]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
ab9bfea96943f3eafe4505a4c7660d61bdfdf205
[rust.git] / compiler / rustc_passes / src / liveness.rs
1 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST. Computes,
2 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
3 //! at a given point. Program execution points are identified by their
4 //! IDs.
5 //!
6 //! # Basic idea
7 //!
8 //! The basic model is that each local variable is assigned an index. We
9 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
10 //! index. The value in the vector is either 0, indicating the variable
11 //! is dead, or the ID of an expression that uses the variable.
12 //!
13 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order. If we
14 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables. If
15 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
16 //! variables. When we have to merge two flows, we take the union of
17 //! those two flows -- if the variable is live on both paths, we simply
18 //! pick one ID. In the event of loops, we continue doing this until a
19 //! fixed point is reached.
20 //!
21 //! ## Checking initialization
22 //!
23 //! At the function entry point, all variables must be dead. If this is
24 //! not the case, we can report an error using the ID found in the set of
25 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
26 //! dominated by an assignment.
27 //!
28 //! ## Checking moves
29 //!
30 //! After each explicit move, the variable must be dead.
31 //!
32 //! ## Computing last uses
33 //!
34 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
35 //! last use.
36 //!
37 //! # Implementation details
38 //!
39 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
40 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
41 //! enclosing function. On the way down the tree, it identifies those AST
42 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
43 //! and assigns them contiguous IDs. The liveness ID for an AST node is
44 //! called a `live_node` (it's a newtype'd `u32`) and the ID for a variable
45 //! is called a `variable` (another newtype'd `u32`).
46 //!
47 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
48 //! declaration we allocate a `liveness` instance. Now that we know
49 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
50 //! the various arrays that we will need to precisely the right size. We then
51 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
52 //!
53 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
54 //! methods. It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
55 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
56 //!
57 //! ## The `RWU` struct
58 //!
59 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
60 //! variable `V` (these are encapsulated in the `RWU` struct):
61 //!
62 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
63 //!    that `V` holds on entry to `N`. Formally: a node `M` such
64 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
65 //!    write `V`. If the `reader` is `None`, then the current
66 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
67 //!
68 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
69 //!    variable `V` and which is reachable from `N`. Formally: a node `M`
70 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
71 //!    `V`. If the `writer` is `None`, then there is no writer
72 //!    of `V` that follows `N`.
73 //!
74 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*. We
75 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
76 //!   is not just used to generate a new value. For example, `x += 1` is
77 //!   a read but not a use. This is used to generate better warnings.
78 //!
79 //! ## Special nodes and variables
80 //!
81 //! We generate various special nodes for various, well, special purposes.
82 //! These are described in the `Liveness` struct.
83
84 use self::LiveNodeKind::*;
85 use self::VarKind::*;
86
87 use rustc_ast::InlineAsmOptions;
88 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
89 use rustc_errors::Applicability;
90 use rustc_hir as hir;
91 use rustc_hir::def::*;
92 use rustc_hir::def_id::LocalDefId;
93 use rustc_hir::intravisit::{self, NestedVisitorMap, Visitor};
94 use rustc_hir::{Expr, HirId, HirIdMap, HirIdSet};
95 use rustc_index::vec::IndexVec;
96 use rustc_middle::hir::map::Map;
97 use rustc_middle::ty::query::Providers;
98 use rustc_middle::ty::{self, DefIdTree, RootVariableMinCaptureList, Ty, TyCtxt};
99 use rustc_session::lint;
100 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Symbol};
101 use rustc_span::Span;
102
103 use std::collections::VecDeque;
104 use std::io;
105 use std::io::prelude::*;
106 use std::iter;
107 use std::rc::Rc;
108
109 mod rwu_table;
110
111 rustc_index::newtype_index! {
112     pub struct Variable {
113         DEBUG_FORMAT = "v({})",
114     }
115 }
116
117 rustc_index::newtype_index! {
118     pub struct LiveNode {
119         DEBUG_FORMAT = "ln({})",
120     }
121 }
122
123 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
124 enum LiveNodeKind {
125     UpvarNode(Span),
126     ExprNode(Span, HirId),
127     VarDefNode(Span, HirId),
128     ClosureNode,
129     ExitNode,
130 }
131
132 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
133     let sm = tcx.sess.source_map();
134     match lnk {
135         UpvarNode(s) => format!("Upvar node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
136         ExprNode(s, _) => format!("Expr node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
137         VarDefNode(s, _) => format!("Var def node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
138         ClosureNode => "Closure node".to_owned(),
139         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
140     }
141 }
142
143 fn check_mod_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: LocalDefId) {
144     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(module_def_id, &mut IrMaps::new(tcx).as_deep_visitor());
145 }
146
147 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
148     *providers = Providers { check_mod_liveness, ..*providers };
149 }
150
151 // ______________________________________________________________________
152 // Creating ir_maps
153 //
154 // This is the first pass and the one that drives the main
155 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
156 // we count for each function the number of variables as well as
157 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
158 // capture clause that does something of interest: either it has
159 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
160 //
161 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
162 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
163 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
164 // of live variables at each program point.
165 //
166 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
167 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
168 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
169 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
170 // variable must not be assigned if there is some successor
171 // assignment.  And so forth.
172
173 struct CaptureInfo {
174     ln: LiveNode,
175     var_hid: HirId,
176 }
177
178 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
179 struct LocalInfo {
180     id: HirId,
181     name: Symbol,
182     is_shorthand: bool,
183 }
184
185 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
186 enum VarKind {
187     Param(HirId, Symbol),
188     Local(LocalInfo),
189     Upvar(HirId, Symbol),
190 }
191
192 struct IrMaps<'tcx> {
193     tcx: TyCtxt<'tcx>,
194     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
195     variable_map: HirIdMap<Variable>,
196     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
197     var_kinds: IndexVec<Variable, VarKind>,
198     lnks: IndexVec<LiveNode, LiveNodeKind>,
199 }
200
201 impl IrMaps<'tcx> {
202     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'tcx> {
203         IrMaps {
204             tcx,
205             live_node_map: HirIdMap::default(),
206             variable_map: HirIdMap::default(),
207             capture_info_map: Default::default(),
208             var_kinds: IndexVec::new(),
209             lnks: IndexVec::new(),
210         }
211     }
212
213     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
214         let ln = self.lnks.push(lnk);
215
216         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
217
218         ln
219     }
220
221     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
222         let ln = self.add_live_node(lnk);
223         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
224
225         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
226     }
227
228     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
229         let v = self.var_kinds.push(vk);
230
231         match vk {
232             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
233                 self.variable_map.insert(node_id, v);
234             }
235         }
236
237         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
238
239         v
240     }
241
242     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
243         match self.variable_map.get(&hir_id) {
244             Some(&var) => var,
245             None => {
246                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
247             }
248         }
249     }
250
251     fn variable_name(&self, var: Variable) -> Symbol {
252         match self.var_kinds[var] {
253             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name,
254         }
255     }
256
257     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
258         match self.var_kinds[var] {
259             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
260             Param(..) | Upvar(..) => false,
261         }
262     }
263
264     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
265         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
266     }
267
268     fn add_from_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'tcx>) {
269         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
270         // (`x` rather than `x: x`).
271         let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
272         let mut pats = VecDeque::new();
273         pats.push_back(pat);
274         while let Some(pat) = pats.pop_front() {
275             use rustc_hir::PatKind::*;
276             match &pat.kind {
277                 Binding(.., inner_pat) => {
278                     pats.extend(inner_pat.iter());
279                 }
280                 Struct(_, fields, _) => {
281                     let ids = fields.iter().filter(|f| f.is_shorthand).map(|f| f.pat.hir_id);
282                     shorthand_field_ids.extend(ids);
283                 }
284                 Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
285                     pats.push_back(inner_pat);
286                 }
287                 TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
288                     pats.extend(inner_pats.iter());
289                 }
290                 Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
291                     pats.extend(pre_pats.iter());
292                     pats.extend(inner_pat.iter());
293                     pats.extend(post_pats.iter());
294                 }
295                 _ => {}
296             }
297         }
298
299         pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
300             self.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span, hir_id));
301             self.add_variable(Local(LocalInfo {
302                 id: hir_id,
303                 name: ident.name,
304                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
305             }));
306         });
307     }
308 }
309
310 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
311     type Map = Map<'tcx>;
312
313     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
314         NestedVisitorMap::OnlyBodies(self.tcx.hir())
315     }
316
317     fn visit_body(&mut self, body: &'tcx hir::Body<'tcx>) {
318         debug!("visit_body {:?}", body.id());
319
320         // swap in a new set of IR maps for this body
321         let mut maps = IrMaps::new(self.tcx);
322         let hir_id = maps.tcx.hir().body_owner(body.id());
323         let local_def_id = maps.tcx.hir().local_def_id(hir_id);
324         let def_id = local_def_id.to_def_id();
325
326         // Don't run unused pass for #[derive()]
327         if let Some(parent) = self.tcx.parent(def_id) {
328             if let DefKind::Impl = self.tcx.def_kind(parent.expect_local()) {
329                 if self.tcx.has_attr(parent, sym::automatically_derived) {
330                     return;
331                 }
332             }
333         }
334
335         // Don't run unused pass for #[naked]
336         if self.tcx.has_attr(def_id, sym::naked) {
337             return;
338         }
339
340         if let Some(upvars) = maps.tcx.upvars_mentioned(def_id) {
341             for &var_hir_id in upvars.keys() {
342                 let var_name = maps.tcx.hir().name(var_hir_id);
343                 maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
344             }
345         }
346
347         // gather up the various local variables, significant expressions,
348         // and so forth:
349         intravisit::walk_body(&mut maps, body);
350
351         // compute liveness
352         let mut lsets = Liveness::new(&mut maps, local_def_id);
353         let entry_ln = lsets.compute(&body, hir_id);
354         lsets.log_liveness(entry_ln, body.id().hir_id);
355
356         // check for various error conditions
357         lsets.visit_body(body);
358         lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
359         lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
360     }
361
362     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
363         self.add_from_pat(&local.pat);
364         intravisit::walk_local(self, local);
365     }
366
367     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
368         self.add_from_pat(&arm.pat);
369         if let Some(hir::Guard::IfLet(ref pat, _)) = arm.guard {
370             self.add_from_pat(pat);
371         }
372         intravisit::walk_arm(self, arm);
373     }
374
375     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
376         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
377             let var = match param.pat.kind {
378                 rustc_hir::PatKind::Struct(_, fields, _) => Local(LocalInfo {
379                     id: hir_id,
380                     name: ident.name,
381                     is_shorthand: fields
382                         .iter()
383                         .find(|f| f.ident == ident)
384                         .map_or(false, |f| f.is_shorthand),
385                 }),
386                 _ => Param(hir_id, ident.name),
387             };
388             self.add_variable(var);
389         });
390         intravisit::walk_param(self, param);
391     }
392
393     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
394         match expr.kind {
395             // live nodes required for uses or definitions of variables:
396             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
397                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
398                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
399                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
400                 }
401                 intravisit::walk_expr(self, expr);
402             }
403             hir::ExprKind::Closure(..) => {
404                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
405                 // breaks or continues)
406                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
407
408                 // Make a live_node for each mentioned variable, with the span
409                 // being the location that the variable is used.  This results
410                 // in better error messages than just pointing at the closure
411                 // construction site.
412                 let mut call_caps = Vec::new();
413                 let closure_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
414                 if let Some(upvars) = self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id) {
415                     call_caps.extend(upvars.keys().map(|var_id| {
416                         let upvar = upvars[var_id];
417                         let upvar_ln = self.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
418                         CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: *var_id }
419                     }));
420                 }
421                 self.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
422                 intravisit::walk_expr(self, expr);
423             }
424
425             hir::ExprKind::Let(ref pat, ..) => {
426                 self.add_from_pat(pat);
427                 intravisit::walk_expr(self, expr);
428             }
429
430             // live nodes required for interesting control flow:
431             hir::ExprKind::If(..)
432             | hir::ExprKind::Match(..)
433             | hir::ExprKind::Loop(..)
434             | hir::ExprKind::Yield(..) => {
435                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
436                 intravisit::walk_expr(self, expr);
437             }
438             hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
439                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
440                 intravisit::walk_expr(self, expr);
441             }
442
443             // otherwise, live nodes are not required:
444             hir::ExprKind::Index(..)
445             | hir::ExprKind::Field(..)
446             | hir::ExprKind::Array(..)
447             | hir::ExprKind::Call(..)
448             | hir::ExprKind::MethodCall(..)
449             | hir::ExprKind::Tup(..)
450             | hir::ExprKind::Binary(..)
451             | hir::ExprKind::AddrOf(..)
452             | hir::ExprKind::Cast(..)
453             | hir::ExprKind::DropTemps(..)
454             | hir::ExprKind::Unary(..)
455             | hir::ExprKind::Break(..)
456             | hir::ExprKind::Continue(_)
457             | hir::ExprKind::Lit(_)
458             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
459             | hir::ExprKind::Ret(..)
460             | hir::ExprKind::Block(..)
461             | hir::ExprKind::Assign(..)
462             | hir::ExprKind::AssignOp(..)
463             | hir::ExprKind::Struct(..)
464             | hir::ExprKind::Repeat(..)
465             | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
466             | hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(..)
467             | hir::ExprKind::Box(..)
468             | hir::ExprKind::Type(..)
469             | hir::ExprKind::Err
470             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
471             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => {
472                 intravisit::walk_expr(self, expr);
473             }
474         }
475     }
476 }
477
478 // ______________________________________________________________________
479 // Computing liveness sets
480 //
481 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
482 // the same basic propagation framework in all cases.
483
484 const ACC_READ: u32 = 1;
485 const ACC_WRITE: u32 = 2;
486 const ACC_USE: u32 = 4;
487
488 struct Liveness<'a, 'tcx> {
489     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
490     typeck_results: &'a ty::TypeckResults<'tcx>,
491     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
492     closure_min_captures: Option<&'tcx RootVariableMinCaptureList<'tcx>>,
493     successors: IndexVec<LiveNode, Option<LiveNode>>,
494     rwu_table: rwu_table::RWUTable,
495
496     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
497     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
498     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
499     closure_ln: LiveNode,
500     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
501     /// by explicit return, panic, or other means.
502     exit_ln: LiveNode,
503
504     // mappings from loop node ID to LiveNode
505     // ("break" label should map to loop node ID,
506     // it probably doesn't now)
507     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
508     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
509 }
510
511 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
512     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
513         let typeck_results = ir.tcx.typeck(body_owner);
514         let param_env = ir.tcx.param_env(body_owner);
515         let closure_min_captures = typeck_results.closure_min_captures.get(&body_owner.to_def_id());
516         let closure_ln = ir.add_live_node(ClosureNode);
517         let exit_ln = ir.add_live_node(ExitNode);
518
519         let num_live_nodes = ir.lnks.len();
520         let num_vars = ir.var_kinds.len();
521
522         Liveness {
523             ir,
524             typeck_results,
525             param_env,
526             closure_min_captures,
527             successors: IndexVec::from_elem_n(None, num_live_nodes),
528             rwu_table: rwu_table::RWUTable::new(num_live_nodes, num_vars),
529             closure_ln,
530             exit_ln,
531             break_ln: Default::default(),
532             cont_ln: Default::default(),
533         }
534     }
535
536     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
537         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
538             Some(&ln) => ln,
539             None => {
540                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
541                 // above and the propagation code below; the two sets of
542                 // code have to agree about which AST nodes are worth
543                 // creating liveness nodes for.
544                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
545             }
546         }
547     }
548
549     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
550         self.ir.variable(hir_id, span)
551     }
552
553     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
554         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
555         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
556         // to be the "authoritative" set of ids.
557         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
558             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
559             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
560             self.init_from_succ(ln, succ);
561             self.define(ln, var);
562             succ = ln;
563         });
564         succ
565     }
566
567     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
568         self.rwu_table.get_reader(ln, var)
569     }
570
571     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
572     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
573         let successor = self.successors[ln].unwrap();
574         self.live_on_entry(successor, var)
575     }
576
577     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
578         self.rwu_table.get_used(ln, var)
579     }
580
581     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
582         self.rwu_table.get_writer(ln, var)
583     }
584
585     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
586         let successor = self.successors[ln].unwrap();
587         self.assigned_on_entry(successor, var)
588     }
589
590     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, mut test: F) -> io::Result<()>
591     where
592         F: FnMut(Variable) -> bool,
593     {
594         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
595             let var = Variable::from(var_idx);
596             if test(var) {
597                 write!(wr, " {:?}", var)?;
598             }
599         }
600         Ok(())
601     }
602
603     #[allow(unused_must_use)]
604     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
605         let mut wr = Vec::new();
606         {
607             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
608             write!(wr, "[{:?} of kind {:?} reads", ln, self.ir.lnks[ln]);
609             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_reader(ln, var));
610             write!(wr, "  writes");
611             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_writer(ln, var));
612             write!(wr, "  uses");
613             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_used(ln, var));
614
615             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln]);
616         }
617         String::from_utf8(wr).unwrap()
618     }
619
620     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
621         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
622         debug!(
623             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
624             {
625                 for ln_idx in 0..self.ir.lnks.len() {
626                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode::from(ln_idx)));
627                 }
628                 hir_id
629             },
630             entry_ln
631         );
632     }
633
634     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
635         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
636
637         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
638         // empty when created, and the sets only grow during iterations.
639     }
640
641     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
642         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
643         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
644         self.rwu_table.copy(ln, succ_ln);
645         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
646     }
647
648     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) -> bool {
649         if ln == succ_ln {
650             return false;
651         }
652
653         let changed = self.rwu_table.union(ln, succ_ln);
654         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, changed={})", ln, self.ln_str(succ_ln), changed);
655         changed
656     }
657
658     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
659     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
660     // this) so we just clear out all the data.
661     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
662         let used = self.rwu_table.get_used(writer, var);
663         self.rwu_table.set(writer, var, rwu_table::RWU { reader: false, writer: false, used });
664         debug!("{:?} defines {:?}: {}", writer, var, self.ln_str(writer));
665     }
666
667     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
668     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
669         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
670
671         let mut rwu = self.rwu_table.get(ln, var);
672
673         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
674             rwu.reader = false;
675             rwu.writer = true;
676         }
677
678         // Important: if we both read/write, must do read second
679         // or else the write will override.
680         if (acc & ACC_READ) != 0 {
681             rwu.reader = true;
682         }
683
684         if (acc & ACC_USE) != 0 {
685             rwu.used = true;
686         }
687
688         self.rwu_table.set(ln, var, rwu);
689     }
690
691     fn compute(&mut self, body: &hir::Body<'_>, hir_id: HirId) -> LiveNode {
692         debug!("compute: for body {:?}", body.id().hir_id);
693
694         // # Liveness of captured variables
695         //
696         // When computing the liveness for captured variables we take into
697         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
698         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
699         //
700         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
701         // from the closure.
702         //
703         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
704         // on exit since it is impossible to call the closure again.
705         //
706         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
707         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
708         // itself can access them on subsequent calls.
709
710         if let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures {
711             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
712             for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
713                 for captured_place in min_capture_list {
714                     match captured_place.info.capture_kind {
715                         ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
716                             let var = self.variable(
717                                 var_hir_id,
718                                 captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx),
719                             );
720                             self.acc(self.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
721                         }
722                         ty::UpvarCapture::ByValue(_) => {}
723                     }
724                 }
725             }
726         }
727
728         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln);
729
730         if self.closure_min_captures.is_none() {
731             // Either not a closure, or closure without any captured variables.
732             // No need to determine liveness of captured variables, since there
733             // are none.
734             return succ;
735         }
736
737         let ty = self.typeck_results.node_type(hir_id);
738         match ty.kind() {
739             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
740                 ty::ClosureKind::Fn => {}
741                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
742                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
743             },
744             ty::Generator(..) => return succ,
745             _ => {
746                 span_bug!(
747                     body.value.span,
748                     "{} has upvars so it should have a closure type: {:?}",
749                     hir_id,
750                     ty
751                 );
752             }
753         };
754
755         // Propagate through calls to the closure.
756         loop {
757             self.init_from_succ(self.closure_ln, succ);
758             for param in body.params {
759                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
760                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
761                     self.define(self.closure_ln, var);
762                 })
763             }
764
765             if !self.merge_from_succ(self.exit_ln, self.closure_ln) {
766                 break;
767             }
768             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln));
769         }
770
771         succ
772     }
773
774     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
775         if blk.targeted_by_break {
776             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
777         }
778         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_deref(), succ);
779         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
780     }
781
782     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
783         match stmt.kind {
784             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
785                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
786                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
787                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
788                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
789                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
790                 // immutable variables defined in a loop:
791                 //     loop { let x; x = 5; }
792                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
793                 //
794                 // So now we just check that variables defined w/o an
795                 // initializer are not live at the point of their
796                 // initialization, which is mildly more complex than checking
797                 // once at the func header but otherwise equivalent.
798
799                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_deref(), succ);
800                 self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
801             }
802             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
803             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
804                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
805             }
806         }
807     }
808
809     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
810         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
811     }
812
813     fn propagate_through_opt_expr(
814         &mut self,
815         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
816         succ: LiveNode,
817     ) -> LiveNode {
818         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
819     }
820
821     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
822         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
823
824         match expr.kind {
825             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
826             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
827                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
828             }
829
830             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
831
832             hir::ExprKind::Closure(..) => {
833                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
834
835                 // the construction of a closure itself is not important,
836                 // but we have to consider the closed over variables.
837                 let caps = self
838                     .ir
839                     .capture_info_map
840                     .get(&expr.hir_id)
841                     .cloned()
842                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
843
844                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
845                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
846                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
847                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
848                     cap.ln
849                 })
850             }
851
852             hir::ExprKind::Let(ref pat, ref scrutinee, _) => {
853                 let succ = self.propagate_through_expr(scrutinee, succ);
854                 self.define_bindings_in_pat(pat, succ)
855             }
856
857             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
858             // at the label ident
859             hir::ExprKind::Loop(ref blk, ..) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
860
861             hir::ExprKind::Yield(ref e, ..) => {
862                 let yield_ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
863                 self.init_from_succ(yield_ln, succ);
864                 self.merge_from_succ(yield_ln, self.exit_ln);
865                 self.propagate_through_expr(e, yield_ln)
866             }
867
868             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref else_opt) => {
869                 //
870                 //     (cond)
871                 //       |
872                 //       v
873                 //     (expr)
874                 //     /   \
875                 //    |     |
876                 //    v     v
877                 //  (then)(els)
878                 //    |     |
879                 //    v     v
880                 //   (  succ  )
881                 //
882                 let else_ln =
883                     self.propagate_through_opt_expr(else_opt.as_ref().map(|e| &**e), succ);
884                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
885                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
886                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
887                 self.merge_from_succ(ln, then_ln);
888                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
889             }
890
891             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
892                 //
893                 //      (e)
894                 //       |
895                 //       v
896                 //     (expr)
897                 //     / | \
898                 //    |  |  |
899                 //    v  v  v
900                 //   (..arms..)
901                 //    |  |  |
902                 //    v  v  v
903                 //   (  succ  )
904                 //
905                 //
906                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
907                 self.init_empty(ln, succ);
908                 for arm in arms {
909                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
910
911                     let guard_succ = arm.guard.as_ref().map_or(body_succ, |g| match g {
912                         hir::Guard::If(e) => self.propagate_through_expr(e, body_succ),
913                         hir::Guard::IfLet(pat, e) => {
914                             let let_bind = self.define_bindings_in_pat(pat, body_succ);
915                             self.propagate_through_expr(e, let_bind)
916                         }
917                     });
918                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
919                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ);
920                 }
921                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
922             }
923
924             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
925                 // Ignore succ and subst exit_ln.
926                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), self.exit_ln)
927             }
928
929             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
930                 // Find which label this break jumps to
931                 let target = match label.target_id {
932                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
933                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
934                 }
935                 .cloned();
936
937                 // Now that we know the label we're going to,
938                 // look it up in the break loop nodes table
939
940                 match target {
941                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
942                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
943                 }
944             }
945
946             hir::ExprKind::Continue(label) => {
947                 // Find which label this expr continues to
948                 let sc = label
949                     .target_id
950                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
951
952                 // Now that we know the label we're going to,
953                 // look it up in the continue loop nodes table
954                 self.cont_ln
955                     .get(&sc)
956                     .cloned()
957                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
958             }
959
960             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
961                 // see comment on places in
962                 // propagate_through_place_components()
963                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
964                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
965                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
966             }
967
968             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
969                 // an overloaded assign op is like a method call
970                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
971                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
972                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
973                 } else {
974                     // see comment on places in
975                     // propagate_through_place_components()
976                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
977                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
978                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
979                 }
980             }
981
982             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
983             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
984
985             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
986                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
987                 fields
988                     .iter()
989                     .rev()
990                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
991             }
992
993             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
994                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
995                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
996                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
997             }
998
999             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args, _) => {
1000                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1001                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1002             }
1003
1004             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1005
1006             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1007                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1008
1009                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1010                 self.init_from_succ(ln, succ);
1011                 self.merge_from_succ(ln, r_succ);
1012
1013                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1014             }
1015
1016             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1017                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1018                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1019             }
1020
1021             hir::ExprKind::Box(ref e)
1022             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1023             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1024             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1025             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1026             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1027             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1028
1029             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1030                 // Handle non-returning asm
1031                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1032                     self.exit_ln
1033                 } else {
1034                     succ
1035                 };
1036
1037                 // Do a first pass for writing outputs only
1038                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1039                     match op {
1040                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1041                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1042                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { .. } => {}
1043                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1044                             if let Some(expr) = expr {
1045                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1046                             }
1047                         }
1048                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1049                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1050                         }
1051                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1052                             if let Some(expr) = out_expr {
1053                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1054                             }
1055                         }
1056                     }
1057                 }
1058
1059                 // Then do a second pass for inputs
1060                 let mut succ = succ;
1061                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1062                     match op {
1063                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. }
1064                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { expr, .. } => {
1065                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1066                         }
1067                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1068                             if let Some(expr) = expr {
1069                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1070                             }
1071                         }
1072                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1073                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1074                         }
1075                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1076                             if let Some(expr) = out_expr {
1077                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1078                             }
1079                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1080                         }
1081                         hir::InlineAsmOperand::Const { .. } => {}
1082                     }
1083                 }
1084                 succ
1085             }
1086
1087             hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1088                 let ia = &asm.inner;
1089                 let outputs = asm.outputs_exprs;
1090                 let inputs = asm.inputs_exprs;
1091                 let succ = iter::zip(&ia.outputs, outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1092                     // see comment on places
1093                     // in propagate_through_place_components()
1094                     if o.is_indirect {
1095                         self.propagate_through_expr(output, succ)
1096                     } else {
1097                         let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE | ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1098                         let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1099                         self.propagate_through_place_components(output, succ)
1100                     }
1101                 });
1102
1103                 // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1104                 self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1105             }
1106
1107             hir::ExprKind::Lit(..)
1108             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1109             | hir::ExprKind::Err
1110             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1111             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1112
1113             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1114             // at the label ident
1115             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1116         }
1117     }
1118
1119     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1120         // # Places
1121         //
1122         // In general, the full flow graph structure for an
1123         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1124         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1125         // value" or not. A tracked value is basically a local
1126         // variable or argument.
1127         //
1128         // The two kinds of graphs are:
1129         //
1130         //    Tracked place          Untracked place
1131         // ----------------------++-----------------------
1132         //                       ||
1133         //         |             ||           |
1134         //         v             ||           v
1135         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1136         //         |             ||           |
1137         //         v             ||           v
1138         // (write of place)     ||   (place components)
1139         //         |             ||           |
1140         //         v             ||           v
1141         //      (succ)           ||        (succ)
1142         //                       ||
1143         // ----------------------++-----------------------
1144         //
1145         // I will cover the two cases in turn:
1146         //
1147         // # Tracked places
1148         //
1149         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1150         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1151         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1152         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1153         // consider.
1154         //
1155         // # Non-tracked places
1156         //
1157         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1158         // basically ignore the value which is written to but generate
1159         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1160         // components reads are generated by
1161         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1162         //
1163         // # Illegal places
1164         //
1165         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1166         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1167         // just ignore such cases and treat them as reads.
1168
1169         match expr.kind {
1170             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1171             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1172             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1173         }
1174     }
1175
1176     // see comment on propagate_through_place()
1177     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1178         match expr.kind {
1179             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1180                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1181             }
1182
1183             // We do not track other places, so just propagate through
1184             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1185             // non-places occur here, because those are detected in the
1186             // later pass borrowck.
1187             _ => succ,
1188         }
1189     }
1190
1191     fn access_var(
1192         &mut self,
1193         hir_id: HirId,
1194         var_hid: HirId,
1195         succ: LiveNode,
1196         acc: u32,
1197         span: Span,
1198     ) -> LiveNode {
1199         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1200         if acc != 0 {
1201             self.init_from_succ(ln, succ);
1202             let var = self.variable(var_hid, span);
1203             self.acc(ln, var, acc);
1204         }
1205         ln
1206     }
1207
1208     fn access_path(
1209         &mut self,
1210         hir_id: HirId,
1211         path: &hir::Path<'_>,
1212         succ: LiveNode,
1213         acc: u32,
1214     ) -> LiveNode {
1215         match path.res {
1216             Res::Local(hid) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1217             _ => succ,
1218         }
1219     }
1220
1221     fn propagate_through_loop(
1222         &mut self,
1223         expr: &Expr<'_>,
1224         body: &hir::Block<'_>,
1225         succ: LiveNode,
1226     ) -> LiveNode {
1227         /*
1228         We model control flow like this:
1229
1230               (expr) <-+
1231                 |      |
1232                 v      |
1233               (body) --+
1234
1235         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1236         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1237         */
1238
1239         // first iteration:
1240         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1241         self.init_empty(ln, succ);
1242         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1243
1244         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1245
1246         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1247
1248         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1249
1250         // repeat until fixed point is reached:
1251         while self.merge_from_succ(ln, body_ln) {
1252             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1253         }
1254
1255         ln
1256     }
1257
1258     fn check_is_ty_uninhabited(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1259         let ty = self.typeck_results.expr_ty(expr);
1260         let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1261         if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, ty, self.param_env) {
1262             match self.ir.lnks[succ] {
1263                 LiveNodeKind::ExprNode(succ_span, succ_id) => {
1264                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "expression");
1265                 }
1266                 LiveNodeKind::VarDefNode(succ_span, succ_id) => {
1267                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "definition");
1268                 }
1269                 _ => {}
1270             };
1271             self.exit_ln
1272         } else {
1273             succ
1274         }
1275     }
1276
1277     fn warn_about_unreachable(
1278         &mut self,
1279         orig_span: Span,
1280         orig_ty: Ty<'tcx>,
1281         expr_span: Span,
1282         expr_id: HirId,
1283         descr: &str,
1284     ) {
1285         if !orig_ty.is_never() {
1286             // Unreachable code warnings are already emitted during type checking.
1287             // However, during type checking, full type information is being
1288             // calculated but not yet available, so the check for diverging
1289             // expressions due to uninhabited result types is pretty crude and
1290             // only checks whether ty.is_never(). Here, we have full type
1291             // information available and can issue warnings for less obviously
1292             // uninhabited types (e.g. empty enums). The check above is used so
1293             // that we do not emit the same warning twice if the uninhabited type
1294             // is indeed `!`.
1295
1296             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1297                 lint::builtin::UNREACHABLE_CODE,
1298                 expr_id,
1299                 expr_span,
1300                 |lint| {
1301                     let msg = format!("unreachable {}", descr);
1302                     lint.build(&msg)
1303                         .span_label(expr_span, &msg)
1304                         .span_label(orig_span, "any code following this expression is unreachable")
1305                         .span_note(
1306                             orig_span,
1307                             &format!(
1308                                 "this expression has type `{}`, which is uninhabited",
1309                                 orig_ty
1310                             ),
1311                         )
1312                         .emit();
1313                 },
1314             );
1315         }
1316     }
1317 }
1318
1319 // _______________________________________________________________________
1320 // Checking for error conditions
1321
1322 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1323     type Map = intravisit::ErasedMap<'tcx>;
1324
1325     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1326         NestedVisitorMap::None
1327     }
1328
1329     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1330         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1331             if local.init.is_some() {
1332                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1333             }
1334         });
1335
1336         intravisit::walk_local(self, local);
1337     }
1338
1339     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1340         check_expr(self, ex);
1341         intravisit::walk_expr(self, ex);
1342     }
1343
1344     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1345         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, |_, _, _, _| {});
1346         intravisit::walk_arm(self, arm);
1347     }
1348 }
1349
1350 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1351     match expr.kind {
1352         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1353             this.check_place(&l);
1354         }
1355
1356         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1357             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1358                 this.check_place(&l);
1359             }
1360         }
1361
1362         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1363             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1364                 match op {
1365                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1366                         if let Some(expr) = expr {
1367                             this.check_place(expr);
1368                         }
1369                     }
1370                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1371                         this.check_place(expr);
1372                     }
1373                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1374                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1375                             this.check_place(out_expr);
1376                         }
1377                     }
1378                     _ => {}
1379                 }
1380             }
1381         }
1382
1383         hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1384             for input in asm.inputs_exprs {
1385                 this.visit_expr(input);
1386             }
1387
1388             // Output operands must be places
1389             for (o, output) in iter::zip(&asm.inner.outputs, asm.outputs_exprs) {
1390                 if !o.is_indirect {
1391                     this.check_place(output);
1392                 }
1393                 this.visit_expr(output);
1394             }
1395         }
1396
1397         hir::ExprKind::Let(ref pat, ..) => {
1398             this.check_unused_vars_in_pat(pat, None, |_, _, _, _| {});
1399         }
1400
1401         // no correctness conditions related to liveness
1402         hir::ExprKind::Call(..)
1403         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1404         | hir::ExprKind::Match(..)
1405         | hir::ExprKind::Loop(..)
1406         | hir::ExprKind::Index(..)
1407         | hir::ExprKind::Field(..)
1408         | hir::ExprKind::Array(..)
1409         | hir::ExprKind::Tup(..)
1410         | hir::ExprKind::Binary(..)
1411         | hir::ExprKind::Cast(..)
1412         | hir::ExprKind::If(..)
1413         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1414         | hir::ExprKind::Unary(..)
1415         | hir::ExprKind::Ret(..)
1416         | hir::ExprKind::Break(..)
1417         | hir::ExprKind::Continue(..)
1418         | hir::ExprKind::Lit(_)
1419         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1420         | hir::ExprKind::Block(..)
1421         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1422         | hir::ExprKind::Struct(..)
1423         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1424         | hir::ExprKind::Closure(..)
1425         | hir::ExprKind::Path(_)
1426         | hir::ExprKind::Yield(..)
1427         | hir::ExprKind::Box(..)
1428         | hir::ExprKind::Type(..)
1429         | hir::ExprKind::Err => {}
1430     }
1431 }
1432
1433 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1434     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1435         match expr.kind {
1436             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1437                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1438                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1439                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1440                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1441                     // as being used.
1442                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1443                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1444                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1445                 }
1446             }
1447             _ => {
1448                 // For other kinds of places, no checks are required,
1449                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1450                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1451             }
1452         }
1453     }
1454
1455     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1456         let name = self.ir.variable_name(var);
1457         if name == kw::Empty {
1458             return None;
1459         }
1460         let name: &str = &name.as_str();
1461         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1462             return None;
1463         }
1464         Some(name.to_owned())
1465     }
1466
1467     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1468         let closure_min_captures = match self.closure_min_captures {
1469             None => return,
1470             Some(closure_min_captures) => closure_min_captures,
1471         };
1472
1473         // If closure_min_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1474         for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
1475             for captured_place in min_capture_list {
1476                 match captured_place.info.capture_kind {
1477                     ty::UpvarCapture::ByValue(_) => {}
1478                     ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1479                 };
1480                 let span = captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx);
1481                 let var = self.variable(var_hir_id, span);
1482                 if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1483                     if !self.live_on_entry(entry_ln, var) {
1484                         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1485                             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1486                                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1487                                 var_hir_id,
1488                                 vec![span],
1489                                 |lint| {
1490                                     lint.build(&format!(
1491                                         "value captured by `{}` is never read",
1492                                         name
1493                                     ))
1494                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1495                                     .emit();
1496                                 },
1497                             );
1498                         }
1499                     }
1500                 } else {
1501                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1502                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1503                             lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1504                             var_hir_id,
1505                             vec![span],
1506                             |lint| {
1507                                 lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name))
1508                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1509                                     .emit();
1510                             },
1511                         );
1512                     }
1513                 }
1514             }
1515         }
1516     }
1517
1518     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1519         for p in body.params {
1520             self.check_unused_vars_in_pat(&p.pat, Some(entry_ln), |spans, hir_id, ln, var| {
1521                 if !self.live_on_entry(ln, var) {
1522                     self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1523                         format!("value passed to `{}` is never read", name)
1524                     });
1525                 }
1526             });
1527         }
1528     }
1529
1530     fn check_unused_vars_in_pat(
1531         &self,
1532         pat: &hir::Pat<'_>,
1533         entry_ln: Option<LiveNode>,
1534         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1535     ) {
1536         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1537         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1538         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1539         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1540         let mut vars: FxIndexMap<Symbol, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span, Span)>)> =
1541             <_>::default();
1542
1543         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1544             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1545             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1546             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp, ident.span);
1547             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1548                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1549                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1550         });
1551
1552         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1553             if self.used_on_entry(ln, var) {
1554                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1555                 let spans =
1556                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, _, ident_span)| ident_span).collect();
1557                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1558             } else {
1559                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var);
1560             }
1561         }
1562     }
1563
1564     fn report_unused(
1565         &self,
1566         hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span, Span)>,
1567         ln: LiveNode,
1568         var: Variable,
1569     ) {
1570         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1571
1572         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1573             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1574             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1575             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1576             let is_assigned =
1577                 if ln == self.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var) };
1578
1579             if is_assigned {
1580                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1581                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1582                     first_hir_id,
1583                     hir_ids_and_spans
1584                         .into_iter()
1585                         .map(|(_, _, ident_span)| ident_span)
1586                         .collect::<Vec<_>>(),
1587                     |lint| {
1588                         lint.build(&format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name))
1589                             .note(&format!("consider using `_{}` instead", name))
1590                             .emit();
1591                     },
1592                 )
1593             } else {
1594                 let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1595                     hir_ids_and_spans.iter().copied().partition(|(hir_id, _, ident_span)| {
1596                         let var = self.variable(*hir_id, *ident_span);
1597                         self.ir.variable_is_shorthand(var)
1598                     });
1599
1600                 // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1601                 // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1602                 // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1603                 if !shorthands.is_empty() {
1604                     let shorthands = shorthands
1605                         .into_iter()
1606                         .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, format!("{}: _", name)))
1607                         .chain(
1608                             non_shorthands
1609                                 .into_iter()
1610                                 .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, "_".to_string())),
1611                         )
1612                         .collect::<Vec<_>>();
1613
1614                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1615                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1616                         first_hir_id,
1617                         hir_ids_and_spans
1618                             .iter()
1619                             .map(|(_, pat_span, _)| *pat_span)
1620                             .collect::<Vec<_>>(),
1621                         |lint| {
1622                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1623                             err.multipart_suggestion(
1624                                 "try ignoring the field",
1625                                 shorthands,
1626                                 Applicability::MachineApplicable,
1627                             );
1628                             err.emit()
1629                         },
1630                     );
1631                 } else {
1632                     let non_shorthands = non_shorthands
1633                         .into_iter()
1634                         .map(|(_, _, ident_span)| (ident_span, format!("_{}", name)))
1635                         .collect::<Vec<_>>();
1636
1637                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1638                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1639                         first_hir_id,
1640                         hir_ids_and_spans
1641                             .iter()
1642                             .map(|(_, _, ident_span)| *ident_span)
1643                             .collect::<Vec<_>>(),
1644                         |lint| {
1645                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1646                             err.multipart_suggestion(
1647                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1648                                 non_shorthands,
1649                                 Applicability::MachineApplicable,
1650                             );
1651                             err.emit()
1652                         },
1653                     );
1654                 }
1655             }
1656         }
1657     }
1658
1659     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1660         if !self.live_on_exit(ln, var) {
1661             self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1662                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1663             });
1664         }
1665     }
1666
1667     fn report_unused_assign(
1668         &self,
1669         hir_id: HirId,
1670         spans: Vec<Span>,
1671         var: Variable,
1672         message: impl Fn(&str) -> String,
1673     ) {
1674         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1675             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1676                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1677                 hir_id,
1678                 spans,
1679                 |lint| {
1680                     lint.build(&message(&name))
1681                         .help("maybe it is overwritten before being read?")
1682                         .emit();
1683                 },
1684             )
1685         }
1686     }
1687 }