]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
Rollup merge of #99771 - GuillaumeGomez:update-pulldown-cmark, r=Urgau
[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));
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<_>, _) =
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         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         let parent = self.tcx.local_parent(local_def_id);
336         if let DefKind::Impl = self.tcx.def_kind(parent)
337             && self.tcx.has_attr(parent.to_def_id(), 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         if local.els.is_some() {
372             self.add_live_node_for_node(local.hir_id, ExprNode(local.span, local.hir_id));
373         }
374         intravisit::walk_local(self, local);
375     }
376
377     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
378         self.add_from_pat(&arm.pat);
379         if let Some(hir::Guard::IfLet(ref let_expr)) = arm.guard {
380             self.add_from_pat(let_expr.pat);
381         }
382         intravisit::walk_arm(self, arm);
383     }
384
385     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
386         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(param.pat);
387         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
388             let var = match param.pat.kind {
389                 rustc_hir::PatKind::Struct(..) => Local(LocalInfo {
390                     id: hir_id,
391                     name: ident.name,
392                     is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
393                 }),
394                 _ => Param(hir_id, ident.name),
395             };
396             self.add_variable(var);
397         });
398         intravisit::walk_param(self, param);
399     }
400
401     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
402         match expr.kind {
403             // live nodes required for uses or definitions of variables:
404             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
405                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
406                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
407                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
408                 }
409                 intravisit::walk_expr(self, expr);
410             }
411             hir::ExprKind::Closure { .. } => {
412                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
413                 // breaks or continues)
414                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
415
416                 // Make a live_node for each mentioned variable, with the span
417                 // being the location that the variable is used.  This results
418                 // in better error messages than just pointing at the closure
419                 // construction site.
420                 let mut call_caps = Vec::new();
421                 let closure_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
422                 if let Some(upvars) = self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id) {
423                     call_caps.extend(upvars.keys().map(|var_id| {
424                         let upvar = upvars[var_id];
425                         let upvar_ln = self.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
426                         CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: *var_id }
427                     }));
428                 }
429                 self.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
430                 intravisit::walk_expr(self, expr);
431             }
432
433             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
434                 self.add_from_pat(let_expr.pat);
435                 intravisit::walk_expr(self, expr);
436             }
437
438             // live nodes required for interesting control flow:
439             hir::ExprKind::If(..)
440             | hir::ExprKind::Match(..)
441             | hir::ExprKind::Loop(..)
442             | hir::ExprKind::Yield(..) => {
443                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
444                 intravisit::walk_expr(self, expr);
445             }
446             hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
447                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
448                 intravisit::walk_expr(self, expr);
449             }
450
451             // otherwise, live nodes are not required:
452             hir::ExprKind::Index(..)
453             | hir::ExprKind::Field(..)
454             | hir::ExprKind::Array(..)
455             | hir::ExprKind::Call(..)
456             | hir::ExprKind::MethodCall(..)
457             | hir::ExprKind::Tup(..)
458             | hir::ExprKind::Binary(..)
459             | hir::ExprKind::AddrOf(..)
460             | hir::ExprKind::Cast(..)
461             | hir::ExprKind::DropTemps(..)
462             | hir::ExprKind::Unary(..)
463             | hir::ExprKind::Break(..)
464             | hir::ExprKind::Continue(_)
465             | hir::ExprKind::Lit(_)
466             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
467             | hir::ExprKind::Ret(..)
468             | hir::ExprKind::Block(..)
469             | hir::ExprKind::Assign(..)
470             | hir::ExprKind::AssignOp(..)
471             | hir::ExprKind::Struct(..)
472             | hir::ExprKind::Repeat(..)
473             | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
474             | hir::ExprKind::Box(..)
475             | hir::ExprKind::Type(..)
476             | hir::ExprKind::Err
477             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
478             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => {
479                 intravisit::walk_expr(self, expr);
480             }
481         }
482     }
483 }
484
485 // ______________________________________________________________________
486 // Computing liveness sets
487 //
488 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
489 // the same basic propagation framework in all cases.
490
491 const ACC_READ: u32 = 1;
492 const ACC_WRITE: u32 = 2;
493 const ACC_USE: u32 = 4;
494
495 struct Liveness<'a, 'tcx> {
496     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
497     typeck_results: &'a ty::TypeckResults<'tcx>,
498     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
499     closure_min_captures: Option<&'tcx RootVariableMinCaptureList<'tcx>>,
500     successors: IndexVec<LiveNode, Option<LiveNode>>,
501     rwu_table: rwu_table::RWUTable,
502
503     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
504     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
505     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
506     closure_ln: LiveNode,
507     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
508     /// by explicit return, panic, or other means.
509     exit_ln: LiveNode,
510
511     // mappings from loop node ID to LiveNode
512     // ("break" label should map to loop node ID,
513     // it probably doesn't now)
514     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
515     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
516 }
517
518 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
519     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
520         let typeck_results = ir.tcx.typeck(body_owner);
521         let param_env = ir.tcx.param_env(body_owner);
522         let closure_min_captures = typeck_results.closure_min_captures.get(&body_owner.to_def_id());
523         let closure_ln = ir.add_live_node(ClosureNode);
524         let exit_ln = ir.add_live_node(ExitNode);
525
526         let num_live_nodes = ir.lnks.len();
527         let num_vars = ir.var_kinds.len();
528
529         Liveness {
530             ir,
531             typeck_results,
532             param_env,
533             closure_min_captures,
534             successors: IndexVec::from_elem_n(None, num_live_nodes),
535             rwu_table: rwu_table::RWUTable::new(num_live_nodes, num_vars),
536             closure_ln,
537             exit_ln,
538             break_ln: Default::default(),
539             cont_ln: Default::default(),
540         }
541     }
542
543     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
544         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
545             Some(&ln) => ln,
546             None => {
547                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
548                 // above and the propagation code below; the two sets of
549                 // code have to agree about which AST nodes are worth
550                 // creating liveness nodes for.
551                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
552             }
553         }
554     }
555
556     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
557         self.ir.variable(hir_id, span)
558     }
559
560     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
561         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
562         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
563         // to be the "authoritative" set of ids.
564         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
565             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
566             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
567             self.init_from_succ(ln, succ);
568             self.define(ln, var);
569             succ = ln;
570         });
571         succ
572     }
573
574     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
575         self.rwu_table.get_reader(ln, var)
576     }
577
578     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
579     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
580         let successor = self.successors[ln].unwrap();
581         self.live_on_entry(successor, var)
582     }
583
584     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
585         self.rwu_table.get_used(ln, var)
586     }
587
588     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
589         self.rwu_table.get_writer(ln, var)
590     }
591
592     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
593         let successor = self.successors[ln].unwrap();
594         self.assigned_on_entry(successor, var)
595     }
596
597     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, mut test: F) -> io::Result<()>
598     where
599         F: FnMut(Variable) -> bool,
600     {
601         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
602             let var = Variable::from(var_idx);
603             if test(var) {
604                 write!(wr, " {:?}", var)?;
605             }
606         }
607         Ok(())
608     }
609
610     #[allow(unused_must_use)]
611     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
612         let mut wr = Vec::new();
613         {
614             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
615             write!(wr, "[{:?} of kind {:?} reads", ln, self.ir.lnks[ln]);
616             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_reader(ln, var));
617             write!(wr, "  writes");
618             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_writer(ln, var));
619             write!(wr, "  uses");
620             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_used(ln, var));
621
622             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln]);
623         }
624         String::from_utf8(wr).unwrap()
625     }
626
627     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
628         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
629         debug!(
630             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
631             {
632                 for ln_idx in 0..self.ir.lnks.len() {
633                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode::from(ln_idx)));
634                 }
635                 hir_id
636             },
637             entry_ln
638         );
639     }
640
641     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
642         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
643
644         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
645         // empty when created, and the sets only grow during iterations.
646     }
647
648     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
649         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
650         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
651         self.rwu_table.copy(ln, succ_ln);
652         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
653     }
654
655     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) -> bool {
656         if ln == succ_ln {
657             return false;
658         }
659
660         let changed = self.rwu_table.union(ln, succ_ln);
661         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, changed={})", ln, self.ln_str(succ_ln), changed);
662         changed
663     }
664
665     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
666     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
667     // this) so we just clear out all the data.
668     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
669         let used = self.rwu_table.get_used(writer, var);
670         self.rwu_table.set(writer, var, rwu_table::RWU { reader: false, writer: false, used });
671         debug!("{:?} defines {:?}: {}", writer, var, self.ln_str(writer));
672     }
673
674     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
675     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
676         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
677
678         let mut rwu = self.rwu_table.get(ln, var);
679
680         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
681             rwu.reader = false;
682             rwu.writer = true;
683         }
684
685         // Important: if we both read/write, must do read second
686         // or else the write will override.
687         if (acc & ACC_READ) != 0 {
688             rwu.reader = true;
689         }
690
691         if (acc & ACC_USE) != 0 {
692             rwu.used = true;
693         }
694
695         self.rwu_table.set(ln, var, rwu);
696     }
697
698     fn compute(&mut self, body: &hir::Body<'_>, hir_id: HirId) -> LiveNode {
699         debug!("compute: for body {:?}", body.id().hir_id);
700
701         // # Liveness of captured variables
702         //
703         // When computing the liveness for captured variables we take into
704         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
705         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
706         //
707         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
708         // from the closure.
709         //
710         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
711         // on exit since it is impossible to call the closure again.
712         //
713         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
714         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
715         // itself can access them on subsequent calls.
716
717         if let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures {
718             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
719             for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
720                 for captured_place in min_capture_list {
721                     match captured_place.info.capture_kind {
722                         ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
723                             let var = self.variable(
724                                 var_hir_id,
725                                 captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx),
726                             );
727                             self.acc(self.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
728                         }
729                         ty::UpvarCapture::ByValue => {}
730                     }
731                 }
732             }
733         }
734
735         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln);
736
737         if self.closure_min_captures.is_none() {
738             // Either not a closure, or closure without any captured variables.
739             // No need to determine liveness of captured variables, since there
740             // are none.
741             return succ;
742         }
743
744         let ty = self.typeck_results.node_type(hir_id);
745         match ty.kind() {
746             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
747                 ty::ClosureKind::Fn => {}
748                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
749                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
750             },
751             ty::Generator(..) => return succ,
752             _ => {
753                 span_bug!(
754                     body.value.span,
755                     "{} has upvars so it should have a closure type: {:?}",
756                     hir_id,
757                     ty
758                 );
759             }
760         };
761
762         // Propagate through calls to the closure.
763         loop {
764             self.init_from_succ(self.closure_ln, succ);
765             for param in body.params {
766                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
767                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
768                     self.define(self.closure_ln, var);
769                 })
770             }
771
772             if !self.merge_from_succ(self.exit_ln, self.closure_ln) {
773                 break;
774             }
775             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln));
776         }
777
778         succ
779     }
780
781     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
782         if blk.targeted_by_break {
783             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
784         }
785         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr, succ);
786         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
787     }
788
789     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
790         match stmt.kind {
791             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
792                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
793                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
794                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
795                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
796                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
797                 // immutable variables defined in a loop:
798                 //     loop { let x; x = 5; }
799                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
800                 //
801                 // So now we just check that variables defined w/o an
802                 // initializer are not live at the point of their
803                 // initialization, which is mildly more complex than checking
804                 // once at the func header but otherwise equivalent.
805
806                 if let Some(els) = local.els {
807                     // Eventually, `let pat: ty = init else { els };` is mostly equivalent to
808                     // `let (bindings, ...) = match init { pat => (bindings, ...), _ => els };`
809                     // except that extended lifetime applies at the `init` location.
810                     //
811                     //       (e)
812                     //        |
813                     //        v
814                     //      (expr)
815                     //      /   \
816                     //     |     |
817                     //     v     v
818                     // bindings  els
819                     //     |
820                     //     v
821                     // ( succ )
822                     //
823                     if let Some(init) = local.init {
824                         let else_ln = self.propagate_through_block(els, succ);
825                         let ln = self.live_node(local.hir_id, local.span);
826                         self.init_from_succ(ln, succ);
827                         self.merge_from_succ(ln, else_ln);
828                         let succ = self.propagate_through_expr(init, ln);
829                         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
830                     } else {
831                         span_bug!(
832                             stmt.span,
833                             "variable is uninitialized but an unexpected else branch is found"
834                         )
835                     }
836                 } else {
837                     let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init, succ);
838                     self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
839                 }
840             }
841             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
842             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
843                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
844             }
845         }
846     }
847
848     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
849         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
850     }
851
852     fn propagate_through_opt_expr(
853         &mut self,
854         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
855         succ: LiveNode,
856     ) -> LiveNode {
857         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
858     }
859
860     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
861         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
862
863         match expr.kind {
864             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
865             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
866                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
867             }
868
869             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
870
871             hir::ExprKind::Closure { .. } => {
872                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
873
874                 // the construction of a closure itself is not important,
875                 // but we have to consider the closed over variables.
876                 let caps = self
877                     .ir
878                     .capture_info_map
879                     .get(&expr.hir_id)
880                     .cloned()
881                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
882
883                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
884                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
885                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
886                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
887                     cap.ln
888                 })
889             }
890
891             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
892                 let succ = self.propagate_through_expr(let_expr.init, succ);
893                 self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, succ)
894             }
895
896             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
897             // at the label ident
898             hir::ExprKind::Loop(ref blk, ..) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
899
900             hir::ExprKind::Yield(ref e, ..) => {
901                 let yield_ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
902                 self.init_from_succ(yield_ln, succ);
903                 self.merge_from_succ(yield_ln, self.exit_ln);
904                 self.propagate_through_expr(e, yield_ln)
905             }
906
907             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref else_opt) => {
908                 //
909                 //     (cond)
910                 //       |
911                 //       v
912                 //     (expr)
913                 //     /   \
914                 //    |     |
915                 //    v     v
916                 //  (then)(els)
917                 //    |     |
918                 //    v     v
919                 //   (  succ  )
920                 //
921                 let else_ln =
922                     self.propagate_through_opt_expr(else_opt.as_ref().map(|e| &**e), succ);
923                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
924                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
925                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
926                 self.merge_from_succ(ln, then_ln);
927                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
928             }
929
930             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
931                 //
932                 //      (e)
933                 //       |
934                 //       v
935                 //     (expr)
936                 //     / | \
937                 //    |  |  |
938                 //    v  v  v
939                 //   (..arms..)
940                 //    |  |  |
941                 //    v  v  v
942                 //   (  succ  )
943                 //
944                 //
945                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
946                 self.init_empty(ln, succ);
947                 for arm in arms {
948                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
949
950                     let guard_succ = arm.guard.as_ref().map_or(body_succ, |g| match g {
951                         hir::Guard::If(e) => self.propagate_through_expr(e, body_succ),
952                         hir::Guard::IfLet(let_expr) => {
953                             let let_bind = self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, body_succ);
954                             self.propagate_through_expr(let_expr.init, let_bind)
955                         }
956                     });
957                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
958                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ);
959                 }
960                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
961             }
962
963             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
964                 // Ignore succ and subst exit_ln.
965                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), self.exit_ln)
966             }
967
968             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
969                 // Find which label this break jumps to
970                 let target = match label.target_id {
971                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
972                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
973                 }
974                 .cloned();
975
976                 // Now that we know the label we're going to,
977                 // look it up in the break loop nodes table
978
979                 match target {
980                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
981                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
982                 }
983             }
984
985             hir::ExprKind::Continue(label) => {
986                 // Find which label this expr continues to
987                 let sc = label
988                     .target_id
989                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
990
991                 // Now that we know the label we're going to,
992                 // look it up in the continue loop nodes table
993                 self.cont_ln
994                     .get(&sc)
995                     .cloned()
996                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
997             }
998
999             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
1000                 // see comment on places in
1001                 // propagate_through_place_components()
1002                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1003                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1004                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1005             }
1006
1007             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1008                 // an overloaded assign op is like a method call
1009                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
1010                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1011                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1012                 } else {
1013                     // see comment on places in
1014                     // propagate_through_place_components()
1015                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
1016                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1017                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1018                 }
1019             }
1020
1021             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1022             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1023
1024             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1025                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1026                 fields
1027                     .iter()
1028                     .rev()
1029                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
1030             }
1031
1032             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1033                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1034                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1035                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1036             }
1037
1038             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args, _) => {
1039                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1040                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1041             }
1042
1043             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1044
1045             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1046                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1047
1048                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1049                 self.init_from_succ(ln, succ);
1050                 self.merge_from_succ(ln, r_succ);
1051
1052                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1053             }
1054
1055             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1056                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1057                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1058             }
1059
1060             hir::ExprKind::Box(ref e)
1061             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1062             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1063             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1064             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1065             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1066             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1067
1068             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1069                 // Handle non-returning asm
1070                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1071                     self.exit_ln
1072                 } else {
1073                     succ
1074                 };
1075
1076                 // Do a first pass for writing outputs only
1077                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1078                     match op {
1079                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1080                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1081                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1082                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1083                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1084                             if let Some(expr) = expr {
1085                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1086                             }
1087                         }
1088                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1089                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1090                         }
1091                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1092                             if let Some(expr) = out_expr {
1093                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1094                             }
1095                         }
1096                     }
1097                 }
1098
1099                 // Then do a second pass for inputs
1100                 let mut succ = succ;
1101                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1102                     match op {
1103                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. } => {
1104                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1105                         }
1106                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1107                             if let Some(expr) = expr {
1108                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1109                             }
1110                         }
1111                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1112                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1113                         }
1114                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1115                             if let Some(expr) = out_expr {
1116                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1117                             }
1118                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1119                         }
1120                         hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1121                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1122                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1123                     }
1124                 }
1125                 succ
1126             }
1127
1128             hir::ExprKind::Lit(..)
1129             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1130             | hir::ExprKind::Err
1131             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1132             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1133
1134             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1135             // at the label ident
1136             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1137         }
1138     }
1139
1140     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1141         // # Places
1142         //
1143         // In general, the full flow graph structure for an
1144         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1145         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1146         // value" or not. A tracked value is basically a local
1147         // variable or argument.
1148         //
1149         // The two kinds of graphs are:
1150         //
1151         //    Tracked place          Untracked place
1152         // ----------------------++-----------------------
1153         //                       ||
1154         //         |             ||           |
1155         //         v             ||           v
1156         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1157         //         |             ||           |
1158         //         v             ||           v
1159         // (write of place)      ||   (place components)
1160         //         |             ||           |
1161         //         v             ||           v
1162         //      (succ)           ||        (succ)
1163         //                       ||
1164         // ----------------------++-----------------------
1165         //
1166         // I will cover the two cases in turn:
1167         //
1168         // # Tracked places
1169         //
1170         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1171         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1172         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1173         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1174         // consider.
1175         //
1176         // # Non-tracked places
1177         //
1178         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1179         // basically ignore the value which is written to but generate
1180         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1181         // components reads are generated by
1182         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1183         //
1184         // # Illegal places
1185         //
1186         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1187         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1188         // just ignore such cases and treat them as reads.
1189
1190         match expr.kind {
1191             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1192             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1193             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1194         }
1195     }
1196
1197     // see comment on propagate_through_place()
1198     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1199         match expr.kind {
1200             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1201                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1202             }
1203
1204             // We do not track other places, so just propagate through
1205             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1206             // non-places occur here, because those are detected in the
1207             // later pass borrowck.
1208             _ => succ,
1209         }
1210     }
1211
1212     fn access_var(
1213         &mut self,
1214         hir_id: HirId,
1215         var_hid: HirId,
1216         succ: LiveNode,
1217         acc: u32,
1218         span: Span,
1219     ) -> LiveNode {
1220         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1221         if acc != 0 {
1222             self.init_from_succ(ln, succ);
1223             let var = self.variable(var_hid, span);
1224             self.acc(ln, var, acc);
1225         }
1226         ln
1227     }
1228
1229     fn access_path(
1230         &mut self,
1231         hir_id: HirId,
1232         path: &hir::Path<'_>,
1233         succ: LiveNode,
1234         acc: u32,
1235     ) -> LiveNode {
1236         match path.res {
1237             Res::Local(hid) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1238             _ => succ,
1239         }
1240     }
1241
1242     fn propagate_through_loop(
1243         &mut self,
1244         expr: &Expr<'_>,
1245         body: &hir::Block<'_>,
1246         succ: LiveNode,
1247     ) -> LiveNode {
1248         /*
1249         We model control flow like this:
1250
1251               (expr) <-+
1252                 |      |
1253                 v      |
1254               (body) --+
1255
1256         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1257         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1258         */
1259
1260         // first iteration:
1261         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1262         self.init_empty(ln, succ);
1263         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1264
1265         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1266
1267         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1268
1269         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1270
1271         // repeat until fixed point is reached:
1272         while self.merge_from_succ(ln, body_ln) {
1273             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1274         }
1275
1276         ln
1277     }
1278
1279     fn check_is_ty_uninhabited(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1280         let ty = self.typeck_results.expr_ty(expr);
1281         let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1282         if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, ty, self.param_env) {
1283             match self.ir.lnks[succ] {
1284                 LiveNodeKind::ExprNode(succ_span, succ_id) => {
1285                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "expression");
1286                 }
1287                 LiveNodeKind::VarDefNode(succ_span, succ_id) => {
1288                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "definition");
1289                 }
1290                 _ => {}
1291             };
1292             self.exit_ln
1293         } else {
1294             succ
1295         }
1296     }
1297
1298     fn warn_about_unreachable(
1299         &mut self,
1300         orig_span: Span,
1301         orig_ty: Ty<'tcx>,
1302         expr_span: Span,
1303         expr_id: HirId,
1304         descr: &str,
1305     ) {
1306         if !orig_ty.is_never() {
1307             // Unreachable code warnings are already emitted during type checking.
1308             // However, during type checking, full type information is being
1309             // calculated but not yet available, so the check for diverging
1310             // expressions due to uninhabited result types is pretty crude and
1311             // only checks whether ty.is_never(). Here, we have full type
1312             // information available and can issue warnings for less obviously
1313             // uninhabited types (e.g. empty enums). The check above is used so
1314             // that we do not emit the same warning twice if the uninhabited type
1315             // is indeed `!`.
1316
1317             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1318                 lint::builtin::UNREACHABLE_CODE,
1319                 expr_id,
1320                 expr_span,
1321                 |lint| {
1322                     let msg = format!("unreachable {}", descr);
1323                     lint.build(&msg)
1324                         .span_label(expr_span, &msg)
1325                         .span_label(orig_span, "any code following this expression is unreachable")
1326                         .span_note(
1327                             orig_span,
1328                             &format!(
1329                                 "this expression has type `{}`, which is uninhabited",
1330                                 orig_ty
1331                             ),
1332                         )
1333                         .emit();
1334                 },
1335             );
1336         }
1337     }
1338 }
1339
1340 // _______________________________________________________________________
1341 // Checking for error conditions
1342
1343 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1344     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1345         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1346             if local.init.is_some() {
1347                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1348             }
1349         });
1350
1351         intravisit::walk_local(self, local);
1352     }
1353
1354     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1355         check_expr(self, ex);
1356         intravisit::walk_expr(self, ex);
1357     }
1358
1359     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1360         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, |_, _, _, _| {});
1361         intravisit::walk_arm(self, arm);
1362     }
1363 }
1364
1365 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1366     match expr.kind {
1367         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1368             this.check_place(&l);
1369         }
1370
1371         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1372             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1373                 this.check_place(&l);
1374             }
1375         }
1376
1377         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1378             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1379                 match op {
1380                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1381                         if let Some(expr) = expr {
1382                             this.check_place(expr);
1383                         }
1384                     }
1385                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1386                         this.check_place(expr);
1387                     }
1388                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1389                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1390                             this.check_place(out_expr);
1391                         }
1392                     }
1393                     _ => {}
1394                 }
1395             }
1396         }
1397
1398         hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
1399             this.check_unused_vars_in_pat(let_expr.pat, None, |_, _, _, _| {});
1400         }
1401
1402         // no correctness conditions related to liveness
1403         hir::ExprKind::Call(..)
1404         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1405         | hir::ExprKind::Match(..)
1406         | hir::ExprKind::Loop(..)
1407         | hir::ExprKind::Index(..)
1408         | hir::ExprKind::Field(..)
1409         | hir::ExprKind::Array(..)
1410         | hir::ExprKind::Tup(..)
1411         | hir::ExprKind::Binary(..)
1412         | hir::ExprKind::Cast(..)
1413         | hir::ExprKind::If(..)
1414         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1415         | hir::ExprKind::Unary(..)
1416         | hir::ExprKind::Ret(..)
1417         | hir::ExprKind::Break(..)
1418         | hir::ExprKind::Continue(..)
1419         | hir::ExprKind::Lit(_)
1420         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1421         | hir::ExprKind::Block(..)
1422         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1423         | hir::ExprKind::Struct(..)
1424         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1425         | hir::ExprKind::Closure { .. }
1426         | hir::ExprKind::Path(_)
1427         | hir::ExprKind::Yield(..)
1428         | hir::ExprKind::Box(..)
1429         | hir::ExprKind::Type(..)
1430         | hir::ExprKind::Err => {}
1431     }
1432 }
1433
1434 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1435     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1436         match expr.kind {
1437             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1438                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1439                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1440                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1441                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1442                     // as being used.
1443                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1444                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1445                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1446                 }
1447             }
1448             _ => {
1449                 // For other kinds of places, no checks are required,
1450                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1451                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1452             }
1453         }
1454     }
1455
1456     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1457         let name = self.ir.variable_name(var);
1458         if name == kw::Empty {
1459             return None;
1460         }
1461         let name = name.as_str();
1462         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1463             return None;
1464         }
1465         Some(name.to_owned())
1466     }
1467
1468     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1469         let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures else {
1470             return;
1471         };
1472
1473         // If closure_min_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1474         for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
1475             for captured_place in min_capture_list {
1476                 match captured_place.info.capture_kind {
1477                     ty::UpvarCapture::ByValue => {}
1478                     ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1479                 };
1480                 let span = captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx);
1481                 let var = self.variable(var_hir_id, span);
1482                 if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1483                     if !self.live_on_entry(entry_ln, var) {
1484                         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1485                             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1486                                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1487                                 var_hir_id,
1488                                 vec![span],
1489                                 |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 }