]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
ea99a90e937c39a9a292bd1d08c85900e79a2ed3
[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, Visitor};
94 use rustc_hir::{Expr, HirId, HirIdMap, HirIdSet};
95 use rustc_index::vec::IndexVec;
96 use rustc_middle::hir::nested_filter;
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::rc::Rc;
107
108 mod rwu_table;
109
110 rustc_index::newtype_index! {
111     pub struct Variable {
112         DEBUG_FORMAT = "v({})",
113     }
114 }
115
116 rustc_index::newtype_index! {
117     pub struct LiveNode {
118         DEBUG_FORMAT = "ln({})",
119     }
120 }
121
122 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
123 enum LiveNodeKind {
124     UpvarNode(Span),
125     ExprNode(Span, HirId),
126     VarDefNode(Span, HirId),
127     ClosureNode,
128     ExitNode,
129 }
130
131 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
132     let sm = tcx.sess.source_map();
133     match lnk {
134         UpvarNode(s) => format!("Upvar node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
135         ExprNode(s, _) => format!("Expr node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
136         VarDefNode(s, _) => format!("Var def node [{}]", sm.span_to_diagnostic_string(s)),
137         ClosureNode => "Closure node".to_owned(),
138         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
139     }
140 }
141
142 fn check_mod_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: LocalDefId) {
143     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(module_def_id, &mut IrMaps::new(tcx).as_deep_visitor());
144 }
145
146 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
147     *providers = Providers { check_mod_liveness, ..*providers };
148 }
149
150 // ______________________________________________________________________
151 // Creating ir_maps
152 //
153 // This is the first pass and the one that drives the main
154 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
155 // we count for each function the number of variables as well as
156 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
157 // capture clause that does something of interest: either it has
158 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
159 //
160 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
161 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
162 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
163 // of live variables at each program point.
164 //
165 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
166 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
167 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
168 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
169 // variable must not be assigned if there is some successor
170 // assignment.  And so forth.
171
172 struct CaptureInfo {
173     ln: LiveNode,
174     var_hid: HirId,
175 }
176
177 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
178 struct LocalInfo {
179     id: HirId,
180     name: Symbol,
181     is_shorthand: bool,
182 }
183
184 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
185 enum VarKind {
186     Param(HirId, Symbol),
187     Local(LocalInfo),
188     Upvar(HirId, Symbol),
189 }
190
191 struct IrMaps<'tcx> {
192     tcx: TyCtxt<'tcx>,
193     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
194     variable_map: HirIdMap<Variable>,
195     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
196     var_kinds: IndexVec<Variable, VarKind>,
197     lnks: IndexVec<LiveNode, LiveNodeKind>,
198 }
199
200 impl<'tcx> IrMaps<'tcx> {
201     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'tcx> {
202         IrMaps {
203             tcx,
204             live_node_map: HirIdMap::default(),
205             variable_map: HirIdMap::default(),
206             capture_info_map: Default::default(),
207             var_kinds: IndexVec::new(),
208             lnks: IndexVec::new(),
209         }
210     }
211
212     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
213         let ln = self.lnks.push(lnk);
214
215         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
216
217         ln
218     }
219
220     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
221         let ln = self.add_live_node(lnk);
222         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
223
224         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
225     }
226
227     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
228         let v = self.var_kinds.push(vk);
229
230         match vk {
231             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
232                 self.variable_map.insert(node_id, v);
233             }
234         }
235
236         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
237
238         v
239     }
240
241     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
242         match self.variable_map.get(&hir_id) {
243             Some(&var) => var,
244             None => {
245                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
246             }
247         }
248     }
249
250     fn variable_name(&self, var: Variable) -> Symbol {
251         match self.var_kinds[var] {
252             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name,
253         }
254     }
255
256     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
257         match self.var_kinds[var] {
258             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
259             Param(..) | Upvar(..) => false,
260         }
261     }
262
263     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
264         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
265     }
266
267     fn collect_shorthand_field_ids(&self, pat: &hir::Pat<'tcx>) -> HirIdSet {
268         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
269         // (`x` rather than `x: x`).
270         let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
271         let mut pats = VecDeque::new();
272         pats.push_back(pat);
273
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 (short, not_short): (Vec<&_>, Vec<&_>) =
282                         fields.iter().partition(|f| f.is_shorthand);
283                     shorthand_field_ids.extend(short.iter().map(|f| f.pat.hir_id));
284                     pats.extend(not_short.iter().map(|f| f.pat));
285                 }
286                 Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
287                     pats.push_back(inner_pat);
288                 }
289                 TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
290                     pats.extend(inner_pats.iter());
291                 }
292                 Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
293                     pats.extend(pre_pats.iter());
294                     pats.extend(inner_pat.iter());
295                     pats.extend(post_pats.iter());
296                 }
297                 _ => {}
298             }
299         }
300
301         return shorthand_field_ids;
302     }
303
304     fn add_from_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'tcx>) {
305         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(pat);
306
307         pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
308             self.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span, hir_id));
309             self.add_variable(Local(LocalInfo {
310                 id: hir_id,
311                 name: ident.name,
312                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
313             }));
314         });
315     }
316 }
317
318 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
319     type NestedFilter = nested_filter::OnlyBodies;
320
321     fn nested_visit_map(&mut self) -> Self::Map {
322         self.tcx.hir()
323     }
324
325     fn visit_body(&mut self, body: &'tcx hir::Body<'tcx>) {
326         debug!("visit_body {:?}", body.id());
327
328         // swap in a new set of IR maps for this body
329         let mut maps = IrMaps::new(self.tcx);
330         let hir_id = maps.tcx.hir().body_owner(body.id());
331         let local_def_id = maps.tcx.hir().local_def_id(hir_id);
332         let def_id = local_def_id.to_def_id();
333
334         // Don't run unused pass for #[derive()]
335         if let Some(parent) = self.tcx.parent(def_id)
336             && let DefKind::Impl = self.tcx.def_kind(parent.expect_local())
337             && self.tcx.has_attr(parent, sym::automatically_derived)
338         {
339             return;
340         }
341
342         // Don't run unused pass for #[naked]
343         if self.tcx.has_attr(def_id, sym::naked) {
344             return;
345         }
346
347         if let Some(upvars) = maps.tcx.upvars_mentioned(def_id) {
348             for &var_hir_id in upvars.keys() {
349                 let var_name = maps.tcx.hir().name(var_hir_id);
350                 maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
351             }
352         }
353
354         // gather up the various local variables, significant expressions,
355         // and so forth:
356         intravisit::walk_body(&mut maps, body);
357
358         // compute liveness
359         let mut lsets = Liveness::new(&mut maps, local_def_id);
360         let entry_ln = lsets.compute(&body, hir_id);
361         lsets.log_liveness(entry_ln, body.id().hir_id);
362
363         // check for various error conditions
364         lsets.visit_body(body);
365         lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
366         lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
367     }
368
369     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
370         self.add_from_pat(&local.pat);
371         intravisit::walk_local(self, local);
372     }
373
374     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
375         self.add_from_pat(&arm.pat);
376         if let Some(hir::Guard::IfLet(ref pat, _)) = arm.guard {
377             self.add_from_pat(pat);
378         }
379         intravisit::walk_arm(self, arm);
380     }
381
382     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
383         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(param.pat);
384         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
385             let var = match param.pat.kind {
386                 rustc_hir::PatKind::Struct(..) => Local(LocalInfo {
387                     id: hir_id,
388                     name: ident.name,
389                     is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
390                 }),
391                 _ => Param(hir_id, ident.name),
392             };
393             self.add_variable(var);
394         });
395         intravisit::walk_param(self, param);
396     }
397
398     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
399         match expr.kind {
400             // live nodes required for uses or definitions of variables:
401             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
402                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
403                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
404                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
405                 }
406                 intravisit::walk_expr(self, expr);
407             }
408             hir::ExprKind::Closure(..) => {
409                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
410                 // breaks or continues)
411                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
412
413                 // Make a live_node for each mentioned variable, with the span
414                 // being the location that the variable is used.  This results
415                 // in better error messages than just pointing at the closure
416                 // construction site.
417                 let mut call_caps = Vec::new();
418                 let closure_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
419                 if let Some(upvars) = self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id) {
420                     call_caps.extend(upvars.keys().map(|var_id| {
421                         let upvar = upvars[var_id];
422                         let upvar_ln = self.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
423                         CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: *var_id }
424                     }));
425                 }
426                 self.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
427                 intravisit::walk_expr(self, expr);
428             }
429
430             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
431                 self.add_from_pat(let_expr.pat);
432                 intravisit::walk_expr(self, expr);
433             }
434
435             // live nodes required for interesting control flow:
436             hir::ExprKind::If(..)
437             | hir::ExprKind::Match(..)
438             | hir::ExprKind::Loop(..)
439             | hir::ExprKind::Yield(..) => {
440                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
441                 intravisit::walk_expr(self, expr);
442             }
443             hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
444                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
445                 intravisit::walk_expr(self, expr);
446             }
447
448             // otherwise, live nodes are not required:
449             hir::ExprKind::Index(..)
450             | hir::ExprKind::Field(..)
451             | hir::ExprKind::Array(..)
452             | hir::ExprKind::Call(..)
453             | hir::ExprKind::MethodCall(..)
454             | hir::ExprKind::Tup(..)
455             | hir::ExprKind::Binary(..)
456             | hir::ExprKind::AddrOf(..)
457             | hir::ExprKind::Cast(..)
458             | hir::ExprKind::DropTemps(..)
459             | hir::ExprKind::Unary(..)
460             | hir::ExprKind::Break(..)
461             | hir::ExprKind::Continue(_)
462             | hir::ExprKind::Lit(_)
463             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
464             | hir::ExprKind::Ret(..)
465             | hir::ExprKind::Block(..)
466             | hir::ExprKind::Assign(..)
467             | hir::ExprKind::AssignOp(..)
468             | hir::ExprKind::Struct(..)
469             | hir::ExprKind::Repeat(..)
470             | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
471             | hir::ExprKind::Box(..)
472             | hir::ExprKind::Type(..)
473             | hir::ExprKind::Err
474             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
475             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => {
476                 intravisit::walk_expr(self, expr);
477             }
478         }
479     }
480 }
481
482 // ______________________________________________________________________
483 // Computing liveness sets
484 //
485 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
486 // the same basic propagation framework in all cases.
487
488 const ACC_READ: u32 = 1;
489 const ACC_WRITE: u32 = 2;
490 const ACC_USE: u32 = 4;
491
492 struct Liveness<'a, 'tcx> {
493     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
494     typeck_results: &'a ty::TypeckResults<'tcx>,
495     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
496     closure_min_captures: Option<&'tcx RootVariableMinCaptureList<'tcx>>,
497     successors: IndexVec<LiveNode, Option<LiveNode>>,
498     rwu_table: rwu_table::RWUTable,
499
500     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
501     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
502     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
503     closure_ln: LiveNode,
504     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
505     /// by explicit return, panic, or other means.
506     exit_ln: LiveNode,
507
508     // mappings from loop node ID to LiveNode
509     // ("break" label should map to loop node ID,
510     // it probably doesn't now)
511     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
512     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
513 }
514
515 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
516     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
517         let typeck_results = ir.tcx.typeck(body_owner);
518         let param_env = ir.tcx.param_env(body_owner);
519         let closure_min_captures = typeck_results.closure_min_captures.get(&body_owner.to_def_id());
520         let closure_ln = ir.add_live_node(ClosureNode);
521         let exit_ln = ir.add_live_node(ExitNode);
522
523         let num_live_nodes = ir.lnks.len();
524         let num_vars = ir.var_kinds.len();
525
526         Liveness {
527             ir,
528             typeck_results,
529             param_env,
530             closure_min_captures,
531             successors: IndexVec::from_elem_n(None, num_live_nodes),
532             rwu_table: rwu_table::RWUTable::new(num_live_nodes, num_vars),
533             closure_ln,
534             exit_ln,
535             break_ln: Default::default(),
536             cont_ln: Default::default(),
537         }
538     }
539
540     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
541         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
542             Some(&ln) => ln,
543             None => {
544                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
545                 // above and the propagation code below; the two sets of
546                 // code have to agree about which AST nodes are worth
547                 // creating liveness nodes for.
548                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
549             }
550         }
551     }
552
553     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
554         self.ir.variable(hir_id, span)
555     }
556
557     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
558         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
559         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
560         // to be the "authoritative" set of ids.
561         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
562             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
563             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
564             self.init_from_succ(ln, succ);
565             self.define(ln, var);
566             succ = ln;
567         });
568         succ
569     }
570
571     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
572         self.rwu_table.get_reader(ln, var)
573     }
574
575     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
576     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
577         let successor = self.successors[ln].unwrap();
578         self.live_on_entry(successor, var)
579     }
580
581     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
582         self.rwu_table.get_used(ln, var)
583     }
584
585     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
586         self.rwu_table.get_writer(ln, var)
587     }
588
589     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
590         let successor = self.successors[ln].unwrap();
591         self.assigned_on_entry(successor, var)
592     }
593
594     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, mut test: F) -> io::Result<()>
595     where
596         F: FnMut(Variable) -> bool,
597     {
598         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
599             let var = Variable::from(var_idx);
600             if test(var) {
601                 write!(wr, " {:?}", var)?;
602             }
603         }
604         Ok(())
605     }
606
607     #[allow(unused_must_use)]
608     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
609         let mut wr = Vec::new();
610         {
611             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
612             write!(wr, "[{:?} of kind {:?} reads", ln, self.ir.lnks[ln]);
613             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_reader(ln, var));
614             write!(wr, "  writes");
615             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_writer(ln, var));
616             write!(wr, "  uses");
617             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_used(ln, var));
618
619             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln]);
620         }
621         String::from_utf8(wr).unwrap()
622     }
623
624     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
625         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
626         debug!(
627             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
628             {
629                 for ln_idx in 0..self.ir.lnks.len() {
630                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode::from(ln_idx)));
631                 }
632                 hir_id
633             },
634             entry_ln
635         );
636     }
637
638     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
639         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
640
641         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
642         // empty when created, and the sets only grow during iterations.
643     }
644
645     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
646         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
647         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
648         self.rwu_table.copy(ln, succ_ln);
649         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
650     }
651
652     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) -> bool {
653         if ln == succ_ln {
654             return false;
655         }
656
657         let changed = self.rwu_table.union(ln, succ_ln);
658         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, changed={})", ln, self.ln_str(succ_ln), changed);
659         changed
660     }
661
662     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
663     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
664     // this) so we just clear out all the data.
665     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
666         let used = self.rwu_table.get_used(writer, var);
667         self.rwu_table.set(writer, var, rwu_table::RWU { reader: false, writer: false, used });
668         debug!("{:?} defines {:?}: {}", writer, var, self.ln_str(writer));
669     }
670
671     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
672     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
673         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
674
675         let mut rwu = self.rwu_table.get(ln, var);
676
677         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
678             rwu.reader = false;
679             rwu.writer = true;
680         }
681
682         // Important: if we both read/write, must do read second
683         // or else the write will override.
684         if (acc & ACC_READ) != 0 {
685             rwu.reader = true;
686         }
687
688         if (acc & ACC_USE) != 0 {
689             rwu.used = true;
690         }
691
692         self.rwu_table.set(ln, var, rwu);
693     }
694
695     fn compute(&mut self, body: &hir::Body<'_>, hir_id: HirId) -> LiveNode {
696         debug!("compute: for body {:?}", body.id().hir_id);
697
698         // # Liveness of captured variables
699         //
700         // When computing the liveness for captured variables we take into
701         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
702         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
703         //
704         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
705         // from the closure.
706         //
707         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
708         // on exit since it is impossible to call the closure again.
709         //
710         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
711         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
712         // itself can access them on subsequent calls.
713
714         if let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures {
715             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
716             for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
717                 for captured_place in min_capture_list {
718                     match captured_place.info.capture_kind {
719                         ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
720                             let var = self.variable(
721                                 var_hir_id,
722                                 captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx),
723                             );
724                             self.acc(self.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
725                         }
726                         ty::UpvarCapture::ByValue => {}
727                     }
728                 }
729             }
730         }
731
732         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln);
733
734         if self.closure_min_captures.is_none() {
735             // Either not a closure, or closure without any captured variables.
736             // No need to determine liveness of captured variables, since there
737             // are none.
738             return succ;
739         }
740
741         let ty = self.typeck_results.node_type(hir_id);
742         match ty.kind() {
743             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
744                 ty::ClosureKind::Fn => {}
745                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
746                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
747             },
748             ty::Generator(..) => return succ,
749             _ => {
750                 span_bug!(
751                     body.value.span,
752                     "{} has upvars so it should have a closure type: {:?}",
753                     hir_id,
754                     ty
755                 );
756             }
757         };
758
759         // Propagate through calls to the closure.
760         loop {
761             self.init_from_succ(self.closure_ln, succ);
762             for param in body.params {
763                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
764                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
765                     self.define(self.closure_ln, var);
766                 })
767             }
768
769             if !self.merge_from_succ(self.exit_ln, self.closure_ln) {
770                 break;
771             }
772             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln));
773         }
774
775         succ
776     }
777
778     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
779         if blk.targeted_by_break {
780             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
781         }
782         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr, succ);
783         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
784     }
785
786     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
787         match stmt.kind {
788             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
789                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
790                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
791                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
792                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
793                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
794                 // immutable variables defined in a loop:
795                 //     loop { let x; x = 5; }
796                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
797                 //
798                 // So now we just check that variables defined w/o an
799                 // initializer are not live at the point of their
800                 // initialization, which is mildly more complex than checking
801                 // once at the func header but otherwise equivalent.
802
803                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init, succ);
804                 self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
805             }
806             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
807             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
808                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
809             }
810         }
811     }
812
813     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
814         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
815     }
816
817     fn propagate_through_opt_expr(
818         &mut self,
819         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
820         succ: LiveNode,
821     ) -> LiveNode {
822         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
823     }
824
825     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
826         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
827
828         match expr.kind {
829             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
830             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
831                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
832             }
833
834             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
835
836             hir::ExprKind::Closure(..) => {
837                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
838
839                 // the construction of a closure itself is not important,
840                 // but we have to consider the closed over variables.
841                 let caps = self
842                     .ir
843                     .capture_info_map
844                     .get(&expr.hir_id)
845                     .cloned()
846                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
847
848                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
849                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
850                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
851                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
852                     cap.ln
853                 })
854             }
855
856             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
857                 let succ = self.propagate_through_expr(let_expr.init, succ);
858                 self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, succ)
859             }
860
861             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
862             // at the label ident
863             hir::ExprKind::Loop(ref blk, ..) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
864
865             hir::ExprKind::Yield(ref e, ..) => {
866                 let yield_ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
867                 self.init_from_succ(yield_ln, succ);
868                 self.merge_from_succ(yield_ln, self.exit_ln);
869                 self.propagate_through_expr(e, yield_ln)
870             }
871
872             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref else_opt) => {
873                 //
874                 //     (cond)
875                 //       |
876                 //       v
877                 //     (expr)
878                 //     /   \
879                 //    |     |
880                 //    v     v
881                 //  (then)(els)
882                 //    |     |
883                 //    v     v
884                 //   (  succ  )
885                 //
886                 let else_ln =
887                     self.propagate_through_opt_expr(else_opt.as_ref().map(|e| &**e), succ);
888                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
889                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
890                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
891                 self.merge_from_succ(ln, then_ln);
892                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
893             }
894
895             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
896                 //
897                 //      (e)
898                 //       |
899                 //       v
900                 //     (expr)
901                 //     / | \
902                 //    |  |  |
903                 //    v  v  v
904                 //   (..arms..)
905                 //    |  |  |
906                 //    v  v  v
907                 //   (  succ  )
908                 //
909                 //
910                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
911                 self.init_empty(ln, succ);
912                 for arm in arms {
913                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
914
915                     let guard_succ = arm.guard.as_ref().map_or(body_succ, |g| match g {
916                         hir::Guard::If(e) => self.propagate_through_expr(e, body_succ),
917                         hir::Guard::IfLet(pat, e) => {
918                             let let_bind = self.define_bindings_in_pat(pat, body_succ);
919                             self.propagate_through_expr(e, let_bind)
920                         }
921                     });
922                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
923                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ);
924                 }
925                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
926             }
927
928             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
929                 // Ignore succ and subst exit_ln.
930                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), self.exit_ln)
931             }
932
933             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
934                 // Find which label this break jumps to
935                 let target = match label.target_id {
936                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
937                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
938                 }
939                 .cloned();
940
941                 // Now that we know the label we're going to,
942                 // look it up in the break loop nodes table
943
944                 match target {
945                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
946                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
947                 }
948             }
949
950             hir::ExprKind::Continue(label) => {
951                 // Find which label this expr continues to
952                 let sc = label
953                     .target_id
954                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
955
956                 // Now that we know the label we're going to,
957                 // look it up in the continue loop nodes table
958                 self.cont_ln
959                     .get(&sc)
960                     .cloned()
961                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
962             }
963
964             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
965                 // see comment on places in
966                 // propagate_through_place_components()
967                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
968                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
969                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
970             }
971
972             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
973                 // an overloaded assign op is like a method call
974                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
975                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
976                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
977                 } else {
978                     // see comment on places in
979                     // propagate_through_place_components()
980                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
981                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
982                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
983                 }
984             }
985
986             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
987             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
988
989             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
990                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
991                 fields
992                     .iter()
993                     .rev()
994                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
995             }
996
997             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
998                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
999                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1000                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1001             }
1002
1003             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args, _) => {
1004                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1005                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1006             }
1007
1008             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1009
1010             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1011                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1012
1013                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1014                 self.init_from_succ(ln, succ);
1015                 self.merge_from_succ(ln, r_succ);
1016
1017                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1018             }
1019
1020             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1021                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1022                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1023             }
1024
1025             hir::ExprKind::Box(ref e)
1026             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1027             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1028             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1029             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1030             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1031             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1032
1033             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1034                 // Handle non-returning asm
1035                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1036                     self.exit_ln
1037                 } else {
1038                     succ
1039                 };
1040
1041                 // Do a first pass for writing outputs only
1042                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1043                     match op {
1044                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1045                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1046                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { .. } => {}
1047                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1048                             if let Some(expr) = expr {
1049                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1050                             }
1051                         }
1052                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1053                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1054                         }
1055                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1056                             if let Some(expr) = out_expr {
1057                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1058                             }
1059                         }
1060                     }
1061                 }
1062
1063                 // Then do a second pass for inputs
1064                 let mut succ = succ;
1065                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1066                     match op {
1067                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. }
1068                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { expr, .. } => {
1069                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1070                         }
1071                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1072                             if let Some(expr) = expr {
1073                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1074                             }
1075                         }
1076                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1077                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1078                         }
1079                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1080                             if let Some(expr) = out_expr {
1081                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1082                             }
1083                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1084                         }
1085                         hir::InlineAsmOperand::Const { .. } => {}
1086                     }
1087                 }
1088                 succ
1089             }
1090
1091             hir::ExprKind::Lit(..)
1092             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1093             | hir::ExprKind::Err
1094             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1095             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1096
1097             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1098             // at the label ident
1099             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1100         }
1101     }
1102
1103     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1104         // # Places
1105         //
1106         // In general, the full flow graph structure for an
1107         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1108         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1109         // value" or not. A tracked value is basically a local
1110         // variable or argument.
1111         //
1112         // The two kinds of graphs are:
1113         //
1114         //    Tracked place          Untracked place
1115         // ----------------------++-----------------------
1116         //                       ||
1117         //         |             ||           |
1118         //         v             ||           v
1119         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1120         //         |             ||           |
1121         //         v             ||           v
1122         // (write of place)     ||   (place components)
1123         //         |             ||           |
1124         //         v             ||           v
1125         //      (succ)           ||        (succ)
1126         //                       ||
1127         // ----------------------++-----------------------
1128         //
1129         // I will cover the two cases in turn:
1130         //
1131         // # Tracked places
1132         //
1133         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1134         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1135         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1136         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1137         // consider.
1138         //
1139         // # Non-tracked places
1140         //
1141         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1142         // basically ignore the value which is written to but generate
1143         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1144         // components reads are generated by
1145         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1146         //
1147         // # Illegal places
1148         //
1149         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1150         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1151         // just ignore such cases and treat them as reads.
1152
1153         match expr.kind {
1154             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1155             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1156             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1157         }
1158     }
1159
1160     // see comment on propagate_through_place()
1161     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1162         match expr.kind {
1163             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1164                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1165             }
1166
1167             // We do not track other places, so just propagate through
1168             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1169             // non-places occur here, because those are detected in the
1170             // later pass borrowck.
1171             _ => succ,
1172         }
1173     }
1174
1175     fn access_var(
1176         &mut self,
1177         hir_id: HirId,
1178         var_hid: HirId,
1179         succ: LiveNode,
1180         acc: u32,
1181         span: Span,
1182     ) -> LiveNode {
1183         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1184         if acc != 0 {
1185             self.init_from_succ(ln, succ);
1186             let var = self.variable(var_hid, span);
1187             self.acc(ln, var, acc);
1188         }
1189         ln
1190     }
1191
1192     fn access_path(
1193         &mut self,
1194         hir_id: HirId,
1195         path: &hir::Path<'_>,
1196         succ: LiveNode,
1197         acc: u32,
1198     ) -> LiveNode {
1199         match path.res {
1200             Res::Local(hid) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1201             _ => succ,
1202         }
1203     }
1204
1205     fn propagate_through_loop(
1206         &mut self,
1207         expr: &Expr<'_>,
1208         body: &hir::Block<'_>,
1209         succ: LiveNode,
1210     ) -> LiveNode {
1211         /*
1212         We model control flow like this:
1213
1214               (expr) <-+
1215                 |      |
1216                 v      |
1217               (body) --+
1218
1219         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1220         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1221         */
1222
1223         // first iteration:
1224         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1225         self.init_empty(ln, succ);
1226         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1227
1228         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1229
1230         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1231
1232         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1233
1234         // repeat until fixed point is reached:
1235         while self.merge_from_succ(ln, body_ln) {
1236             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1237         }
1238
1239         ln
1240     }
1241
1242     fn check_is_ty_uninhabited(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1243         let ty = self.typeck_results.expr_ty(expr);
1244         let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1245         if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, ty, self.param_env) {
1246             match self.ir.lnks[succ] {
1247                 LiveNodeKind::ExprNode(succ_span, succ_id) => {
1248                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "expression");
1249                 }
1250                 LiveNodeKind::VarDefNode(succ_span, succ_id) => {
1251                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "definition");
1252                 }
1253                 _ => {}
1254             };
1255             self.exit_ln
1256         } else {
1257             succ
1258         }
1259     }
1260
1261     fn warn_about_unreachable(
1262         &mut self,
1263         orig_span: Span,
1264         orig_ty: Ty<'tcx>,
1265         expr_span: Span,
1266         expr_id: HirId,
1267         descr: &str,
1268     ) {
1269         if !orig_ty.is_never() {
1270             // Unreachable code warnings are already emitted during type checking.
1271             // However, during type checking, full type information is being
1272             // calculated but not yet available, so the check for diverging
1273             // expressions due to uninhabited result types is pretty crude and
1274             // only checks whether ty.is_never(). Here, we have full type
1275             // information available and can issue warnings for less obviously
1276             // uninhabited types (e.g. empty enums). The check above is used so
1277             // that we do not emit the same warning twice if the uninhabited type
1278             // is indeed `!`.
1279
1280             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1281                 lint::builtin::UNREACHABLE_CODE,
1282                 expr_id,
1283                 expr_span,
1284                 |lint| {
1285                     let msg = format!("unreachable {}", descr);
1286                     lint.build(&msg)
1287                         .span_label(expr_span, &msg)
1288                         .span_label(orig_span, "any code following this expression is unreachable")
1289                         .span_note(
1290                             orig_span,
1291                             &format!(
1292                                 "this expression has type `{}`, which is uninhabited",
1293                                 orig_ty
1294                             ),
1295                         )
1296                         .emit();
1297                 },
1298             );
1299         }
1300     }
1301 }
1302
1303 // _______________________________________________________________________
1304 // Checking for error conditions
1305
1306 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1307     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1308         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1309             if local.init.is_some() {
1310                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1311             }
1312         });
1313
1314         intravisit::walk_local(self, local);
1315     }
1316
1317     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1318         check_expr(self, ex);
1319         intravisit::walk_expr(self, ex);
1320     }
1321
1322     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1323         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, |_, _, _, _| {});
1324         intravisit::walk_arm(self, arm);
1325     }
1326 }
1327
1328 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1329     match expr.kind {
1330         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1331             this.check_place(&l);
1332         }
1333
1334         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1335             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1336                 this.check_place(&l);
1337             }
1338         }
1339
1340         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1341             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1342                 match op {
1343                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1344                         if let Some(expr) = expr {
1345                             this.check_place(expr);
1346                         }
1347                     }
1348                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1349                         this.check_place(expr);
1350                     }
1351                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1352                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1353                             this.check_place(out_expr);
1354                         }
1355                     }
1356                     _ => {}
1357                 }
1358             }
1359         }
1360
1361         hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
1362             this.check_unused_vars_in_pat(let_expr.pat, None, |_, _, _, _| {});
1363         }
1364
1365         // no correctness conditions related to liveness
1366         hir::ExprKind::Call(..)
1367         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1368         | hir::ExprKind::Match(..)
1369         | hir::ExprKind::Loop(..)
1370         | hir::ExprKind::Index(..)
1371         | hir::ExprKind::Field(..)
1372         | hir::ExprKind::Array(..)
1373         | hir::ExprKind::Tup(..)
1374         | hir::ExprKind::Binary(..)
1375         | hir::ExprKind::Cast(..)
1376         | hir::ExprKind::If(..)
1377         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1378         | hir::ExprKind::Unary(..)
1379         | hir::ExprKind::Ret(..)
1380         | hir::ExprKind::Break(..)
1381         | hir::ExprKind::Continue(..)
1382         | hir::ExprKind::Lit(_)
1383         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1384         | hir::ExprKind::Block(..)
1385         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1386         | hir::ExprKind::Struct(..)
1387         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1388         | hir::ExprKind::Closure(..)
1389         | hir::ExprKind::Path(_)
1390         | hir::ExprKind::Yield(..)
1391         | hir::ExprKind::Box(..)
1392         | hir::ExprKind::Type(..)
1393         | hir::ExprKind::Err => {}
1394     }
1395 }
1396
1397 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1398     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1399         match expr.kind {
1400             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1401                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1402                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1403                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1404                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1405                     // as being used.
1406                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1407                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1408                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1409                 }
1410             }
1411             _ => {
1412                 // For other kinds of places, no checks are required,
1413                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1414                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1415             }
1416         }
1417     }
1418
1419     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1420         let name = self.ir.variable_name(var);
1421         if name == kw::Empty {
1422             return None;
1423         }
1424         let name = name.as_str();
1425         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1426             return None;
1427         }
1428         Some(name.to_owned())
1429     }
1430
1431     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1432         let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures else {
1433             return;
1434         };
1435
1436         // If closure_min_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1437         for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
1438             for captured_place in min_capture_list {
1439                 match captured_place.info.capture_kind {
1440                     ty::UpvarCapture::ByValue => {}
1441                     ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1442                 };
1443                 let span = captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx);
1444                 let var = self.variable(var_hir_id, span);
1445                 if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1446                     if !self.live_on_entry(entry_ln, var) {
1447                         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1448                             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1449                                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1450                                 var_hir_id,
1451                                 vec![span],
1452                                 |lint| {
1453                                     lint.build(&format!(
1454                                         "value captured by `{}` is never read",
1455                                         name
1456                                     ))
1457                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1458                                     .emit();
1459                                 },
1460                             );
1461                         }
1462                     }
1463                 } else {
1464                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1465                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1466                             lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1467                             var_hir_id,
1468                             vec![span],
1469                             |lint| {
1470                                 lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name))
1471                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1472                                     .emit();
1473                             },
1474                         );
1475                     }
1476                 }
1477             }
1478         }
1479     }
1480
1481     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1482         for p in body.params {
1483             self.check_unused_vars_in_pat(&p.pat, Some(entry_ln), |spans, hir_id, ln, var| {
1484                 if !self.live_on_entry(ln, var) {
1485                     self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1486                         format!("value passed to `{}` is never read", name)
1487                     });
1488                 }
1489             });
1490         }
1491     }
1492
1493     fn check_unused_vars_in_pat(
1494         &self,
1495         pat: &hir::Pat<'_>,
1496         entry_ln: Option<LiveNode>,
1497         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1498     ) {
1499         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1500         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1501         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1502         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1503         let mut vars: FxIndexMap<Symbol, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span, Span)>)> =
1504             <_>::default();
1505
1506         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1507             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1508             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1509             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp, ident.span);
1510             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1511                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1512                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1513         });
1514
1515         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1516             if self.used_on_entry(ln, var) {
1517                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1518                 let spans =
1519                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, _, ident_span)| ident_span).collect();
1520                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1521             } else {
1522                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var);
1523             }
1524         }
1525     }
1526
1527     fn report_unused(
1528         &self,
1529         hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span, Span)>,
1530         ln: LiveNode,
1531         var: Variable,
1532     ) {
1533         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1534
1535         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1536             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1537             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1538             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1539             let is_assigned =
1540                 if ln == self.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var) };
1541
1542             if is_assigned {
1543                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1544                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1545                     first_hir_id,
1546                     hir_ids_and_spans
1547                         .into_iter()
1548                         .map(|(_, _, ident_span)| ident_span)
1549                         .collect::<Vec<_>>(),
1550                     |lint| {
1551                         lint.build(&format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name))
1552                             .note(&format!("consider using `_{}` instead", name))
1553                             .emit();
1554                     },
1555                 )
1556             } else {
1557                 let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1558                     hir_ids_and_spans.iter().copied().partition(|(hir_id, _, ident_span)| {
1559                         let var = self.variable(*hir_id, *ident_span);
1560                         self.ir.variable_is_shorthand(var)
1561                     });
1562
1563                 // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1564                 // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1565                 // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1566                 if !shorthands.is_empty() {
1567                     let shorthands = shorthands
1568                         .into_iter()
1569                         .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, format!("{}: _", name)))
1570                         .chain(
1571                             non_shorthands
1572                                 .into_iter()
1573                                 .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, "_".to_string())),
1574                         )
1575                         .collect::<Vec<_>>();
1576
1577                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1578                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1579                         first_hir_id,
1580                         hir_ids_and_spans
1581                             .iter()
1582                             .map(|(_, pat_span, _)| *pat_span)
1583                             .collect::<Vec<_>>(),
1584                         |lint| {
1585                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1586                             err.multipart_suggestion(
1587                                 "try ignoring the field",
1588                                 shorthands,
1589                                 Applicability::MachineApplicable,
1590                             );
1591                             err.emit()
1592                         },
1593                     );
1594                 } else {
1595                     let non_shorthands = non_shorthands
1596                         .into_iter()
1597                         .map(|(_, _, ident_span)| (ident_span, format!("_{}", name)))
1598                         .collect::<Vec<_>>();
1599
1600                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1601                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1602                         first_hir_id,
1603                         hir_ids_and_spans
1604                             .iter()
1605                             .map(|(_, _, ident_span)| *ident_span)
1606                             .collect::<Vec<_>>(),
1607                         |lint| {
1608                             let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1609                             err.multipart_suggestion(
1610                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1611                                 non_shorthands,
1612                                 Applicability::MachineApplicable,
1613                             );
1614                             err.emit()
1615                         },
1616                     );
1617                 }
1618             }
1619         }
1620     }
1621
1622     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1623         if !self.live_on_exit(ln, var) {
1624             self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1625                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1626             });
1627         }
1628     }
1629
1630     fn report_unused_assign(
1631         &self,
1632         hir_id: HirId,
1633         spans: Vec<Span>,
1634         var: Variable,
1635         message: impl Fn(&str) -> String,
1636     ) {
1637         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1638             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1639                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1640                 hir_id,
1641                 spans,
1642                 |lint| {
1643                     lint.build(&message(&name))
1644                         .help("maybe it is overwritten before being read?")
1645                         .emit();
1646                 },
1647             )
1648         }
1649     }
1650 }