]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
Auto merge of #79780 - camelid:use-summary_opts, r=GuillaumeGomez
[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, 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 rustc_index::newtype_index! {
109     pub struct Variable {
110         DEBUG_FORMAT = "v({})",
111     }
112 }
113
114 rustc_index::newtype_index! {
115     pub struct LiveNode {
116         DEBUG_FORMAT = "ln({})",
117     }
118 }
119
120 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
121 enum LiveNodeKind {
122     UpvarNode(Span),
123     ExprNode(Span),
124     VarDefNode(Span),
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_string(s)),
133         ExprNode(s) => format!("Expr node [{}]", sm.span_to_string(s)),
134         VarDefNode(s) => format!("Var def node [{}]", sm.span_to_string(s)),
135         ClosureNode => "Closure node".to_owned(),
136         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
137     }
138 }
139
140 fn check_mod_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: LocalDefId) {
141     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(module_def_id, &mut IrMaps::new(tcx).as_deep_visitor());
142 }
143
144 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
145     *providers = Providers { check_mod_liveness, ..*providers };
146 }
147
148 // ______________________________________________________________________
149 // Creating ir_maps
150 //
151 // This is the first pass and the one that drives the main
152 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
153 // we count for each function the number of variables as well as
154 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
155 // capture clause that does something of interest: either it has
156 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
157 //
158 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
159 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
160 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
161 // of live variables at each program point.
162 //
163 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
164 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
165 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
166 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
167 // variable must not be assigned if there is some successor
168 // assignment.  And so forth.
169
170 struct CaptureInfo {
171     ln: LiveNode,
172     var_hid: HirId,
173 }
174
175 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
176 struct LocalInfo {
177     id: HirId,
178     name: Symbol,
179     is_shorthand: bool,
180 }
181
182 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
183 enum VarKind {
184     Param(HirId, Symbol),
185     Local(LocalInfo),
186     Upvar(HirId, Symbol),
187 }
188
189 struct IrMaps<'tcx> {
190     tcx: TyCtxt<'tcx>,
191     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
192     variable_map: HirIdMap<Variable>,
193     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
194     var_kinds: IndexVec<Variable, VarKind>,
195     lnks: IndexVec<LiveNode, LiveNodeKind>,
196 }
197
198 impl IrMaps<'tcx> {
199     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'tcx> {
200         IrMaps {
201             tcx,
202             live_node_map: HirIdMap::default(),
203             variable_map: HirIdMap::default(),
204             capture_info_map: Default::default(),
205             var_kinds: IndexVec::new(),
206             lnks: IndexVec::new(),
207         }
208     }
209
210     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
211         let ln = self.lnks.push(lnk);
212
213         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
214
215         ln
216     }
217
218     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
219         let ln = self.add_live_node(lnk);
220         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
221
222         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
223     }
224
225     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
226         let v = self.var_kinds.push(vk);
227
228         match vk {
229             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
230                 self.variable_map.insert(node_id, v);
231             }
232         }
233
234         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
235
236         v
237     }
238
239     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
240         match self.variable_map.get(&hir_id) {
241             Some(&var) => var,
242             None => {
243                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
244             }
245         }
246     }
247
248     fn variable_name(&self, var: Variable) -> Symbol {
249         match self.var_kinds[var] {
250             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name,
251         }
252     }
253
254     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
255         match self.var_kinds[var] {
256             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
257             Param(..) | Upvar(..) => false,
258         }
259     }
260
261     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
262         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
263     }
264
265     fn add_from_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'tcx>) {
266         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
267         // (`x` rather than `x: x`).
268         let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
269         let mut pats = VecDeque::new();
270         pats.push_back(pat);
271         while let Some(pat) = pats.pop_front() {
272             use rustc_hir::PatKind::*;
273             match &pat.kind {
274                 Binding(.., inner_pat) => {
275                     pats.extend(inner_pat.iter());
276                 }
277                 Struct(_, fields, _) => {
278                     let ids = fields.iter().filter(|f| f.is_shorthand).map(|f| f.pat.hir_id);
279                     shorthand_field_ids.extend(ids);
280                 }
281                 Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
282                     pats.push_back(inner_pat);
283                 }
284                 TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
285                     pats.extend(inner_pats.iter());
286                 }
287                 Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
288                     pats.extend(pre_pats.iter());
289                     pats.extend(inner_pat.iter());
290                     pats.extend(post_pats.iter());
291                 }
292                 _ => {}
293             }
294         }
295
296         pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
297             self.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span));
298             self.add_variable(Local(LocalInfo {
299                 id: hir_id,
300                 name: ident.name,
301                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
302             }));
303         });
304     }
305 }
306
307 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
308     type Map = Map<'tcx>;
309
310     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
311         NestedVisitorMap::OnlyBodies(self.tcx.hir())
312     }
313
314     fn visit_body(&mut self, body: &'tcx hir::Body<'tcx>) {
315         debug!("visit_body {:?}", body.id());
316
317         // swap in a new set of IR maps for this body
318         let mut maps = IrMaps::new(self.tcx);
319         let hir_id = maps.tcx.hir().body_owner(body.id());
320         let local_def_id = maps.tcx.hir().local_def_id(hir_id);
321         let def_id = local_def_id.to_def_id();
322
323         // Don't run unused pass for #[derive()]
324         if let Some(parent) = self.tcx.parent(def_id) {
325             if let DefKind::Impl = self.tcx.def_kind(parent.expect_local()) {
326                 if self.tcx.has_attr(parent, sym::automatically_derived) {
327                     return;
328                 }
329             }
330         }
331
332         if let Some(captures) = maps.tcx.typeck(local_def_id).closure_captures.get(&def_id) {
333             for &var_hir_id in captures.keys() {
334                 let var_name = maps.tcx.hir().name(var_hir_id);
335                 maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
336             }
337         }
338
339         // gather up the various local variables, significant expressions,
340         // and so forth:
341         intravisit::walk_body(&mut maps, body);
342
343         // compute liveness
344         let mut lsets = Liveness::new(&mut maps, local_def_id);
345         let entry_ln = lsets.compute(&body, hir_id);
346         lsets.log_liveness(entry_ln, body.id().hir_id);
347
348         // check for various error conditions
349         lsets.visit_body(body);
350         lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
351         lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
352     }
353
354     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
355         self.add_from_pat(&local.pat);
356         intravisit::walk_local(self, local);
357     }
358
359     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
360         self.add_from_pat(&arm.pat);
361         intravisit::walk_arm(self, arm);
362     }
363
364     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
365         let is_shorthand = match param.pat.kind {
366             rustc_hir::PatKind::Struct(..) => true,
367             _ => false,
368         };
369         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
370             let var = if is_shorthand {
371                 Local(LocalInfo { id: hir_id, name: ident.name, is_shorthand: true })
372             } else {
373                 Param(hir_id, ident.name)
374             };
375             self.add_variable(var);
376         });
377         intravisit::walk_param(self, param);
378     }
379
380     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
381         match expr.kind {
382             // live nodes required for uses or definitions of variables:
383             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
384                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
385                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
386                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
387                 }
388                 intravisit::walk_expr(self, expr);
389             }
390             hir::ExprKind::Closure(..) => {
391                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
392                 // breaks or continues)
393                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
394
395                 // Make a live_node for each captured variable, with the span
396                 // being the location that the variable is used.  This results
397                 // in better error messages than just pointing at the closure
398                 // construction site.
399                 let mut call_caps = Vec::new();
400                 let closure_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
401                 if let Some(captures) = self
402                     .tcx
403                     .typeck(closure_def_id)
404                     .closure_captures
405                     .get(&closure_def_id.to_def_id())
406                 {
407                     // If closure captures is Some, upvars_mentioned must also be Some
408                     let upvars = self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id).unwrap();
409                     call_caps.extend(captures.keys().map(|var_id| {
410                         let upvar = upvars[var_id];
411                         let upvar_ln = self.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
412                         CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: *var_id }
413                     }));
414                 }
415                 self.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
416                 intravisit::walk_expr(self, expr);
417             }
418
419             // live nodes required for interesting control flow:
420             hir::ExprKind::Match(..) | hir::ExprKind::Loop(..) => {
421                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
422                 intravisit::walk_expr(self, expr);
423             }
424             hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
425                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
426                 intravisit::walk_expr(self, expr);
427             }
428
429             // otherwise, live nodes are not required:
430             hir::ExprKind::Index(..)
431             | hir::ExprKind::Field(..)
432             | hir::ExprKind::Array(..)
433             | hir::ExprKind::Call(..)
434             | hir::ExprKind::MethodCall(..)
435             | hir::ExprKind::Tup(..)
436             | hir::ExprKind::Binary(..)
437             | hir::ExprKind::AddrOf(..)
438             | hir::ExprKind::Cast(..)
439             | hir::ExprKind::DropTemps(..)
440             | hir::ExprKind::Unary(..)
441             | hir::ExprKind::Break(..)
442             | hir::ExprKind::Continue(_)
443             | hir::ExprKind::Lit(_)
444             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
445             | hir::ExprKind::Ret(..)
446             | hir::ExprKind::Block(..)
447             | hir::ExprKind::Assign(..)
448             | hir::ExprKind::AssignOp(..)
449             | hir::ExprKind::Struct(..)
450             | hir::ExprKind::Repeat(..)
451             | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
452             | hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(..)
453             | hir::ExprKind::Box(..)
454             | hir::ExprKind::Yield(..)
455             | hir::ExprKind::Type(..)
456             | hir::ExprKind::Err
457             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
458             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => {
459                 intravisit::walk_expr(self, expr);
460             }
461         }
462     }
463 }
464
465 // ______________________________________________________________________
466 // Computing liveness sets
467 //
468 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
469 // the same basic propagation framework in all cases.
470
471 #[derive(Clone, Copy)]
472 struct RWU {
473     reader: Option<LiveNode>,
474     writer: Option<LiveNode>,
475     used: bool,
476 }
477
478 /// Conceptually, this is like a `Vec<RWU>`. But the number of `RWU`s can get
479 /// very large, so it uses a more compact representation that takes advantage
480 /// of the fact that when the number of `RWU`s is large, most of them have an
481 /// invalid reader and an invalid writer.
482 struct RWUTable {
483     /// Each entry in `packed_rwus` is either INV_INV_FALSE, INV_INV_TRUE, or
484     /// an index into `unpacked_rwus`. In the common cases, this compacts the
485     /// 65 bits of data into 32; in the uncommon cases, it expands the 65 bits
486     /// in 96.
487     ///
488     /// More compact representations are possible -- e.g., use only 2 bits per
489     /// packed `RWU` and make the secondary table a HashMap that maps from
490     /// indices to `RWU`s -- but this one strikes a good balance between size
491     /// and speed.
492     packed_rwus: Vec<u32>,
493     unpacked_rwus: Vec<RWU>,
494 }
495
496 // A constant representing `RWU { reader: None; writer: None; used: false }`.
497 const INV_INV_FALSE: u32 = u32::MAX;
498
499 // A constant representing `RWU { reader: None; writer: None; used: true }`.
500 const INV_INV_TRUE: u32 = u32::MAX - 1;
501
502 impl RWUTable {
503     fn new(num_rwus: usize) -> RWUTable {
504         Self { packed_rwus: vec![INV_INV_FALSE; num_rwus], unpacked_rwus: vec![] }
505     }
506
507     fn get(&self, idx: usize) -> RWU {
508         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
509         match packed_rwu {
510             INV_INV_FALSE => RWU { reader: None, writer: None, used: false },
511             INV_INV_TRUE => RWU { reader: None, writer: None, used: true },
512             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize],
513         }
514     }
515
516     fn get_reader(&self, idx: usize) -> Option<LiveNode> {
517         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
518         match packed_rwu {
519             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => None,
520             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].reader,
521         }
522     }
523
524     fn get_writer(&self, idx: usize) -> Option<LiveNode> {
525         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
526         match packed_rwu {
527             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => None,
528             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].writer,
529         }
530     }
531
532     fn get_used(&self, idx: usize) -> bool {
533         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
534         match packed_rwu {
535             INV_INV_FALSE => false,
536             INV_INV_TRUE => true,
537             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].used,
538         }
539     }
540
541     #[inline]
542     fn copy_packed(&mut self, dst_idx: usize, src_idx: usize) {
543         self.packed_rwus[dst_idx] = self.packed_rwus[src_idx];
544     }
545
546     fn assign_unpacked(&mut self, idx: usize, rwu: RWU) {
547         if rwu.reader == None && rwu.writer == None {
548             // When we overwrite an indexing entry in `self.packed_rwus` with
549             // `INV_INV_{TRUE,FALSE}` we don't remove the corresponding entry
550             // from `self.unpacked_rwus`; it's not worth the effort, and we
551             // can't have entries shifting around anyway.
552             self.packed_rwus[idx] = if rwu.used { INV_INV_TRUE } else { INV_INV_FALSE }
553         } else {
554             // Add a new RWU to `unpacked_rwus` and make `packed_rwus[idx]`
555             // point to it.
556             self.packed_rwus[idx] = self.unpacked_rwus.len() as u32;
557             self.unpacked_rwus.push(rwu);
558         }
559     }
560
561     fn assign_inv_inv(&mut self, idx: usize) {
562         self.packed_rwus[idx] = if self.get_used(idx) { INV_INV_TRUE } else { INV_INV_FALSE };
563     }
564 }
565
566 const ACC_READ: u32 = 1;
567 const ACC_WRITE: u32 = 2;
568 const ACC_USE: u32 = 4;
569
570 struct Liveness<'a, 'tcx> {
571     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
572     body_owner: LocalDefId,
573     typeck_results: &'a ty::TypeckResults<'tcx>,
574     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
575     upvars: Option<&'tcx FxIndexMap<hir::HirId, hir::Upvar>>,
576     closure_captures: Option<&'tcx FxIndexMap<hir::HirId, ty::UpvarId>>,
577     successors: IndexVec<LiveNode, Option<LiveNode>>,
578     rwu_table: RWUTable,
579
580     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
581     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
582     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
583     closure_ln: LiveNode,
584     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
585     /// by explicit return, panic, or other means.
586     exit_ln: LiveNode,
587
588     // mappings from loop node ID to LiveNode
589     // ("break" label should map to loop node ID,
590     // it probably doesn't now)
591     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
592     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
593 }
594
595 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
596     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
597         let typeck_results = ir.tcx.typeck(body_owner);
598         let param_env = ir.tcx.param_env(body_owner);
599         let upvars = ir.tcx.upvars_mentioned(body_owner);
600         let closure_captures = typeck_results.closure_captures.get(&body_owner.to_def_id());
601
602         let closure_ln = ir.add_live_node(ClosureNode);
603         let exit_ln = ir.add_live_node(ExitNode);
604
605         let num_live_nodes = ir.lnks.len();
606         let num_vars = ir.var_kinds.len();
607
608         Liveness {
609             ir,
610             body_owner,
611             typeck_results,
612             param_env,
613             upvars,
614             closure_captures,
615             successors: IndexVec::from_elem_n(None, num_live_nodes),
616             rwu_table: RWUTable::new(num_live_nodes * num_vars),
617             closure_ln,
618             exit_ln,
619             break_ln: Default::default(),
620             cont_ln: Default::default(),
621         }
622     }
623
624     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
625         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
626             Some(&ln) => ln,
627             None => {
628                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
629                 // above and the propagation code below; the two sets of
630                 // code have to agree about which AST nodes are worth
631                 // creating liveness nodes for.
632                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
633             }
634         }
635     }
636
637     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
638         self.ir.variable(hir_id, span)
639     }
640
641     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
642         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
643         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
644         // to be the "authoritative" set of ids.
645         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
646             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
647             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
648             self.init_from_succ(ln, succ);
649             self.define(ln, var);
650             succ = ln;
651         });
652         succ
653     }
654
655     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
656         ln.index() * self.ir.var_kinds.len() + var.index()
657     }
658
659     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
660         if let Some(reader) = self.rwu_table.get_reader(self.idx(ln, var)) {
661             Some(self.ir.lnks[reader])
662         } else {
663             None
664         }
665     }
666
667     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
668     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
669         let successor = self.successors[ln].unwrap();
670         self.live_on_entry(successor, var)
671     }
672
673     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
674         self.rwu_table.get_used(self.idx(ln, var))
675     }
676
677     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
678         if let Some(writer) = self.rwu_table.get_writer(self.idx(ln, var)) {
679             Some(self.ir.lnks[writer])
680         } else {
681             None
682         }
683     }
684
685     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
686         let successor = self.successors[ln].unwrap();
687         self.assigned_on_entry(successor, var)
688     }
689
690     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F)
691     where
692         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
693     {
694         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable::from(0u32));
695         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable::from(0u32));
696         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
697             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
698         }
699     }
700
701     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, ln: LiveNode, mut test: F) -> io::Result<()>
702     where
703         F: FnMut(usize) -> bool,
704     {
705         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable::from(0u32));
706         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
707             let idx = node_base_idx + var_idx;
708             if test(idx) {
709                 write!(wr, " {:?}", Variable::from(var_idx))?;
710             }
711         }
712         Ok(())
713     }
714
715     #[allow(unused_must_use)]
716     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
717         let mut wr = Vec::new();
718         {
719             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
720             write!(wr, "[{:?} of kind {:?} reads", ln, self.ir.lnks[ln]);
721             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_reader(idx).is_some());
722             write!(wr, "  writes");
723             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_writer(idx).is_some());
724             write!(wr, "  uses");
725             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_used(idx));
726
727             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln]);
728         }
729         String::from_utf8(wr).unwrap()
730     }
731
732     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
733         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
734         debug!(
735             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
736             {
737                 for ln_idx in 0..self.ir.lnks.len() {
738                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode::from(ln_idx)));
739                 }
740                 hir_id
741             },
742             entry_ln
743         );
744     }
745
746     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
747         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
748
749         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
750         // set to INV_INV_FALSE when they are created, and the sets only grow
751         // during iterations.
752     }
753
754     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
755         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
756         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
757
758         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
759             this.rwu_table.copy_packed(idx, succ_idx);
760         });
761         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
762     }
763
764     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, first_merge: bool) -> bool {
765         if ln == succ_ln {
766             return false;
767         }
768
769         let mut any_changed = false;
770         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
771             // This is a special case, pulled out from the code below, where we
772             // don't have to do anything. It occurs about 60-70% of the time.
773             if this.rwu_table.packed_rwus[succ_idx] == INV_INV_FALSE {
774                 return;
775             }
776
777             let mut changed = false;
778             let mut rwu = this.rwu_table.get(idx);
779             let succ_rwu = this.rwu_table.get(succ_idx);
780             if succ_rwu.reader.is_some() && rwu.reader.is_none() {
781                 rwu.reader = succ_rwu.reader;
782                 changed = true
783             }
784
785             if succ_rwu.writer.is_some() && rwu.writer.is_none() {
786                 rwu.writer = succ_rwu.writer;
787                 changed = true
788             }
789
790             if succ_rwu.used && !rwu.used {
791                 rwu.used = true;
792                 changed = true;
793             }
794
795             if changed {
796                 this.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
797                 any_changed = true;
798             }
799         });
800
801         debug!(
802             "merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
803             ln,
804             self.ln_str(succ_ln),
805             first_merge,
806             any_changed
807         );
808         any_changed
809     }
810
811     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
812     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
813     // this) so we just clear out all the data.
814     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
815         let idx = self.idx(writer, var);
816         self.rwu_table.assign_inv_inv(idx);
817
818         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var, idx, self.ln_str(writer));
819     }
820
821     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
822     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
823         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
824
825         let idx = self.idx(ln, var);
826         let mut rwu = self.rwu_table.get(idx);
827
828         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
829             rwu.reader = None;
830             rwu.writer = Some(ln);
831         }
832
833         // Important: if we both read/write, must do read second
834         // or else the write will override.
835         if (acc & ACC_READ) != 0 {
836             rwu.reader = Some(ln);
837         }
838
839         if (acc & ACC_USE) != 0 {
840             rwu.used = true;
841         }
842
843         self.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
844     }
845
846     fn compute(&mut self, body: &hir::Body<'_>, hir_id: HirId) -> LiveNode {
847         debug!("compute: for body {:?}", body.id().hir_id);
848
849         // # Liveness of captured variables
850         //
851         // When computing the liveness for captured variables we take into
852         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
853         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
854         //
855         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
856         // from the closure.
857         //
858         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
859         // on exit since it is impossible to call the closure again.
860         //
861         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
862         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
863         // itself can access them on subsequent calls.
864
865         if let Some(closure_captures) = self.closure_captures {
866             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
867             // Since closure_captures is Some, upvars must exists too.
868             let upvars = self.upvars.unwrap();
869             for (&var_hir_id, upvar_id) in closure_captures {
870                 let upvar = upvars[&var_hir_id];
871                 match self.typeck_results.upvar_capture(*upvar_id) {
872                     ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
873                         let var = self.variable(var_hir_id, upvar.span);
874                         self.acc(self.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
875                     }
876                     ty::UpvarCapture::ByValue(_) => {}
877                 }
878             }
879         }
880
881         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln);
882
883         if self.closure_captures.is_none() {
884             // Either not a closure, or closure without any captured variables.
885             // No need to determine liveness of captured variables, since there
886             // are none.
887             return succ;
888         }
889
890         let ty = self.typeck_results.node_type(hir_id);
891         match ty.kind() {
892             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
893                 ty::ClosureKind::Fn => {}
894                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
895                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
896             },
897             ty::Generator(..) => return succ,
898             _ => {
899                 span_bug!(
900                     body.value.span,
901                     "{} has upvars so it should have a closure type: {:?}",
902                     hir_id,
903                     ty
904                 );
905             }
906         };
907
908         // Propagate through calls to the closure.
909         let mut first_merge = true;
910         loop {
911             self.init_from_succ(self.closure_ln, succ);
912             for param in body.params {
913                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
914                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
915                     self.define(self.closure_ln, var);
916                 })
917             }
918
919             if !self.merge_from_succ(self.exit_ln, self.closure_ln, first_merge) {
920                 break;
921             }
922             first_merge = false;
923             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln));
924         }
925
926         succ
927     }
928
929     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
930         if blk.targeted_by_break {
931             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
932         }
933         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_deref(), succ);
934         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
935     }
936
937     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
938         match stmt.kind {
939             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
940                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
941                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
942                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
943                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
944                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
945                 // immutable variables defined in a loop:
946                 //     loop { let x; x = 5; }
947                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
948                 //
949                 // So now we just check that variables defined w/o an
950                 // initializer are not live at the point of their
951                 // initialization, which is mildly more complex than checking
952                 // once at the func header but otherwise equivalent.
953
954                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_deref(), succ);
955                 self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
956             }
957             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
958             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
959                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
960             }
961         }
962     }
963
964     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
965         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
966     }
967
968     fn propagate_through_opt_expr(
969         &mut self,
970         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
971         succ: LiveNode,
972     ) -> LiveNode {
973         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
974     }
975
976     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
977         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
978
979         match expr.kind {
980             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
981             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
982                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
983             }
984
985             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
986
987             hir::ExprKind::Closure(..) => {
988                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
989
990                 // the construction of a closure itself is not important,
991                 // but we have to consider the closed over variables.
992                 let caps = self
993                     .ir
994                     .capture_info_map
995                     .get(&expr.hir_id)
996                     .cloned()
997                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
998
999                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
1000                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
1001                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
1002                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
1003                     cap.ln
1004                 })
1005             }
1006
1007             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1008             // at the label ident
1009             hir::ExprKind::Loop(ref blk, _, _) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
1010
1011             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
1012                 //
1013                 //      (e)
1014                 //       |
1015                 //       v
1016                 //     (expr)
1017                 //     / | \
1018                 //    |  |  |
1019                 //    v  v  v
1020                 //   (..arms..)
1021                 //    |  |  |
1022                 //    v  v  v
1023                 //   (  succ  )
1024                 //
1025                 //
1026                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1027                 self.init_empty(ln, succ);
1028                 let mut first_merge = true;
1029                 for arm in arms {
1030                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1031
1032                     let guard_succ = self.propagate_through_opt_expr(
1033                         arm.guard.as_ref().map(|hir::Guard::If(e)| *e),
1034                         body_succ,
1035                     );
1036                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
1037                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1038                     first_merge = false;
1039                 }
1040                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
1041             }
1042
1043             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
1044                 // Ignore succ and subst exit_ln.
1045                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), self.exit_ln)
1046             }
1047
1048             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
1049                 // Find which label this break jumps to
1050                 let target = match label.target_id {
1051                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
1052                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1053                 }
1054                 .cloned();
1055
1056                 // Now that we know the label we're going to,
1057                 // look it up in the break loop nodes table
1058
1059                 match target {
1060                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
1061                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
1062                 }
1063             }
1064
1065             hir::ExprKind::Continue(label) => {
1066                 // Find which label this expr continues to
1067                 let sc = label
1068                     .target_id
1069                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
1070
1071                 // Now that we know the label we're going to,
1072                 // look it up in the continue loop nodes table
1073                 self.cont_ln
1074                     .get(&sc)
1075                     .cloned()
1076                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
1077             }
1078
1079             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
1080                 // see comment on places in
1081                 // propagate_through_place_components()
1082                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1083                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1084                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1085             }
1086
1087             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1088                 // an overloaded assign op is like a method call
1089                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
1090                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1091                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1092                 } else {
1093                     // see comment on places in
1094                     // propagate_through_place_components()
1095                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
1096                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1097                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1098                 }
1099             }
1100
1101             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1102             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1103
1104             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1105                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1106                 fields
1107                     .iter()
1108                     .rev()
1109                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
1110             }
1111
1112             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1113                 let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1114                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(
1115                     m,
1116                     self.typeck_results.expr_ty(expr),
1117                     self.param_env,
1118                 ) {
1119                     self.exit_ln
1120                 } else {
1121                     succ
1122                 };
1123                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1124                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1125             }
1126
1127             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args, _) => {
1128                 let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1129                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(
1130                     m,
1131                     self.typeck_results.expr_ty(expr),
1132                     self.param_env,
1133                 ) {
1134                     self.exit_ln
1135                 } else {
1136                     succ
1137                 };
1138
1139                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1140             }
1141
1142             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1143
1144             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1145                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1146
1147                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1148                 self.init_from_succ(ln, succ);
1149                 self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1150
1151                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1152             }
1153
1154             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1155                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1156                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1157             }
1158
1159             hir::ExprKind::Box(ref e)
1160             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1161             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1162             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1163             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1164             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1165             | hir::ExprKind::Yield(ref e, _)
1166             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1167
1168             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1169                 // Handle non-returning asm
1170                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1171                     self.exit_ln
1172                 } else {
1173                     succ
1174                 };
1175
1176                 // Do a first pass for writing outputs only
1177                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1178                     match op {
1179                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1180                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1181                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { .. } => {}
1182                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1183                             if let Some(expr) = expr {
1184                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1185                             }
1186                         }
1187                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1188                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1189                         }
1190                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1191                             if let Some(expr) = out_expr {
1192                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1193                             }
1194                         }
1195                     }
1196                 }
1197
1198                 // Then do a second pass for inputs
1199                 let mut succ = succ;
1200                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1201                     match op {
1202                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. }
1203                         | hir::InlineAsmOperand::Const { expr, .. }
1204                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { expr, .. } => {
1205                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1206                         }
1207                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1208                             if let Some(expr) = expr {
1209                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1210                             }
1211                         }
1212                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1213                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1214                         }
1215                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1216                             if let Some(expr) = out_expr {
1217                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1218                             }
1219                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1220                         }
1221                     }
1222                 }
1223                 succ
1224             }
1225
1226             hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1227                 let ia = &asm.inner;
1228                 let outputs = asm.outputs_exprs;
1229                 let inputs = asm.inputs_exprs;
1230                 let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1231                     // see comment on places
1232                     // in propagate_through_place_components()
1233                     if o.is_indirect {
1234                         self.propagate_through_expr(output, succ)
1235                     } else {
1236                         let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE | ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1237                         let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1238                         self.propagate_through_place_components(output, succ)
1239                     }
1240                 });
1241
1242                 // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1243                 self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1244             }
1245
1246             hir::ExprKind::Lit(..)
1247             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1248             | hir::ExprKind::Err
1249             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1250             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1251
1252             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1253             // at the label ident
1254             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1255         }
1256     }
1257
1258     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1259         // # Places
1260         //
1261         // In general, the full flow graph structure for an
1262         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1263         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1264         // value" or not. A tracked value is basically a local
1265         // variable or argument.
1266         //
1267         // The two kinds of graphs are:
1268         //
1269         //    Tracked place          Untracked place
1270         // ----------------------++-----------------------
1271         //                       ||
1272         //         |             ||           |
1273         //         v             ||           v
1274         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1275         //         |             ||           |
1276         //         v             ||           v
1277         // (write of place)     ||   (place components)
1278         //         |             ||           |
1279         //         v             ||           v
1280         //      (succ)           ||        (succ)
1281         //                       ||
1282         // ----------------------++-----------------------
1283         //
1284         // I will cover the two cases in turn:
1285         //
1286         // # Tracked places
1287         //
1288         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1289         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1290         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1291         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1292         // consider.
1293         //
1294         // # Non-tracked places
1295         //
1296         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1297         // basically ignore the value which is written to but generate
1298         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1299         // components reads are generated by
1300         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1301         //
1302         // # Illegal places
1303         //
1304         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1305         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1306         // just ignore such cases and treat them as reads.
1307
1308         match expr.kind {
1309             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1310             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1311             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1312         }
1313     }
1314
1315     // see comment on propagate_through_place()
1316     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1317         match expr.kind {
1318             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1319                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1320             }
1321
1322             // We do not track other places, so just propagate through
1323             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1324             // non-places occur here, because those are detected in the
1325             // later pass borrowck.
1326             _ => succ,
1327         }
1328     }
1329
1330     fn access_var(
1331         &mut self,
1332         hir_id: HirId,
1333         var_hid: HirId,
1334         succ: LiveNode,
1335         acc: u32,
1336         span: Span,
1337     ) -> LiveNode {
1338         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1339         if acc != 0 {
1340             self.init_from_succ(ln, succ);
1341             let var = self.variable(var_hid, span);
1342             self.acc(ln, var, acc);
1343         }
1344         ln
1345     }
1346
1347     fn access_path(
1348         &mut self,
1349         hir_id: HirId,
1350         path: &hir::Path<'_>,
1351         succ: LiveNode,
1352         acc: u32,
1353     ) -> LiveNode {
1354         match path.res {
1355             Res::Local(hid) => {
1356                 let in_upvars = self.upvars.map_or(false, |u| u.contains_key(&hid));
1357                 let in_captures = self.closure_captures.map_or(false, |c| c.contains_key(&hid));
1358
1359                 match (in_upvars, in_captures) {
1360                     (false, _) | (true, true) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1361                     (true, false) => {
1362                         // This case is possible when with RFC-2229, a wild pattern
1363                         // is used within a closure.
1364                         // eg: `let _ = x`. The closure doesn't capture x here,
1365                         // even though it's mentioned in the closure.
1366                         succ
1367                     }
1368                 }
1369             }
1370             _ => succ,
1371         }
1372     }
1373
1374     fn propagate_through_loop(
1375         &mut self,
1376         expr: &Expr<'_>,
1377         body: &hir::Block<'_>,
1378         succ: LiveNode,
1379     ) -> LiveNode {
1380         /*
1381         We model control flow like this:
1382
1383               (expr) <-+
1384                 |      |
1385                 v      |
1386               (body) --+
1387
1388         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1389         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1390         */
1391
1392         // first iteration:
1393         let mut first_merge = true;
1394         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1395         self.init_empty(ln, succ);
1396         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1397
1398         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1399
1400         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1401
1402         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1403
1404         // repeat until fixed point is reached:
1405         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1406             first_merge = false;
1407             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1408         }
1409
1410         ln
1411     }
1412 }
1413
1414 // _______________________________________________________________________
1415 // Checking for error conditions
1416
1417 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1418     type Map = intravisit::ErasedMap<'tcx>;
1419
1420     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1421         NestedVisitorMap::None
1422     }
1423
1424     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1425         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1426             if local.init.is_some() {
1427                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1428             }
1429         });
1430
1431         intravisit::walk_local(self, local);
1432     }
1433
1434     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1435         check_expr(self, ex);
1436     }
1437
1438     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1439         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, |_, _, _, _| {});
1440         intravisit::walk_arm(self, arm);
1441     }
1442 }
1443
1444 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1445     match expr.kind {
1446         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1447             this.check_place(&l);
1448         }
1449
1450         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1451             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1452                 this.check_place(&l);
1453             }
1454         }
1455
1456         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1457             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1458                 match op {
1459                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1460                         if let Some(expr) = expr {
1461                             this.check_place(expr);
1462                         }
1463                     }
1464                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1465                         this.check_place(expr);
1466                     }
1467                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1468                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1469                             this.check_place(out_expr);
1470                         }
1471                     }
1472                     _ => {}
1473                 }
1474             }
1475         }
1476
1477         hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1478             for input in asm.inputs_exprs {
1479                 this.visit_expr(input);
1480             }
1481
1482             // Output operands must be places
1483             for (o, output) in asm.inner.outputs.iter().zip(asm.outputs_exprs) {
1484                 if !o.is_indirect {
1485                     this.check_place(output);
1486                 }
1487                 this.visit_expr(output);
1488             }
1489         }
1490
1491         // no correctness conditions related to liveness
1492         hir::ExprKind::Call(..)
1493         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1494         | hir::ExprKind::Match(..)
1495         | hir::ExprKind::Loop(..)
1496         | hir::ExprKind::Index(..)
1497         | hir::ExprKind::Field(..)
1498         | hir::ExprKind::Array(..)
1499         | hir::ExprKind::Tup(..)
1500         | hir::ExprKind::Binary(..)
1501         | hir::ExprKind::Cast(..)
1502         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1503         | hir::ExprKind::Unary(..)
1504         | hir::ExprKind::Ret(..)
1505         | hir::ExprKind::Break(..)
1506         | hir::ExprKind::Continue(..)
1507         | hir::ExprKind::Lit(_)
1508         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1509         | hir::ExprKind::Block(..)
1510         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1511         | hir::ExprKind::Struct(..)
1512         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1513         | hir::ExprKind::Closure(..)
1514         | hir::ExprKind::Path(_)
1515         | hir::ExprKind::Yield(..)
1516         | hir::ExprKind::Box(..)
1517         | hir::ExprKind::Type(..)
1518         | hir::ExprKind::Err => {}
1519     }
1520
1521     intravisit::walk_expr(this, expr);
1522 }
1523
1524 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1525     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1526         match expr.kind {
1527             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1528                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1529                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1530                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1531                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1532                     // as being used.
1533                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1534                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1535                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1536                 }
1537             }
1538             _ => {
1539                 // For other kinds of places, no checks are required,
1540                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1541                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1542             }
1543         }
1544     }
1545
1546     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1547         let name = self.ir.variable_name(var);
1548         if name == kw::Invalid {
1549             return None;
1550         }
1551         let name: &str = &name.as_str();
1552         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1553             return None;
1554         }
1555         Some(name.to_owned())
1556     }
1557
1558     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1559         let closure_captures = match self.closure_captures {
1560             None => return,
1561             Some(closure_captures) => closure_captures,
1562         };
1563
1564         // If closure_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1565         let upvars = self.upvars.unwrap();
1566         for &var_hir_id in closure_captures.keys() {
1567             let upvar = upvars[&var_hir_id];
1568             let var = self.variable(var_hir_id, upvar.span);
1569             let upvar_id = ty::UpvarId {
1570                 var_path: ty::UpvarPath { hir_id: var_hir_id },
1571                 closure_expr_id: self.body_owner,
1572             };
1573             match self.typeck_results.upvar_capture(upvar_id) {
1574                 ty::UpvarCapture::ByValue(_) => {}
1575                 ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1576             };
1577             if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1578                 if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1579                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1580                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1581                             lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1582                             var_hir_id,
1583                             vec![upvar.span],
1584                             |lint| {
1585                                 lint.build(&format!("value captured by `{}` is never read", name))
1586                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1587                                     .emit();
1588                             },
1589                         );
1590                     }
1591                 }
1592             } else {
1593                 if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1594                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1595                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1596                         var_hir_id,
1597                         vec![upvar.span],
1598                         |lint| {
1599                             lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name))
1600                                 .help("did you mean to capture by reference instead?")
1601                                 .emit();
1602                         },
1603                     );
1604                 }
1605             }
1606         }
1607     }
1608
1609     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1610         for p in body.params {
1611             self.check_unused_vars_in_pat(&p.pat, Some(entry_ln), |spans, hir_id, ln, var| {
1612                 if self.live_on_entry(ln, var).is_none() {
1613                     self.report_unsed_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1614                         format!("value passed to `{}` is never read", name)
1615                     });
1616                 }
1617             });
1618         }
1619     }
1620
1621     fn check_unused_vars_in_pat(
1622         &self,
1623         pat: &hir::Pat<'_>,
1624         entry_ln: Option<LiveNode>,
1625         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1626     ) {
1627         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1628         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1629         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1630         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1631         let mut vars: FxIndexMap<Symbol, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span)>)> = <_>::default();
1632
1633         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1634             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1635             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1636             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp);
1637             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1638                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1639                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1640         });
1641
1642         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1643             if self.used_on_entry(ln, var) {
1644                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1645                 let spans = hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, sp)| sp).collect();
1646                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1647             } else {
1648                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var);
1649             }
1650         }
1651     }
1652
1653     fn report_unused(&self, hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span)>, ln: LiveNode, var: Variable) {
1654         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1655
1656         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1657             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1658             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1659             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1660             let is_assigned =
1661                 if ln == self.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var).is_some() };
1662
1663             if is_assigned {
1664                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1665                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1666                     first_hir_id,
1667                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, sp)| sp).collect::<Vec<_>>(),
1668                     |lint| {
1669                         lint.build(&format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name))
1670                             .note(&format!("consider using `_{}` instead", name))
1671                             .emit();
1672                     },
1673                 )
1674             } else {
1675                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1676                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1677                     first_hir_id,
1678                     hir_ids_and_spans.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect::<Vec<_>>(),
1679                     |lint| {
1680                         let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1681
1682                         let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1683                             hir_ids_and_spans.into_iter().partition(|(hir_id, span)| {
1684                                 let var = self.variable(*hir_id, *span);
1685                                 self.ir.variable_is_shorthand(var)
1686                             });
1687
1688                         let mut shorthands = shorthands
1689                             .into_iter()
1690                             .map(|(_, span)| (span, format!("{}: _", name)))
1691                             .collect::<Vec<_>>();
1692
1693                         // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1694                         // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1695                         // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1696                         if !shorthands.is_empty() {
1697                             shorthands.extend(
1698                                 non_shorthands
1699                                     .into_iter()
1700                                     .map(|(_, span)| (span, "_".to_string()))
1701                                     .collect::<Vec<_>>(),
1702                             );
1703
1704                             err.multipart_suggestion(
1705                                 "try ignoring the field",
1706                                 shorthands,
1707                                 Applicability::MachineApplicable,
1708                             );
1709                         } else {
1710                             err.multipart_suggestion(
1711                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1712                                 non_shorthands
1713                                     .into_iter()
1714                                     .map(|(_, span)| (span, format!("_{}", name)))
1715                                     .collect::<Vec<_>>(),
1716                                 Applicability::MachineApplicable,
1717                             );
1718                         }
1719
1720                         err.emit()
1721                     },
1722                 );
1723             }
1724         }
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).is_none() {
1729             self.report_unsed_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1730                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1731             });
1732         }
1733     }
1734
1735     fn report_unsed_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                 |lint| {
1748                     lint.build(&message(&name))
1749                         .help("maybe it is overwritten before being read?")
1750                         .emit();
1751                 },
1752             )
1753         }
1754     }
1755 }