2 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
3 //! at a given point. Program execution points are identified by their
4 //! IDs.
5 //!
6 //! # Basic idea
7 //!
8 //! The basic model is that each local variable is assigned an index. We
9 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
10 //! index. The value in the vector is either 0, indicating the variable
11 //! is dead, or the ID of an expression that uses the variable.
12 //!
13 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order. If we
14 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables. If
15 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
16 //! variables. When we have to merge two flows, we take the union of
17 //! those two flows -- if the variable is live on both paths, we simply
18 //! pick one ID. In the event of loops, we continue doing this until a
19 //! fixed point is reached.
20 //!
21 //! ## Checking initialization
22 //!
23 //! At the function entry point, all variables must be dead. If this is
24 //! not the case, we can report an error using the ID found in the set of
25 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
26 //! dominated by an assignment.
27 //!
28 //! ## Checking moves
29 //!
30 //! After each explicit move, the variable must be dead.
31 //!
32 //! ## Computing last uses
33 //!
34 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
35 //! last use.
36 //!
37 //! # Implementation details
38 //!
39 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
40 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
41 //! enclosing function. On the way down the tree, it identifies those AST
42 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
43 //! and assigns them contiguous IDs. The liveness ID for an AST node is
44 //! called a `live_node` (it's a newtype'd `u32`) and the ID for a variable
45 //! is called a `variable` (another newtype'd `u32`).
46 //!
47 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
48 //! declaration we allocate a `liveness` instance. Now that we know
49 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
50 //! the various arrays that we will need to precisely the right size. We then
51 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
52 //!
53 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
54 //! methods. It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
55 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
56 //!
57 //! ## The `RWU` struct
58 //!
59 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
60 //! variable `V` (these are encapsulated in the `RWU` struct):
61 //!
62 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
63 //!    that `V` holds on entry to `N`. Formally: a node `M` such
64 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
65 //!    write `V`. If the `reader` is `None`, then the current
66 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
67 //!
68 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
69 //!    variable `V` and which is reachable from `N`. Formally: a node `M`
70 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
71 //!    `V`. If the `writer` is `None`, then there is no writer
72 //!    of `V` that follows `N`.
73 //!
74 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*. We
75 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
76 //!   is not just used to generate a new value. For example, `x += 1` is
77 //!   a read but not a use. This is used to generate better warnings.
78 //!
79 //! ## Special nodes and variables
80 //!
81 //! We generate various special nodes for various, well, special purposes.
82 //! These are described in the `Liveness` struct.
83
84 use self::LiveNodeKind::*;
85 use self::VarKind::*;
86
87 use rustc_ast::InlineAsmOptions;
88 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
89 use rustc_errors::Applicability;
90 use rustc_hir as hir;
91 use rustc_hir::def::*;
92 use rustc_hir::def_id::LocalDefId;
93 use rustc_hir::intravisit::{self, NestedVisitorMap, Visitor};
94 use rustc_hir::{Expr, HirId, HirIdMap, HirIdSet};
95 use rustc_index::vec::IndexVec;
96 use rustc_middle::hir::map::Map;
97 use rustc_middle::ty::query::Providers;
98 use rustc_middle::ty::{self, DefIdTree, RootVariableMinCaptureList, TyCtxt};
99 use rustc_session::lint;
100 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Symbol};
101 use rustc_span::Span;
102
103 use std::collections::VecDeque;
104 use std::io;
105 use std::io::prelude::*;
106 use std::rc::Rc;
107
108 mod rwu_table;
109
110 rustc_index::newtype_index! {
111     pub struct Variable {
112         DEBUG_FORMAT = "v({})",
113     }
114 }
115
116 rustc_index::newtype_index! {
117     pub struct LiveNode {
118         DEBUG_FORMAT = "ln({})",
119     }
120 }
121
122 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
123 enum LiveNodeKind {
124     UpvarNode(Span),
125     ExprNode(Span),
126     VarDefNode(Span),
127     ClosureNode,
128     ExitNode,
129 }
130
131 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
132     let sm = tcx.sess.source_map();
133     match lnk {
134         UpvarNode(s) => format!("Upvar node [{}]", sm.span_to_string(s)),
135         ExprNode(s) => format!("Expr node [{}]", sm.span_to_string(s)),
136         VarDefNode(s) => format!("Var def node [{}]", sm.span_to_string(s)),
137         ClosureNode => "Closure node".to_owned(),
138         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
139     }
140 }
141
142 fn check_mod_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: LocalDefId) {
143     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(module_def_id, &mut IrMaps::new(tcx).as_deep_visitor());
144 }
145
146 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
147     *providers = Providers { check_mod_liveness, ..*providers };
148 }
149
150 // ______________________________________________________________________
151 // Creating ir_maps
152 //
153 // This is the first pass and the one that drives the main
154 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
155 // we count for each function the number of variables as well as
156 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
157 // capture clause that does something of interest: either it has
158 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
159 //
160 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
161 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
162 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
163 // of live variables at each program point.
164 //
165 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
166 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
167 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
168 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
169 // variable must not be assigned if there is some successor
170 // assignment.  And so forth.
171
172 struct CaptureInfo {
173     ln: LiveNode,
174     var_hid: HirId,
175 }
176
177 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
178 struct LocalInfo {
179     id: HirId,
180     name: Symbol,
181     is_shorthand: bool,
182 }
183
184 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
185 enum VarKind {
186     Param(HirId, Symbol),
187     Local(LocalInfo),
188     Upvar(HirId, Symbol),
189 }
190
191 struct IrMaps<'tcx> {
192     tcx: TyCtxt<'tcx>,
193     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
194     variable_map: HirIdMap<Variable>,
195     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
196     var_kinds: IndexVec<Variable, VarKind>,
197     lnks: IndexVec<LiveNode, LiveNodeKind>,
198 }
199
200 impl IrMaps<'tcx> {
201     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'tcx> {
202         IrMaps {
203             tcx,
204             live_node_map: HirIdMap::default(),
205             variable_map: HirIdMap::default(),
206             capture_info_map: Default::default(),
207             var_kinds: IndexVec::new(),
208             lnks: IndexVec::new(),
209         }
210     }
211
212     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
213         let ln = self.lnks.push(lnk);
214
215         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
216
217         ln
218     }
219
220     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
221         let ln = self.add_live_node(lnk);
222         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
223
224         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
225     }
226
227     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
228         let v = self.var_kinds.push(vk);
229
230         match vk {
231             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
232                 self.variable_map.insert(node_id, v);
233             }
234         }
235
236         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
237
238         v
239     }
240
241     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
242         match self.variable_map.get(&hir_id) {
243             Some(&var) => var,
244             None => {
245                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
246             }
247         }
248     }
249
250     fn variable_name(&self, var: Variable) -> Symbol {
251         match self.var_kinds[var] {
252             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name,
253         }
254     }
255
256     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
257         match self.var_kinds[var] {
258             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
259             Param(..) | Upvar(..) => false,
260         }
261     }
262
263     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
264         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
265     }
266
267     fn add_from_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'tcx>) {
268         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
269         // (`x` rather than `x: x`).
270         let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
271         let mut pats = VecDeque::new();
272         pats.push_back(pat);
273         while let Some(pat) = pats.pop_front() {
274             use rustc_hir::PatKind::*;
275             match &pat.kind {
276                 Binding(.., inner_pat) => {
277                     pats.extend(inner_pat.iter());
278                 }
279                 Struct(_, fields, _) => {
280                     let ids = fields.iter().filter(|f| f.is_shorthand).map(|f| f.pat.hir_id);
281                     shorthand_field_ids.extend(ids);
282                 }
283                 Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
284                     pats.push_back(inner_pat);
285                 }
286                 TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
287                     pats.extend(inner_pats.iter());
288                 }
289                 Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
290                     pats.extend(pre_pats.iter());
291                     pats.extend(inner_pat.iter());
292                     pats.extend(post_pats.iter());
293                 }
294                 _ => {}
295             }
296         }
297
298         pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
299             self.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span));
300             self.add_variable(Local(LocalInfo {
301                 id: hir_id,
302                 name: ident.name,
303                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
304             }));
305         });
306     }
307 }
308
309 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
310     type Map = Map<'tcx>;
311
312     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
313         NestedVisitorMap::OnlyBodies(self.tcx.hir())
314     }
315
316     fn visit_body(&mut self, body: &'tcx hir::Body<'tcx>) {
317         debug!("visit_body {:?}", body.id());
318
319         // swap in a new set of IR maps for this body
320         let mut maps = IrMaps::new(self.tcx);
321         let hir_id = maps.tcx.hir().body_owner(body.id());
322         let local_def_id = maps.tcx.hir().local_def_id(hir_id);
323         let def_id = local_def_id.to_def_id();
324
325         // Don't run unused pass for #[derive()]
326         if let Some(parent) = self.tcx.parent(def_id) {
327             if let DefKind::Impl = self.tcx.def_kind(parent.expect_local()) {
328                 if self.tcx.has_attr(parent, sym::automatically_derived) {
329                     return;
330                 }
331             }
332         }
333
334         if let Some(captures) = maps.tcx.typeck(local_def_id).closure_min_captures.get(&def_id) {
335             for &var_hir_id in captures.keys() {
336                 let var_name = maps.tcx.hir().name(var_hir_id);
337                 maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
338             }
339         }
340
341         // gather up the various local variables, significant expressions,
342         // and so forth:
343         intravisit::walk_body(&mut maps, body);
344
345         // compute liveness
346         let mut lsets = Liveness::new(&mut maps, local_def_id);
347         let entry_ln = lsets.compute(&body, hir_id);
348         lsets.log_liveness(entry_ln, body.id().hir_id);
349
350         // check for various error conditions
351         lsets.visit_body(body);
352         lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
353         lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
354     }
355
356     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
357         self.add_from_pat(&local.pat);
358         intravisit::walk_local(self, local);
359     }
360
361     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
362         self.add_from_pat(&arm.pat);
363         if let Some(hir::Guard::IfLet(ref pat, _)) = arm.guard {
364             self.add_from_pat(pat);
365         }
366         intravisit::walk_arm(self, arm);
367     }
368
369     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
370         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
371             let var = match param.pat.kind {
372                 rustc_hir::PatKind::Struct(_, fields, _) => Local(LocalInfo {
373                     id: hir_id,
374                     name: ident.name,
375                     is_shorthand: fields
376                         .iter()
377                         .find(|f| f.ident == ident)
378                         .map_or(false, |f| f.is_shorthand),
379                 }),
380                 _ => Param(hir_id, ident.name),
381             };
382             self.add_variable(var);
383         });
384         intravisit::walk_param(self, param);
385     }
386
387     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
388         match expr.kind {
389             // live nodes required for uses or definitions of variables:
390             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
391                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
392                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
393                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
394                 }
395                 intravisit::walk_expr(self, expr);
396             }
397             hir::ExprKind::Closure(..) => {
398                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
399                 // breaks or continues)
400                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
401
402                 // Make a live_node for each captured variable, with the span
403                 // being the location that the variable is used.  This results
404                 // in better error messages than just pointing at the closure
405                 // construction site.
406                 let mut call_caps = Vec::new();
407                 let closure_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
408                 if let Some(captures) = self
409                     .tcx
410                     .typeck(closure_def_id)
411                     .closure_min_captures
412                     .get(&closure_def_id.to_def_id())
413                 {
414                     // If closure_min_captures is Some, upvars_mentioned must also be Some
415                     let upvars = self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id).unwrap();
416                     call_caps.extend(captures.keys().map(|var_id| {
417                         let upvar = upvars[var_id];
418                         let upvar_ln = self.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
419                         CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: *var_id }
420                     }));
421                 }
422                 self.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
423                 intravisit::walk_expr(self, expr);
424             }
425
426             // live nodes required for interesting control flow:
427             hir::ExprKind::If(..) | hir::ExprKind::Match(..) | hir::ExprKind::Loop(..) => {
428                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
429                 intravisit::walk_expr(self, expr);
430             }
431             hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
432                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
433                 intravisit::walk_expr(self, expr);
434             }
435
436             // otherwise, live nodes are not required:
437             hir::ExprKind::Index(..)
438             | hir::ExprKind::Field(..)
439             | hir::ExprKind::Array(..)
440             | hir::ExprKind::Call(..)
441             | hir::ExprKind::MethodCall(..)
442             | hir::ExprKind::Tup(..)
443             | hir::ExprKind::Binary(..)
444             | hir::ExprKind::AddrOf(..)
445             | hir::ExprKind::Cast(..)
446             | hir::ExprKind::DropTemps(..)
447             | hir::ExprKind::Unary(..)
448             | hir::ExprKind::Break(..)
449             | hir::ExprKind::Continue(_)
450             | hir::ExprKind::Lit(_)
451             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
452             | hir::ExprKind::Ret(..)
453             | hir::ExprKind::Block(..)
454             | hir::ExprKind::Assign(..)
455             | hir::ExprKind::AssignOp(..)
456             | hir::ExprKind::Struct(..)
457             | hir::ExprKind::Repeat(..)
458             | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
459             | hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(..)
460             | hir::ExprKind::Box(..)
461             | hir::ExprKind::Yield(..)
462             | hir::ExprKind::Type(..)
463             | hir::ExprKind::Err
464             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
465             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => {
466                 intravisit::walk_expr(self, expr);
467             }
468         }
469     }
470 }
471
472 // ______________________________________________________________________
473 // Computing liveness sets
474 //
475 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
476 // the same basic propagation framework in all cases.
477
478 const ACC_READ: u32 = 1;
479 const ACC_WRITE: u32 = 2;
480 const ACC_USE: u32 = 4;
481
482 struct Liveness<'a, 'tcx> {
483     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
484     typeck_results: &'a ty::TypeckResults<'tcx>,
485     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
486     upvars: Option<&'tcx FxIndexMap<hir::HirId, hir::Upvar>>,
487     closure_min_captures: Option<&'tcx RootVariableMinCaptureList<'tcx>>,
488     successors: IndexVec<LiveNode, Option<LiveNode>>,
489     rwu_table: rwu_table::RWUTable,
490
491     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
492     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
493     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
494     closure_ln: LiveNode,
495     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
496     /// by explicit return, panic, or other means.
497     exit_ln: LiveNode,
498
499     // mappings from loop node ID to LiveNode
500     // ("break" label should map to loop node ID,
501     // it probably doesn't now)
502     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
503     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
504 }
505
506 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
507     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
508         let typeck_results = ir.tcx.typeck(body_owner);
509         let param_env = ir.tcx.param_env(body_owner);
510         let upvars = ir.tcx.upvars_mentioned(body_owner);
511         let closure_min_captures = typeck_results.closure_min_captures.get(&body_owner.to_def_id());
512         let closure_ln = ir.add_live_node(ClosureNode);
513         let exit_ln = ir.add_live_node(ExitNode);
514
515         let num_live_nodes = ir.lnks.len();
516         let num_vars = ir.var_kinds.len();
517
518         Liveness {
519             ir,
520             typeck_results,
521             param_env,
522             upvars,
523             closure_min_captures,
524             successors: IndexVec::from_elem_n(None, num_live_nodes),
525             rwu_table: rwu_table::RWUTable::new(num_live_nodes, num_vars),
526             closure_ln,
527             exit_ln,
528             break_ln: Default::default(),
529             cont_ln: Default::default(),
530         }
531     }
532
533     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
534         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
535             Some(&ln) => ln,
536             None => {
537                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
538                 // above and the propagation code below; the two sets of
539                 // code have to agree about which AST nodes are worth
540                 // creating liveness nodes for.
541                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
542             }
543         }
544     }
545
546     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
547         self.ir.variable(hir_id, span)
548     }
549
550     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
551         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
552         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
553         // to be the "authoritative" set of ids.
554         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
555             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
556             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
557             self.init_from_succ(ln, succ);
558             self.define(ln, var);
559             succ = ln;
560         });
561         succ
562     }
563
564     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
565         self.rwu_table.get_reader(ln, var)
566     }
567
568     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
569     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
570         let successor = self.successors[ln].unwrap();
571         self.live_on_entry(successor, var)
572     }
573
574     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
575         self.rwu_table.get_used(ln, var)
576     }
577
578     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
579         self.rwu_table.get_writer(ln, var)
580     }
581
582     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
583         let successor = self.successors[ln].unwrap();
584         self.assigned_on_entry(successor, var)
585     }
586
587     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, mut test: F) -> io::Result<()>
588     where
589         F: FnMut(Variable) -> bool,
590     {
591         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
592             let var = Variable::from(var_idx);
593             if test(var) {
594                 write!(wr, " {:?}", var)?;
595             }
596         }
597         Ok(())
598     }
599
600     #[allow(unused_must_use)]
601     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
602         let mut wr = Vec::new();
603         {
604             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
605             write!(wr, "[{:?} of kind {:?} reads", ln, self.ir.lnks[ln]);
606             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_reader(ln, var));
607             write!(wr, "  writes");
608             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_writer(ln, var));
609             write!(wr, "  uses");
610             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_used(ln, var));
611
612             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln]);
613         }
614         String::from_utf8(wr).unwrap()
615     }
616
617     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
618         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
619         debug!(
620             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
621             {
622                 for ln_idx in 0..self.ir.lnks.len() {
623                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode::from(ln_idx)));
624                 }
625                 hir_id
626             },
627             entry_ln
628         );
629     }
630
631     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
632         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
633
634         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
635         // empty when created, and the sets only grow during iterations.
636     }
637
638     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
639         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
640         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
641         self.rwu_table.copy(ln, succ_ln);
642         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
643     }
644
645     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) -> bool {
646         if ln == succ_ln {
647             return false;
648         }
649
650         let changed = self.rwu_table.union(ln, succ_ln);
651         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, changed={})", ln, self.ln_str(succ_ln), changed);
652         changed
653     }
654
655     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
656     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
657     // this) so we just clear out all the data.
658     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
659         let used = self.rwu_table.get_used(writer, var);
660         self.rwu_table.set(writer, var, rwu_table::RWU { reader: false, writer: false, used });
661         debug!("{:?} defines {:?}: {}", writer, var, self.ln_str(writer));
662     }
663
664     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
665     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
666         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
667
668         let mut rwu = self.rwu_table.get(ln, var);
669
670         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
671             rwu.reader = false;
672             rwu.writer = true;
673         }
674
675         // Important: if we both read/write, must do read second
676         // or else the write will override.
677         if (acc & ACC_READ) != 0 {
678             rwu.reader = true;
679         }
680
681         if (acc & ACC_USE) != 0 {
682             rwu.used = true;
683         }
684
685         self.rwu_table.set(ln, var, rwu);
686     }
687
688     fn compute(&mut self, body: &hir::Body<'_>, hir_id: HirId) -> LiveNode {
689         debug!("compute: for body {:?}", body.id().hir_id);
690
691         // # Liveness of captured variables
692         //
693         // When computing the liveness for captured variables we take into
694         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
695         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
696         //
697         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
698         // from the closure.
699         //
700         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
701         // on exit since it is impossible to call the closure again.
702         //
703         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
704         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
705         // itself can access them on subsequent calls.
706
707         if let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures {
708             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
709             for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
710                 for captured_place in min_capture_list {
711                     match captured_place.info.capture_kind {
712                         ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
713                             let var = self.variable(
714                                 var_hir_id,
715                                 captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx),
716                             );
717                             self.acc(self.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
718                         }
719                         ty::UpvarCapture::ByValue(_) => {}
720                     }
721                 }
722             }
723         }
724
725         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln);
726
727         if self.closure_min_captures.is_none() {
728             // Either not a closure, or closure without any captured variables.
729             // No need to determine liveness of captured variables, since there
730             // are none.
731             return succ;
732         }
733
734         let ty = self.typeck_results.node_type(hir_id);
735         match ty.kind() {
736             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
737                 ty::ClosureKind::Fn => {}
738                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
739                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
740             },
741             ty::Generator(..) => return succ,
742             _ => {
743                 span_bug!(
744                     body.value.span,
745                     "{} has upvars so it should have a closure type: {:?}",
746                     hir_id,
747                     ty
748                 );
749             }
750         };
751
752         // Propagate through calls to the closure.
753         loop {
754             self.init_from_succ(self.closure_ln, succ);
755             for param in body.params {
756                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
757                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
758                     self.define(self.closure_ln, var);
759                 })
760             }
761
762             if !self.merge_from_succ(self.exit_ln, self.closure_ln) {
763                 break;
764             }
765             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln));
766         }
767
768         succ
769     }
770
771     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
772         if blk.targeted_by_break {
773             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
774         }
775         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_deref(), succ);
776         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
777     }
778
779     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
780         match stmt.kind {
781             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
782                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
783                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
784                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
785                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
786                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
787                 // immutable variables defined in a loop:
788                 //     loop { let x; x = 5; }
789                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
790                 //
791                 // So now we just check that variables defined w/o an
792                 // initializer are not live at the point of their
793                 // initialization, which is mildly more complex than checking
794                 // once at the func header but otherwise equivalent.
795
796                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_deref(), succ);
797                 self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
798             }
799             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
800             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
801                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
802             }
803         }
804     }
805
806     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
807         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
808     }
809
810     fn propagate_through_opt_expr(
811         &mut self,
812         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
813         succ: LiveNode,
814     ) -> LiveNode {
815         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
816     }
817
818     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
819         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
820
821         match expr.kind {
822             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
823             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
824                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
825             }
826
827             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
828
829             hir::ExprKind::Closure(..) => {
830                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
831
832                 // the construction of a closure itself is not important,
833                 // but we have to consider the closed over variables.
834                 let caps = self
835                     .ir
836                     .capture_info_map
837                     .get(&expr.hir_id)
838                     .cloned()
839                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
840
841                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
842                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
843                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
844                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
845                     cap.ln
846                 })
847             }
848
849             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
850             // at the label ident
851             hir::ExprKind::Loop(ref blk, ..) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
852
853             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref else_opt) => {
854                 //
855                 //     (cond)
856                 //       |
857                 //       v
858                 //     (expr)
859                 //     /   \
860                 //    |     |
861                 //    v     v
862                 //  (then)(els)
863                 //    |     |
864                 //    v     v
865                 //   (  succ  )
866                 //
867                 let else_ln =
868                     self.propagate_through_opt_expr(else_opt.as_ref().map(|e| &**e), succ);
869                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
870                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
871                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
872                 self.merge_from_succ(ln, then_ln);
873                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
874             }
875
876             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
877                 //
878                 //      (e)
879                 //       |
880                 //       v
881                 //     (expr)
882                 //     / | \
883                 //    |  |  |
884                 //    v  v  v
885                 //   (..arms..)
886                 //    |  |  |
887                 //    v  v  v
888                 //   (  succ  )
889                 //
890                 //
891                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
892                 self.init_empty(ln, succ);
893                 for arm in arms {
894                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
895
896                     let guard_succ = arm.guard.as_ref().map_or(body_succ, |g| match g {
897                         hir::Guard::If(e) => self.propagate_through_expr(e, body_succ),
898                         hir::Guard::IfLet(pat, e) => {
899                             let let_bind = self.define_bindings_in_pat(pat, body_succ);
900                             self.propagate_through_expr(e, let_bind)
901                         }
902                     });
903                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
904                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ);
905                 }
906                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
907             }
908
909             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
910                 // Ignore succ and subst exit_ln.
911                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), self.exit_ln)
912             }
913
914             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
915                 // Find which label this break jumps to
916                 let target = match label.target_id {
917                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
918                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
919                 }
920                 .cloned();
921
922                 // Now that we know the label we're going to,
923                 // look it up in the break loop nodes table
924
925                 match target {
926                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
927                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
928                 }
929             }
930
931             hir::ExprKind::Continue(label) => {
932                 // Find which label this expr continues to
933                 let sc = label
934                     .target_id
935                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
936
937                 // Now that we know the label we're going to,
938                 // look it up in the continue loop nodes table
939                 self.cont_ln
940                     .get(&sc)
941                     .cloned()
942                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
943             }
944
945             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
946                 // see comment on places in
947                 // propagate_through_place_components()
948                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
949                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
950                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
951             }
952
953             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
954                 // an overloaded assign op is like a method call
955                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
956                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
957                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
958                 } else {
959                     // see comment on places in
960                     // propagate_through_place_components()
961                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
962                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
963                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
964                 }
965             }
966
967             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
968             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
969
970             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
971                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
972                 fields
973                     .iter()
974                     .rev()
975                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
976             }
977
978             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
979                 let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
980                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(
981                     m,
982                     self.typeck_results.expr_ty(expr),
983                     self.param_env,
984                 ) {
985                     self.exit_ln
986                 } else {
987                     succ
988                 };
989                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
990                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
991             }
992
993             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args, _) => {
994                 let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
995                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(
996                     m,
997                     self.typeck_results.expr_ty(expr),
998                     self.param_env,
999                 ) {
1000                     self.exit_ln
1001                 } else {
1002                     succ
1003                 };
1004
1005                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1006             }
1007
1008             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1009
1010             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1011                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1012
1013                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1014                 self.init_from_succ(ln, succ);
1015                 self.merge_from_succ(ln, r_succ);
1016
1017                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1018             }
1019
1020             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1021                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1022                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1023             }
1024
1025             hir::ExprKind::Box(ref e)
1026             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1027             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1028             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1029             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1030             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1031             | hir::ExprKind::Yield(ref e, _)
1032             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1033
1034             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1035                 // Handle non-returning asm
1036                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1037                     self.exit_ln
1038                 } else {
1039                     succ
1040                 };
1041
1042                 // Do a first pass for writing outputs only
1043                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1044                     match op {
1045                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1046                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1047                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { .. } => {}
1048                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1049                             if let Some(expr) = expr {
1050                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1051                             }
1052                         }
1053                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1054                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1055                         }
1056                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1057                             if let Some(expr) = out_expr {
1058                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1059                             }
1060                         }
1061                     }
1062                 }
1063
1064                 // Then do a second pass for inputs
1065                 let mut succ = succ;
1066                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1067                     match op {
1068                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. }
1069                         | hir::InlineAsmOperand::Const { expr, .. }
1070                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { expr, .. } => {
1071                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1072                         }
1073                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1074                             if let Some(expr) = expr {
1075                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1076                             }
1077                         }
1078                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1079                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1080                         }
1081                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1082                             if let Some(expr) = out_expr {
1083                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1084                             }
1085                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1086                         }
1087                     }
1088                 }
1089                 succ
1090             }
1091
1092             hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1093                 let ia = &asm.inner;
1094                 let outputs = asm.outputs_exprs;
1095                 let inputs = asm.inputs_exprs;
1096                 let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1097                     // see comment on places
1098                     // in propagate_through_place_components()
1099                     if o.is_indirect {
1100                         self.propagate_through_expr(output, succ)
1101                     } else {
1102                         let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE | ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1103                         let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1104                         self.propagate_through_place_components(output, succ)
1105                     }
1106                 });
1107
1108                 // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1109                 self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1110             }
1111
1112             hir::ExprKind::Lit(..)
1113             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1114             | hir::ExprKind::Err
1115             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1116             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1117
1118             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1119             // at the label ident
1120             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1121         }
1122     }
1123
1124     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1125         // # Places
1126         //
1127         // In general, the full flow graph structure for an
1128         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1129         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1130         // value" or not. A tracked value is basically a local
1131         // variable or argument.
1132         //
1133         // The two kinds of graphs are:
1134         //
1135         //    Tracked place          Untracked place
1136         // ----------------------++-----------------------
1137         //                       ||
1138         //         |             ||           |
1139         //         v             ||           v
1140         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1141         //         |             ||           |
1142         //         v             ||           v
1143         // (write of place)     ||   (place components)
1144         //         |             ||           |
1145         //         v             ||           v
1146         //      (succ)           ||        (succ)
1147         //                       ||
1148         // ----------------------++-----------------------
1149         //
1150         // I will cover the two cases in turn:
1151         //
1152         // # Tracked places
1153         //
1154         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1155         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1156         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1157         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1158         // consider.
1159         //
1160         // # Non-tracked places
1161         //
1162         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1163         // basically ignore the value which is written to but generate
1164         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1165         // components reads are generated by
1166         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1167         //
1168         // # Illegal places
1169         //
1170         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1171         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1172         // just ignore such cases and treat them as reads.
1173
1174         match expr.kind {
1175             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1176             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1177             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1178         }
1179     }
1180
1181     // see comment on propagate_through_place()
1182     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1183         match expr.kind {
1184             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1185                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1186             }
1187
1188             // We do not track other places, so just propagate through
1189             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1190             // non-places occur here, because those are detected in the
1191             // later pass borrowck.
1192             _ => succ,
1193         }
1194     }
1195
1196     fn access_var(
1197         &mut self,
1198         hir_id: HirId,
1199         var_hid: HirId,
1200         succ: LiveNode,
1201         acc: u32,
1202         span: Span,
1203     ) -> LiveNode {
1204         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1205         if acc != 0 {
1206             self.init_from_succ(ln, succ);
1207             let var = self.variable(var_hid, span);
1208             self.acc(ln, var, acc);
1209         }
1210         ln
1211     }
1212
1213     fn access_path(
1214         &mut self,
1215         hir_id: HirId,
1216         path: &hir::Path<'_>,
1217         succ: LiveNode,
1218         acc: u32,
1219     ) -> LiveNode {
1220         match path.res {
1221             Res::Local(hid) => {
1222                 let in_upvars = self.upvars.map_or(false, |u| u.contains_key(&hid));
1223                 let in_captures = self.closure_min_captures.map_or(false, |c| c.contains_key(&hid));
1224
1225                 match (in_upvars, in_captures) {
1226                     (false, _) | (true, true) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1227                     (true, false) => {
1228                         // This case is possible when with RFC-2229, a wild pattern
1229                         // is used within a closure.
1230                         // eg: `let _ = x`. The closure doesn't capture x here,
1231                         // even though it's mentioned in the closure.
1232                         succ
1233                     }
1234                 }
1235             }
1236             _ => succ,
1237         }
1238     }
1239
1240     fn propagate_through_loop(
1241         &mut self,
1242         expr: &Expr<'_>,
1243         body: &hir::Block<'_>,
1244         succ: LiveNode,
1245     ) -> LiveNode {
1246         /*
1247         We model control flow like this:
1248
1249               (expr) <-+
1250                 |      |
1251                 v      |
1252               (body) --+
1253
1254         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1255         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1256         */
1257
1258         // first iteration:
1259         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1260         self.init_empty(ln, succ);
1261         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1262
1263         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1264
1265         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1266
1267         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1268
1269         // repeat until fixed point is reached:
1270         while self.merge_from_succ(ln, body_ln) {
1271             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1272         }
1273
1274         ln
1275     }
1276 }
1277
1278 // _______________________________________________________________________
1279 // Checking for error conditions
1280
1281 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1282     type Map = intravisit::ErasedMap<'tcx>;
1283
1284     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1285         NestedVisitorMap::None
1286     }
1287
1288     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1289         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1290             if local.init.is_some() {
1291                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1292             }
1293         });
1294
1295         intravisit::walk_local(self, local);
1296     }
1297
1298     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1299         check_expr(self, ex);
1300     }
1301
1302     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1303         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, |_, _, _, _| {});
1304         intravisit::walk_arm(self, arm);
1305     }
1306 }
1307
1308 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1309     match expr.kind {
1310         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1311             this.check_place(&l);
1312         }
1313
1314         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1315             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1316                 this.check_place(&l);
1317             }
1318         }
1319
1320         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1321             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1322                 match op {
1323                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1324                         if let Some(expr) = expr {
1325                             this.check_place(expr);
1326                         }
1327                     }
1328                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1329                         this.check_place(expr);
1330                     }
1331                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1332                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1333                             this.check_place(out_expr);
1334                         }
1335                     }
1336                     _ => {}
1337                 }
1338             }
1339         }
1340
1341         hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1342             for input in asm.inputs_exprs {
1343                 this.visit_expr(input);
1344             }
1345
1346             // Output operands must be places
1347             for (o, output) in asm.inner.outputs.iter().zip(asm.outputs_exprs) {
1348                 if !o.is_indirect {
1349                     this.check_place(output);
1350                 }
1351                 this.visit_expr(output);
1352             }
1353         }
1354
1355         // no correctness conditions related to liveness
1356         hir::ExprKind::Call(..)
1357         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1358         | hir::ExprKind::Match(..)
1359         | hir::ExprKind::Loop(..)
1360         | hir::ExprKind::Index(..)
1361         | hir::ExprKind::Field(..)
1362         | hir::ExprKind::Array(..)
1363         | hir::ExprKind::Tup(..)
1364         | hir::ExprKind::Binary(..)
1365         | hir::ExprKind::Cast(..)
1366         | hir::ExprKind::If(..)
1367         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1368         | hir::ExprKind::Unary(..)
1369         | hir::ExprKind::Ret(..)
1370         | hir::ExprKind::Break(..)
1371         | hir::ExprKind::Continue(..)
1372         | hir::ExprKind::Lit(_)
1373         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1374         | hir::ExprKind::Block(..)
1375         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1376         | hir::ExprKind::Struct(..)
1377         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1378         | hir::ExprKind::Closure(..)
1379         | hir::ExprKind::Path(_)
1380         | hir::ExprKind::Yield(..)
1381         | hir::ExprKind::Box(..)
1382         | hir::ExprKind::Type(..)
1383         | hir::ExprKind::Err => {}
1384     }
1385
1386     intravisit::walk_expr(this, expr);
1387 }
1388
1389 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1390     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1391         match expr.kind {
1392             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1393                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1394                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1395                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1396                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1397                     // as being used.
1398                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1399                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1400                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1401                 }
1402             }
1403             _ => {
1404                 // For other kinds of places, no checks are required,
1405                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1406                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1407             }
1408         }
1409     }
1410
1411     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1412         let name = self.ir.variable_name(var);
1413         if name == kw::Empty {
1414             return None;
1415         }
1416         let name: &str = &name.as_str();
1417         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1418             return None;
1419         }
1420         Some(name.to_owned())
1421     }
1422
1423     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1424         let closure_min_captures = match self.closure_min_captures {
1425             None => return,
1426             Some(closure_min_captures) => closure_min_captures,
1427         };
1428
1429         // If closure_min_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1430         for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
1431             for captured_place in min_capture_list {
1432                 match captured_place.info.capture_kind {
1433                     ty::UpvarCapture::ByValue(_) => {}
1434                     ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1435                 };
1436                 let span = captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx);
1437                 let var = self.variable(var_hir_id, span);
1438                 if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1439                     if !self.live_on_entry(entry_ln, var) {
1440                         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1441                             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1442                                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1443                                 var_hir_id,
1444                                 vec![span],
1445                                 |lint| {
1446                                     lint.build(&format!(
1447                                         "value captured by `{}` is never read",
1448                                         name
1449                                     ))
1450                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1451                                     .emit();
1452                                 },
1453                             );
1454                         }
1455                     }
1456                 } else {
1457                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1458                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1459                             lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1460                             var_hir_id,
1461                             vec![span],
1462                             |lint| {
1463                                 lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name))
1464                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1465                                     .emit();
1466                             },
1467                         );
1468                     }
1469                 }
1470             }
1471         }
1472     }
1473
1474     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1475         for p in body.params {
1476             self.check_unused_vars_in_pat(&p.pat, Some(entry_ln), |spans, hir_id, ln, var| {
1477                 if !self.live_on_entry(ln, var) {
1478                     self.report_unsed_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1479                         format!("value passed to `{}` is never read", name)
1480                     });
1481                 }
1482             });
1483         }
1484     }
1485
1486     fn check_unused_vars_in_pat(
1487         &self,
1488         pat: &hir::Pat<'_>,
1489         entry_ln: Option<LiveNode>,
1490         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1491     ) {
1492         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1493         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1494         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1495         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1496         let mut vars: FxIndexMap<Symbol, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span, Span)>)> =
1497             <_>::default();
1498
1499         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1500             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1501             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1502             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp, ident.span);
1503             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1504                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1505                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1506         });
1507
1508         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1509             if self.used_on_entry(ln, var) {
1510                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1511                 let spans =
1512                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, _, ident_span)| ident_span).collect();
1513                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1514             } else {
1515                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var);
1516             }
1517         }
1518     }
1519
1520     fn report_unused(
1521         &self,
1522         hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span, Span)>,
1523         ln: LiveNode,
1524         var: Variable,
1525     ) {
1526         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1527
1528         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1529             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1530             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1531             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1532             let is_assigned =
1533                 if ln == self.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var) };
1534
1535             if is_assigned {
1536                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1537                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1538                     first_hir_id,
1539                     hir_ids_and_spans
1540                         .into_iter()
1541                         .map(|(_, _, ident_span)| ident_span)
1542                         .collect::<Vec<_>>(),
1543                     |lint| {
1544                         lint.build(&format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name))
1545                             .note(&format!("consider using `_{}` instead", name))
1546                             .emit();
1547                     },
1548                 )
1549             } else {
1550                 let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1551                     hir_ids_and_spans.iter().copied().partition(|(hir_id, _, ident_span)| {
1552                         let var = self.variable(*hir_id, *ident_span);
1553                         self.ir.variable_is_shorthand(var)
1554                     });
1555
1556                 // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1557                 // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1558                 // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1559                 if !shorthands.is_empty() {
1560                     let shorthands = shorthands
1561                         .into_iter()
1562                         .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, format!("{}: _", name)))
1563                         .chain(
1564                             non_shorthands
1565                                 .into_iter()
1566                                 .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, "_".to_string())),
1567                         )
1568                         .collect::<Vec<_>>();
1569
1570                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1571                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1572                         first_hir_id,
1573                         hir_ids_and_spans
1574                             .iter()
1575                             .map(|(_, pat_span, _)| *pat_span)
1576                             .collect::<Vec<_>>(),
1577                         |lint| {
1578                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1579                             err.multipart_suggestion(
1580                                 "try ignoring the field",
1581                                 shorthands,
1582                                 Applicability::MachineApplicable,
1583                             );
1584                             err.emit()
1585                         },
1586                     );
1587                 } else {
1588                     let non_shorthands = non_shorthands
1589                         .into_iter()
1590                         .map(|(_, _, ident_span)| (ident_span, format!("_{}", name)))
1591                         .collect::<Vec<_>>();
1592
1593                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1594                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1595                         first_hir_id,
1596                         hir_ids_and_spans
1597                             .iter()
1598                             .map(|(_, _, ident_span)| *ident_span)
1599                             .collect::<Vec<_>>(),
1600                         |lint| {
1601                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1602                             err.multipart_suggestion(
1603                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1604                                 non_shorthands,
1605                                 Applicability::MachineApplicable,
1606                             );
1607                             err.emit()
1608                         },
1609                     );
1610                 }
1611             }
1612         }
1613     }
1614
1615     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1616         if !self.live_on_exit(ln, var) {
1617             self.report_unsed_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1618                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1619             });
1620         }
1621     }
1622
1623     fn report_unsed_assign(
1624         &self,
1625         hir_id: HirId,
1626         spans: Vec<Span>,
1627         var: Variable,
1628         message: impl Fn(&str) -> String,
1629     ) {
1630         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1631             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1632                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1633                 hir_id,
1634                 spans,
1635                 |lint| {
1636                     lint.build(&message(&name))
1637                         .help("maybe it is overwritten before being read?")
1638                         .emit();
1639                 },
1640             )
1641         }
1642     }
1643 }