]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_passes/src/liveness.rs
Rollup merge of #104216 - Nilstrieb:dont-ice-invalid-operator-traits, r=estebank
[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_errors::Diagnostic;
91 use rustc_hir as hir;
92 use rustc_hir::def::*;
93 use rustc_hir::def_id::{DefId, LocalDefId};
94 use rustc_hir::intravisit::{self, Visitor};
95 use rustc_hir::{Expr, HirId, HirIdMap, HirIdSet};
96 use rustc_index::vec::IndexVec;
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::{BytePos, 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_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) {
143     let local_def_id = match def_id.as_local() {
144         None => return,
145         Some(def_id) => def_id,
146     };
147
148     // Don't run unused pass for #[derive()]
149     let parent = tcx.local_parent(local_def_id);
150     if let DefKind::Impl = tcx.def_kind(parent)
151         && tcx.has_attr(parent.to_def_id(), sym::automatically_derived)
152     {
153         return;
154     }
155
156     // Don't run unused pass for #[naked]
157     if tcx.has_attr(def_id, sym::naked) {
158         return;
159     }
160
161     let mut maps = IrMaps::new(tcx);
162     let body_id = tcx.hir().body_owned_by(local_def_id);
163     let hir_id = tcx.hir().body_owner(body_id);
164     let body = tcx.hir().body(body_id);
165
166     if let Some(upvars) = tcx.upvars_mentioned(def_id) {
167         for &var_hir_id in upvars.keys() {
168             let var_name = tcx.hir().name(var_hir_id);
169             maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
170         }
171     }
172
173     // gather up the various local variables, significant expressions,
174     // and so forth:
175     maps.visit_body(body);
176
177     // compute liveness
178     let mut lsets = Liveness::new(&mut maps, local_def_id);
179     let entry_ln = lsets.compute(&body, hir_id);
180     lsets.log_liveness(entry_ln, body_id.hir_id);
181
182     // check for various error conditions
183     lsets.visit_body(body);
184     lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
185     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
186 }
187
188 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
189     *providers = Providers { check_liveness, ..*providers };
190 }
191
192 // ______________________________________________________________________
193 // Creating ir_maps
194 //
195 // This is the first pass and the one that drives the main
196 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
197 // we count for each function the number of variables as well as
198 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
199 // capture clause that does something of interest: either it has
200 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
201 //
202 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
203 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
204 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
205 // of live variables at each program point.
206 //
207 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
208 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
209 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
210 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
211 // variable must not be assigned if there is some successor
212 // assignment.  And so forth.
213
214 struct CaptureInfo {
215     ln: LiveNode,
216     var_hid: HirId,
217 }
218
219 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
220 struct LocalInfo {
221     id: HirId,
222     name: Symbol,
223     is_shorthand: bool,
224 }
225
226 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
227 enum VarKind {
228     Param(HirId, Symbol),
229     Local(LocalInfo),
230     Upvar(HirId, Symbol),
231 }
232
233 struct CollectLitsVisitor<'tcx> {
234     lit_exprs: Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
235 }
236
237 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for CollectLitsVisitor<'tcx> {
238     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
239         if let hir::ExprKind::Lit(_) = expr.kind {
240             self.lit_exprs.push(expr);
241         }
242         intravisit::walk_expr(self, expr);
243     }
244 }
245
246 struct IrMaps<'tcx> {
247     tcx: TyCtxt<'tcx>,
248     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
249     variable_map: HirIdMap<Variable>,
250     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
251     var_kinds: IndexVec<Variable, VarKind>,
252     lnks: IndexVec<LiveNode, LiveNodeKind>,
253 }
254
255 impl<'tcx> IrMaps<'tcx> {
256     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'tcx> {
257         IrMaps {
258             tcx,
259             live_node_map: HirIdMap::default(),
260             variable_map: HirIdMap::default(),
261             capture_info_map: Default::default(),
262             var_kinds: IndexVec::new(),
263             lnks: IndexVec::new(),
264         }
265     }
266
267     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
268         let ln = self.lnks.push(lnk);
269
270         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
271
272         ln
273     }
274
275     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
276         let ln = self.add_live_node(lnk);
277         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
278
279         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
280     }
281
282     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
283         let v = self.var_kinds.push(vk);
284
285         match vk {
286             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
287                 self.variable_map.insert(node_id, v);
288             }
289         }
290
291         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
292
293         v
294     }
295
296     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
297         match self.variable_map.get(&hir_id) {
298             Some(&var) => var,
299             None => {
300                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
301             }
302         }
303     }
304
305     fn variable_name(&self, var: Variable) -> Symbol {
306         match self.var_kinds[var] {
307             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name,
308         }
309     }
310
311     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
312         match self.var_kinds[var] {
313             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
314             Param(..) | Upvar(..) => false,
315         }
316     }
317
318     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
319         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
320     }
321
322     fn collect_shorthand_field_ids(&self, pat: &hir::Pat<'tcx>) -> HirIdSet {
323         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
324         // (`x` rather than `x: x`).
325         let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
326         let mut pats = VecDeque::new();
327         pats.push_back(pat);
328
329         while let Some(pat) = pats.pop_front() {
330             use rustc_hir::PatKind::*;
331             match &pat.kind {
332                 Binding(.., inner_pat) => {
333                     pats.extend(inner_pat.iter());
334                 }
335                 Struct(_, fields, _) => {
336                     let (short, not_short): (Vec<_>, _) =
337                         fields.iter().partition(|f| f.is_shorthand);
338                     shorthand_field_ids.extend(short.iter().map(|f| f.pat.hir_id));
339                     pats.extend(not_short.iter().map(|f| f.pat));
340                 }
341                 Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
342                     pats.push_back(inner_pat);
343                 }
344                 TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
345                     pats.extend(inner_pats.iter());
346                 }
347                 Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
348                     pats.extend(pre_pats.iter());
349                     pats.extend(inner_pat.iter());
350                     pats.extend(post_pats.iter());
351                 }
352                 _ => {}
353             }
354         }
355
356         shorthand_field_ids
357     }
358
359     fn add_from_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'tcx>) {
360         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(pat);
361
362         pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
363             self.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span, hir_id));
364             self.add_variable(Local(LocalInfo {
365                 id: hir_id,
366                 name: ident.name,
367                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
368             }));
369         });
370     }
371 }
372
373 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
374     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
375         self.add_from_pat(&local.pat);
376         if local.els.is_some() {
377             self.add_live_node_for_node(local.hir_id, ExprNode(local.span, local.hir_id));
378         }
379         intravisit::walk_local(self, local);
380     }
381
382     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
383         self.add_from_pat(&arm.pat);
384         if let Some(hir::Guard::IfLet(ref let_expr)) = arm.guard {
385             self.add_from_pat(let_expr.pat);
386         }
387         intravisit::walk_arm(self, arm);
388     }
389
390     fn visit_param(&mut self, param: &'tcx hir::Param<'tcx>) {
391         let shorthand_field_ids = self.collect_shorthand_field_ids(param.pat);
392         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
393             let var = match param.pat.kind {
394                 rustc_hir::PatKind::Struct(..) => Local(LocalInfo {
395                     id: hir_id,
396                     name: ident.name,
397                     is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
398                 }),
399                 _ => Param(hir_id, ident.name),
400             };
401             self.add_variable(var);
402         });
403         intravisit::walk_param(self, param);
404     }
405
406     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
407         match expr.kind {
408             // live nodes required for uses or definitions of variables:
409             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
410                 debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
411                 if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
412                     self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
413                 }
414                 intravisit::walk_expr(self, expr);
415             }
416             hir::ExprKind::Closure { .. } => {
417                 // Interesting control flow (for loops can contain labeled
418                 // breaks or continues)
419                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
420
421                 // Make a live_node for each mentioned variable, with the span
422                 // being the location that the variable is used.  This results
423                 // in better error messages than just pointing at the closure
424                 // construction site.
425                 let mut call_caps = Vec::new();
426                 let closure_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
427                 if let Some(upvars) = self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id) {
428                     call_caps.extend(upvars.keys().map(|var_id| {
429                         let upvar = upvars[var_id];
430                         let upvar_ln = self.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
431                         CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: *var_id }
432                     }));
433                 }
434                 self.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
435                 intravisit::walk_expr(self, expr);
436             }
437
438             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
439                 self.add_from_pat(let_expr.pat);
440                 intravisit::walk_expr(self, expr);
441             }
442
443             // live nodes required for interesting control flow:
444             hir::ExprKind::If(..)
445             | hir::ExprKind::Match(..)
446             | hir::ExprKind::Loop(..)
447             | hir::ExprKind::Yield(..) => {
448                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
449                 intravisit::walk_expr(self, expr);
450             }
451             hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
452                 self.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span, expr.hir_id));
453                 intravisit::walk_expr(self, expr);
454             }
455
456             // otherwise, live nodes are not required:
457             hir::ExprKind::Index(..)
458             | hir::ExprKind::Field(..)
459             | hir::ExprKind::Array(..)
460             | hir::ExprKind::Call(..)
461             | hir::ExprKind::MethodCall(..)
462             | hir::ExprKind::Tup(..)
463             | hir::ExprKind::Binary(..)
464             | hir::ExprKind::AddrOf(..)
465             | hir::ExprKind::Cast(..)
466             | hir::ExprKind::DropTemps(..)
467             | hir::ExprKind::Unary(..)
468             | hir::ExprKind::Break(..)
469             | hir::ExprKind::Continue(_)
470             | hir::ExprKind::Lit(_)
471             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
472             | hir::ExprKind::Ret(..)
473             | hir::ExprKind::Block(..)
474             | hir::ExprKind::Assign(..)
475             | hir::ExprKind::AssignOp(..)
476             | hir::ExprKind::Struct(..)
477             | hir::ExprKind::Repeat(..)
478             | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
479             | hir::ExprKind::Box(..)
480             | hir::ExprKind::Type(..)
481             | hir::ExprKind::Err
482             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
483             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => {
484                 intravisit::walk_expr(self, expr);
485             }
486         }
487     }
488 }
489
490 // ______________________________________________________________________
491 // Computing liveness sets
492 //
493 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
494 // the same basic propagation framework in all cases.
495
496 const ACC_READ: u32 = 1;
497 const ACC_WRITE: u32 = 2;
498 const ACC_USE: u32 = 4;
499
500 struct Liveness<'a, 'tcx> {
501     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
502     typeck_results: &'a ty::TypeckResults<'tcx>,
503     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
504     closure_min_captures: Option<&'tcx RootVariableMinCaptureList<'tcx>>,
505     successors: IndexVec<LiveNode, Option<LiveNode>>,
506     rwu_table: rwu_table::RWUTable,
507
508     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
509     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
510     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
511     closure_ln: LiveNode,
512     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
513     /// by explicit return, panic, or other means.
514     exit_ln: LiveNode,
515
516     // mappings from loop node ID to LiveNode
517     // ("break" label should map to loop node ID,
518     // it probably doesn't now)
519     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
520     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
521 }
522
523 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
524     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
525         let typeck_results = ir.tcx.typeck(body_owner);
526         let param_env = ir.tcx.param_env(body_owner);
527         let closure_min_captures = typeck_results.closure_min_captures.get(&body_owner);
528         let closure_ln = ir.add_live_node(ClosureNode);
529         let exit_ln = ir.add_live_node(ExitNode);
530
531         let num_live_nodes = ir.lnks.len();
532         let num_vars = ir.var_kinds.len();
533
534         Liveness {
535             ir,
536             typeck_results,
537             param_env,
538             closure_min_captures,
539             successors: IndexVec::from_elem_n(None, num_live_nodes),
540             rwu_table: rwu_table::RWUTable::new(num_live_nodes, num_vars),
541             closure_ln,
542             exit_ln,
543             break_ln: Default::default(),
544             cont_ln: Default::default(),
545         }
546     }
547
548     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
549         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
550             Some(&ln) => ln,
551             None => {
552                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
553                 // above and the propagation code below; the two sets of
554                 // code have to agree about which AST nodes are worth
555                 // creating liveness nodes for.
556                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
557             }
558         }
559     }
560
561     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
562         self.ir.variable(hir_id, span)
563     }
564
565     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
566         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
567         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
568         // to be the "authoritative" set of ids.
569         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
570             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
571             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
572             self.init_from_succ(ln, succ);
573             self.define(ln, var);
574             succ = ln;
575         });
576         succ
577     }
578
579     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
580         self.rwu_table.get_reader(ln, var)
581     }
582
583     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
584     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
585         let successor = self.successors[ln].unwrap();
586         self.live_on_entry(successor, var)
587     }
588
589     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
590         self.rwu_table.get_used(ln, var)
591     }
592
593     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
594         self.rwu_table.get_writer(ln, var)
595     }
596
597     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
598         let successor = self.successors[ln].unwrap();
599         self.assigned_on_entry(successor, var)
600     }
601
602     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, mut test: F) -> io::Result<()>
603     where
604         F: FnMut(Variable) -> bool,
605     {
606         for var_idx in 0..self.ir.var_kinds.len() {
607             let var = Variable::from(var_idx);
608             if test(var) {
609                 write!(wr, " {:?}", var)?;
610             }
611         }
612         Ok(())
613     }
614
615     #[allow(unused_must_use)]
616     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
617         let mut wr = Vec::new();
618         {
619             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
620             write!(wr, "[{:?} of kind {:?} reads", ln, self.ir.lnks[ln]);
621             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_reader(ln, var));
622             write!(wr, "  writes");
623             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_writer(ln, var));
624             write!(wr, "  uses");
625             self.write_vars(wr, |var| self.rwu_table.get_used(ln, var));
626
627             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln]);
628         }
629         String::from_utf8(wr).unwrap()
630     }
631
632     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
633         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
634         debug!(
635             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
636             {
637                 for ln_idx in 0..self.ir.lnks.len() {
638                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode::from(ln_idx)));
639                 }
640                 hir_id
641             },
642             entry_ln
643         );
644     }
645
646     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
647         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
648
649         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
650         // empty when created, and the sets only grow during iterations.
651     }
652
653     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
654         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
655         self.successors[ln] = Some(succ_ln);
656         self.rwu_table.copy(ln, succ_ln);
657         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
658     }
659
660     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) -> bool {
661         if ln == succ_ln {
662             return false;
663         }
664
665         let changed = self.rwu_table.union(ln, succ_ln);
666         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, changed={})", ln, self.ln_str(succ_ln), changed);
667         changed
668     }
669
670     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
671     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
672     // this) so we just clear out all the data.
673     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
674         let used = self.rwu_table.get_used(writer, var);
675         self.rwu_table.set(writer, var, rwu_table::RWU { reader: false, writer: false, used });
676         debug!("{:?} defines {:?}: {}", writer, var, self.ln_str(writer));
677     }
678
679     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
680     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
681         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
682
683         let mut rwu = self.rwu_table.get(ln, var);
684
685         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
686             rwu.reader = false;
687             rwu.writer = true;
688         }
689
690         // Important: if we both read/write, must do read second
691         // or else the write will override.
692         if (acc & ACC_READ) != 0 {
693             rwu.reader = true;
694         }
695
696         if (acc & ACC_USE) != 0 {
697             rwu.used = true;
698         }
699
700         self.rwu_table.set(ln, var, rwu);
701     }
702
703     fn compute(&mut self, body: &hir::Body<'_>, hir_id: HirId) -> LiveNode {
704         debug!("compute: for body {:?}", body.id().hir_id);
705
706         // # Liveness of captured variables
707         //
708         // When computing the liveness for captured variables we take into
709         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
710         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
711         //
712         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
713         // from the closure.
714         //
715         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
716         // on exit since it is impossible to call the closure again.
717         //
718         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
719         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
720         // itself can access them on subsequent calls.
721
722         if let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures {
723             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
724             for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
725                 for captured_place in min_capture_list {
726                     match captured_place.info.capture_kind {
727                         ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
728                             let var = self.variable(
729                                 var_hir_id,
730                                 captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx),
731                             );
732                             self.acc(self.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
733                         }
734                         ty::UpvarCapture::ByValue => {}
735                     }
736                 }
737             }
738         }
739
740         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln);
741
742         if self.closure_min_captures.is_none() {
743             // Either not a closure, or closure without any captured variables.
744             // No need to determine liveness of captured variables, since there
745             // are none.
746             return succ;
747         }
748
749         let ty = self.typeck_results.node_type(hir_id);
750         match ty.kind() {
751             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
752                 ty::ClosureKind::Fn => {}
753                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
754                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
755             },
756             ty::Generator(..) => return succ,
757             _ => {
758                 span_bug!(
759                     body.value.span,
760                     "{} has upvars so it should have a closure type: {:?}",
761                     hir_id,
762                     ty
763                 );
764             }
765         };
766
767         // Propagate through calls to the closure.
768         loop {
769             self.init_from_succ(self.closure_ln, succ);
770             for param in body.params {
771                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
772                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
773                     self.define(self.closure_ln, var);
774                 })
775             }
776
777             if !self.merge_from_succ(self.exit_ln, self.closure_ln) {
778                 break;
779             }
780             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.exit_ln));
781         }
782
783         succ
784     }
785
786     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
787         if blk.targeted_by_break {
788             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
789         }
790         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr, succ);
791         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
792     }
793
794     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
795         match stmt.kind {
796             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
797                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
798                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
799                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
800                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
801                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
802                 // immutable variables defined in a loop:
803                 //     loop { let x; x = 5; }
804                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
805                 //
806                 // So now we just check that variables defined w/o an
807                 // initializer are not live at the point of their
808                 // initialization, which is mildly more complex than checking
809                 // once at the func header but otherwise equivalent.
810
811                 if let Some(els) = local.els {
812                     // Eventually, `let pat: ty = init else { els };` is mostly equivalent to
813                     // `let (bindings, ...) = match init { pat => (bindings, ...), _ => els };`
814                     // except that extended lifetime applies at the `init` location.
815                     //
816                     //       (e)
817                     //        |
818                     //        v
819                     //      (expr)
820                     //      /   \
821                     //     |     |
822                     //     v     v
823                     // bindings  els
824                     //     |
825                     //     v
826                     // ( succ )
827                     //
828                     if let Some(init) = local.init {
829                         let else_ln = self.propagate_through_block(els, succ);
830                         let ln = self.live_node(local.hir_id, local.span);
831                         self.init_from_succ(ln, succ);
832                         self.merge_from_succ(ln, else_ln);
833                         let succ = self.propagate_through_expr(init, ln);
834                         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
835                     } else {
836                         span_bug!(
837                             stmt.span,
838                             "variable is uninitialized but an unexpected else branch is found"
839                         )
840                     }
841                 } else {
842                     let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init, succ);
843                     self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
844                 }
845             }
846             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
847             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
848                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
849             }
850         }
851     }
852
853     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
854         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
855     }
856
857     fn propagate_through_opt_expr(
858         &mut self,
859         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
860         succ: LiveNode,
861     ) -> LiveNode {
862         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
863     }
864
865     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
866         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
867
868         match expr.kind {
869             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
870             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
871                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
872             }
873
874             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
875
876             hir::ExprKind::Closure { .. } => {
877                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
878
879                 // the construction of a closure itself is not important,
880                 // but we have to consider the closed over variables.
881                 let caps = self
882                     .ir
883                     .capture_info_map
884                     .get(&expr.hir_id)
885                     .cloned()
886                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
887
888                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
889                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
890                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
891                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
892                     cap.ln
893                 })
894             }
895
896             hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
897                 let succ = self.propagate_through_expr(let_expr.init, succ);
898                 self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, succ)
899             }
900
901             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
902             // at the label ident
903             hir::ExprKind::Loop(ref blk, ..) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
904
905             hir::ExprKind::Yield(ref e, ..) => {
906                 let yield_ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
907                 self.init_from_succ(yield_ln, succ);
908                 self.merge_from_succ(yield_ln, self.exit_ln);
909                 self.propagate_through_expr(e, yield_ln)
910             }
911
912             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref else_opt) => {
913                 //
914                 //     (cond)
915                 //       |
916                 //       v
917                 //     (expr)
918                 //     /   \
919                 //    |     |
920                 //    v     v
921                 //  (then)(els)
922                 //    |     |
923                 //    v     v
924                 //   (  succ  )
925                 //
926                 let else_ln =
927                     self.propagate_through_opt_expr(else_opt.as_ref().map(|e| &**e), succ);
928                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
929                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
930                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
931                 self.merge_from_succ(ln, then_ln);
932                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
933             }
934
935             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
936                 //
937                 //      (e)
938                 //       |
939                 //       v
940                 //     (expr)
941                 //     / | \
942                 //    |  |  |
943                 //    v  v  v
944                 //   (..arms..)
945                 //    |  |  |
946                 //    v  v  v
947                 //   (  succ  )
948                 //
949                 //
950                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
951                 self.init_empty(ln, succ);
952                 for arm in arms {
953                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
954
955                     let guard_succ = arm.guard.as_ref().map_or(body_succ, |g| match g {
956                         hir::Guard::If(e) => self.propagate_through_expr(e, body_succ),
957                         hir::Guard::IfLet(let_expr) => {
958                             let let_bind = self.define_bindings_in_pat(let_expr.pat, body_succ);
959                             self.propagate_through_expr(let_expr.init, let_bind)
960                         }
961                     });
962                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
963                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ);
964                 }
965                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
966             }
967
968             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
969                 // Ignore succ and subst exit_ln.
970                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), self.exit_ln)
971             }
972
973             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
974                 // Find which label this break jumps to
975                 let target = match label.target_id {
976                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
977                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
978                 }
979                 .cloned();
980
981                 // Now that we know the label we're going to,
982                 // look it up in the break loop nodes table
983
984                 match target {
985                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
986                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
987                 }
988             }
989
990             hir::ExprKind::Continue(label) => {
991                 // Find which label this expr continues to
992                 let sc = label
993                     .target_id
994                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
995
996                 // Now that we know the label we're going to,
997                 // look it up in the continue loop nodes table
998                 self.cont_ln
999                     .get(&sc)
1000                     .cloned()
1001                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
1002             }
1003
1004             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
1005                 // see comment on places in
1006                 // propagate_through_place_components()
1007                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1008                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1009                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1010             }
1011
1012             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1013                 // an overloaded assign op is like a method call
1014                 if self.typeck_results.is_method_call(expr) {
1015                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1016                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1017                 } else {
1018                     // see comment on places in
1019                     // propagate_through_place_components()
1020                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
1021                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1022                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1023                 }
1024             }
1025
1026             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1027             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1028
1029             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1030                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1031                 fields
1032                     .iter()
1033                     .rev()
1034                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
1035             }
1036
1037             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1038                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1039                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1040                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1041             }
1042
1043             hir::ExprKind::MethodCall(.., receiver, ref args, _) => {
1044                 let succ = self.check_is_ty_uninhabited(expr, succ);
1045                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1046                 self.propagate_through_expr(receiver, succ)
1047             }
1048
1049             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1050
1051             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1052                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1053
1054                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1055                 self.init_from_succ(ln, succ);
1056                 self.merge_from_succ(ln, r_succ);
1057
1058                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1059             }
1060
1061             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1062                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1063                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1064             }
1065
1066             hir::ExprKind::Box(ref e)
1067             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1068             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1069             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1070             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1071             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1072             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1073
1074             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1075                 // Handle non-returning asm
1076                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1077                     self.exit_ln
1078                 } else {
1079                     succ
1080                 };
1081
1082                 // Do a first pass for writing outputs only
1083                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1084                     match op {
1085                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1086                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1087                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1088                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1089                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1090                             if let Some(expr) = expr {
1091                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1092                             }
1093                         }
1094                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1095                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE | ACC_USE);
1096                         }
1097                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1098                             if let Some(expr) = out_expr {
1099                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1100                             }
1101                         }
1102                     }
1103                 }
1104
1105                 // Then do a second pass for inputs
1106                 let mut succ = succ;
1107                 for (op, _op_sp) in asm.operands.iter().rev() {
1108                     match op {
1109                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. } => {
1110                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1111                         }
1112                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1113                             if let Some(expr) = expr {
1114                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1115                             }
1116                         }
1117                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1118                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1119                         }
1120                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1121                             if let Some(expr) = out_expr {
1122                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1123                             }
1124                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1125                         }
1126                         hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1127                         | hir::InlineAsmOperand::SymFn { .. }
1128                         | hir::InlineAsmOperand::SymStatic { .. } => {}
1129                     }
1130                 }
1131                 succ
1132             }
1133
1134             hir::ExprKind::Lit(..)
1135             | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1136             | hir::ExprKind::Err
1137             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..))
1138             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::LangItem(..)) => succ,
1139
1140             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1141             // at the label ident
1142             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1143         }
1144     }
1145
1146     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1147         // # Places
1148         //
1149         // In general, the full flow graph structure for an
1150         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1151         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1152         // value" or not. A tracked value is basically a local
1153         // variable or argument.
1154         //
1155         // The two kinds of graphs are:
1156         //
1157         //    Tracked place          Untracked place
1158         // ----------------------++-----------------------
1159         //                       ||
1160         //         |             ||           |
1161         //         v             ||           v
1162         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1163         //         |             ||           |
1164         //         v             ||           v
1165         // (write of place)      ||   (place components)
1166         //         |             ||           |
1167         //         v             ||           v
1168         //      (succ)           ||        (succ)
1169         //                       ||
1170         // ----------------------++-----------------------
1171         //
1172         // I will cover the two cases in turn:
1173         //
1174         // # Tracked places
1175         //
1176         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1177         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1178         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1179         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1180         // consider.
1181         //
1182         // # Non-tracked places
1183         //
1184         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1185         // basically ignore the value which is written to but generate
1186         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1187         // components reads are generated by
1188         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1189         //
1190         // # Illegal places
1191         //
1192         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1193         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1194         // just ignore such cases and treat them as reads.
1195
1196         match expr.kind {
1197             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1198             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1199             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1200         }
1201     }
1202
1203     // see comment on propagate_through_place()
1204     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1205         match expr.kind {
1206             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1207                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1208             }
1209
1210             // We do not track other places, so just propagate through
1211             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1212             // non-places occur here, because those are detected in the
1213             // later pass borrowck.
1214             _ => succ,
1215         }
1216     }
1217
1218     fn access_var(
1219         &mut self,
1220         hir_id: HirId,
1221         var_hid: HirId,
1222         succ: LiveNode,
1223         acc: u32,
1224         span: Span,
1225     ) -> LiveNode {
1226         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1227         if acc != 0 {
1228             self.init_from_succ(ln, succ);
1229             let var = self.variable(var_hid, span);
1230             self.acc(ln, var, acc);
1231         }
1232         ln
1233     }
1234
1235     fn access_path(
1236         &mut self,
1237         hir_id: HirId,
1238         path: &hir::Path<'_>,
1239         succ: LiveNode,
1240         acc: u32,
1241     ) -> LiveNode {
1242         match path.res {
1243             Res::Local(hid) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1244             _ => succ,
1245         }
1246     }
1247
1248     fn propagate_through_loop(
1249         &mut self,
1250         expr: &Expr<'_>,
1251         body: &hir::Block<'_>,
1252         succ: LiveNode,
1253     ) -> LiveNode {
1254         /*
1255         We model control flow like this:
1256
1257               (expr) <-+
1258                 |      |
1259                 v      |
1260               (body) --+
1261
1262         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1263         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1264         */
1265
1266         // first iteration:
1267         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1268         self.init_empty(ln, succ);
1269         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1270
1271         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1272
1273         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1274
1275         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1276
1277         // repeat until fixed point is reached:
1278         while self.merge_from_succ(ln, body_ln) {
1279             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1280         }
1281
1282         ln
1283     }
1284
1285     fn check_is_ty_uninhabited(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1286         let ty = self.typeck_results.expr_ty(expr);
1287         let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1288         if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, ty, self.param_env) {
1289             match self.ir.lnks[succ] {
1290                 LiveNodeKind::ExprNode(succ_span, succ_id) => {
1291                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "expression");
1292                 }
1293                 LiveNodeKind::VarDefNode(succ_span, succ_id) => {
1294                     self.warn_about_unreachable(expr.span, ty, succ_span, succ_id, "definition");
1295                 }
1296                 _ => {}
1297             };
1298             self.exit_ln
1299         } else {
1300             succ
1301         }
1302     }
1303
1304     fn warn_about_unreachable(
1305         &mut self,
1306         orig_span: Span,
1307         orig_ty: Ty<'tcx>,
1308         expr_span: Span,
1309         expr_id: HirId,
1310         descr: &str,
1311     ) {
1312         if !orig_ty.is_never() {
1313             // Unreachable code warnings are already emitted during type checking.
1314             // However, during type checking, full type information is being
1315             // calculated but not yet available, so the check for diverging
1316             // expressions due to uninhabited result types is pretty crude and
1317             // only checks whether ty.is_never(). Here, we have full type
1318             // information available and can issue warnings for less obviously
1319             // uninhabited types (e.g. empty enums). The check above is used so
1320             // that we do not emit the same warning twice if the uninhabited type
1321             // is indeed `!`.
1322
1323             let msg = format!("unreachable {}", descr);
1324             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1325                 lint::builtin::UNREACHABLE_CODE,
1326                 expr_id,
1327                 expr_span,
1328                 &msg,
1329                 |diag| {
1330                     diag.span_label(expr_span, &msg)
1331                         .span_label(orig_span, "any code following this expression is unreachable")
1332                         .span_note(
1333                             orig_span,
1334                             &format!(
1335                                 "this expression has type `{}`, which is uninhabited",
1336                                 orig_ty
1337                             ),
1338                         )
1339                 },
1340             );
1341         }
1342     }
1343 }
1344
1345 // _______________________________________________________________________
1346 // Checking for error conditions
1347
1348 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1349     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1350         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1351             if local.init.is_some() {
1352                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1353             }
1354         });
1355
1356         intravisit::walk_local(self, local);
1357     }
1358
1359     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1360         check_expr(self, ex);
1361         intravisit::walk_expr(self, ex);
1362     }
1363
1364     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1365         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, None, |_, _, _, _| {});
1366         intravisit::walk_arm(self, arm);
1367     }
1368 }
1369
1370 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1371     match expr.kind {
1372         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1373             this.check_place(&l);
1374         }
1375
1376         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1377             if !this.typeck_results.is_method_call(expr) {
1378                 this.check_place(&l);
1379             }
1380         }
1381
1382         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1383             for (op, _op_sp) in asm.operands {
1384                 match op {
1385                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1386                         if let Some(expr) = expr {
1387                             this.check_place(expr);
1388                         }
1389                     }
1390                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1391                         this.check_place(expr);
1392                     }
1393                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1394                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1395                             this.check_place(out_expr);
1396                         }
1397                     }
1398                     _ => {}
1399                 }
1400             }
1401         }
1402
1403         hir::ExprKind::Let(let_expr) => {
1404             this.check_unused_vars_in_pat(let_expr.pat, None, None, |_, _, _, _| {});
1405         }
1406
1407         // no correctness conditions related to liveness
1408         hir::ExprKind::Call(..)
1409         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1410         | hir::ExprKind::Match(..)
1411         | hir::ExprKind::Loop(..)
1412         | hir::ExprKind::Index(..)
1413         | hir::ExprKind::Field(..)
1414         | hir::ExprKind::Array(..)
1415         | hir::ExprKind::Tup(..)
1416         | hir::ExprKind::Binary(..)
1417         | hir::ExprKind::Cast(..)
1418         | hir::ExprKind::If(..)
1419         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1420         | hir::ExprKind::Unary(..)
1421         | hir::ExprKind::Ret(..)
1422         | hir::ExprKind::Break(..)
1423         | hir::ExprKind::Continue(..)
1424         | hir::ExprKind::Lit(_)
1425         | hir::ExprKind::ConstBlock(..)
1426         | hir::ExprKind::Block(..)
1427         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1428         | hir::ExprKind::Struct(..)
1429         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1430         | hir::ExprKind::Closure { .. }
1431         | hir::ExprKind::Path(_)
1432         | hir::ExprKind::Yield(..)
1433         | hir::ExprKind::Box(..)
1434         | hir::ExprKind::Type(..)
1435         | hir::ExprKind::Err => {}
1436     }
1437 }
1438
1439 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1440     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1441         match expr.kind {
1442             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1443                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1444                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1445                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1446                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1447                     // as being used.
1448                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1449                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1450                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1451                 }
1452             }
1453             _ => {
1454                 // For other kinds of places, no checks are required,
1455                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1456                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1457             }
1458         }
1459     }
1460
1461     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1462         let name = self.ir.variable_name(var);
1463         if name == kw::Empty {
1464             return None;
1465         }
1466         let name = name.as_str();
1467         if name.as_bytes()[0] == b'_' {
1468             return None;
1469         }
1470         Some(name.to_owned())
1471     }
1472
1473     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1474         let Some(closure_min_captures) = self.closure_min_captures else {
1475             return;
1476         };
1477
1478         // If closure_min_captures is Some(), upvars must be Some() too.
1479         for (&var_hir_id, min_capture_list) in closure_min_captures {
1480             for captured_place in min_capture_list {
1481                 match captured_place.info.capture_kind {
1482                     ty::UpvarCapture::ByValue => {}
1483                     ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1484                 };
1485                 let span = captured_place.get_capture_kind_span(self.ir.tcx);
1486                 let var = self.variable(var_hir_id, span);
1487                 if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1488                     if !self.live_on_entry(entry_ln, var) {
1489                         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1490                             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1491                                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1492                                 var_hir_id,
1493                                 vec![span],
1494                                 format!("value captured by `{}` is never read", name),
1495                                 |lint| lint.help("did you mean to capture by reference instead?"),
1496                             );
1497                         }
1498                     }
1499                 } else {
1500                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1501                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1502                             lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1503                             var_hir_id,
1504                             vec![span],
1505                             format!("unused variable: `{}`", name),
1506                             |lint| lint.help("did you mean to capture by reference instead?"),
1507                         );
1508                     }
1509                 }
1510             }
1511         }
1512     }
1513
1514     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1515         for p in body.params {
1516             self.check_unused_vars_in_pat(
1517                 &p.pat,
1518                 Some(entry_ln),
1519                 Some(body),
1520                 |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
1531     fn check_unused_vars_in_pat(
1532         &self,
1533         pat: &hir::Pat<'_>,
1534         entry_ln: Option<LiveNode>,
1535         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1536         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1537     ) {
1538         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1539         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1540         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1541         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1542         let mut vars: FxIndexMap<Symbol, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span, Span)>)> =
1543             <_>::default();
1544
1545         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1546             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1547             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1548             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp, ident.span);
1549             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1550                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1551                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1552         });
1553
1554         let can_remove = matches!(&pat.kind, hir::PatKind::Struct(_, _, true));
1555
1556         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1557             if self.used_on_entry(ln, var) {
1558                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1559                 let spans =
1560                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, _, ident_span)| ident_span).collect();
1561                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1562             } else {
1563                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var, can_remove, pat, opt_body);
1564             }
1565         }
1566     }
1567
1568     #[instrument(skip(self), level = "INFO")]
1569     fn report_unused(
1570         &self,
1571         hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span, Span)>,
1572         ln: LiveNode,
1573         var: Variable,
1574         can_remove: bool,
1575         pat: &hir::Pat<'_>,
1576         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1577     ) {
1578         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1579
1580         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1581             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1582             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1583             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1584             let is_assigned =
1585                 if ln == self.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var) };
1586
1587             if is_assigned {
1588                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1589                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1590                     first_hir_id,
1591                     hir_ids_and_spans
1592                         .into_iter()
1593                         .map(|(_, _, ident_span)| ident_span)
1594                         .collect::<Vec<_>>(),
1595                     format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name),
1596                     |lint| lint.note(&format!("consider using `_{}` instead", name)),
1597                 )
1598             } else if can_remove {
1599                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1600                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1601                     first_hir_id,
1602                     hir_ids_and_spans.iter().map(|(_, pat_span, _)| *pat_span).collect::<Vec<_>>(),
1603                     format!("unused variable: `{}`", name),
1604                     |lint| {
1605                         lint.multipart_suggestion(
1606                             "try removing the field",
1607                             hir_ids_and_spans
1608                                 .iter()
1609                                 .map(|(_, pat_span, _)| {
1610                                     let span = self
1611                                         .ir
1612                                         .tcx
1613                                         .sess
1614                                         .source_map()
1615                                         .span_extend_to_next_char(*pat_span, ',', true);
1616                                     (span.with_hi(BytePos(span.hi().0 + 1)), String::new())
1617                                 })
1618                                 .collect(),
1619                             Applicability::MachineApplicable,
1620                         )
1621                     },
1622                 );
1623             } else {
1624                 let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1625                     hir_ids_and_spans.iter().copied().partition(|(hir_id, _, ident_span)| {
1626                         let var = self.variable(*hir_id, *ident_span);
1627                         self.ir.variable_is_shorthand(var)
1628                     });
1629
1630                 // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1631                 // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1632                 // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1633                 if !shorthands.is_empty() {
1634                     let shorthands = shorthands
1635                         .into_iter()
1636                         .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, format!("{}: _", name)))
1637                         .chain(
1638                             non_shorthands
1639                                 .into_iter()
1640                                 .map(|(_, pat_span, _)| (pat_span, "_".to_string())),
1641                         )
1642                         .collect::<Vec<_>>();
1643
1644                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1645                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1646                         first_hir_id,
1647                         hir_ids_and_spans
1648                             .iter()
1649                             .map(|(_, pat_span, _)| *pat_span)
1650                             .collect::<Vec<_>>(),
1651                         format!("unused variable: `{}`", name),
1652                         |lint| {
1653                             lint.multipart_suggestion(
1654                                 "try ignoring the field",
1655                                 shorthands,
1656                                 Applicability::MachineApplicable,
1657                             )
1658                         },
1659                     );
1660                 } else {
1661                     let non_shorthands = non_shorthands
1662                         .into_iter()
1663                         .map(|(_, _, ident_span)| (ident_span, format!("_{}", name)))
1664                         .collect::<Vec<_>>();
1665
1666                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1667                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1668                         first_hir_id,
1669                         hir_ids_and_spans
1670                             .iter()
1671                             .map(|(_, _, ident_span)| *ident_span)
1672                             .collect::<Vec<_>>(),
1673                         format!("unused variable: `{}`", name),
1674                         |lint| {
1675                             if self.has_added_lit_match_name_span(&name, opt_body, lint) {
1676                                 lint.span_label(pat.span, "unused variable");
1677                             }
1678                             lint.multipart_suggestion(
1679                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1680                                 non_shorthands,
1681                                 Applicability::MachineApplicable,
1682                             )
1683                         },
1684                     );
1685                 }
1686             }
1687         }
1688     }
1689
1690     fn has_added_lit_match_name_span(
1691         &self,
1692         name: &str,
1693         opt_body: Option<&hir::Body<'_>>,
1694         err: &mut Diagnostic,
1695     ) -> bool {
1696         let mut has_litstring = false;
1697         let Some(opt_body) = opt_body else {return false;};
1698         let mut visitor = CollectLitsVisitor { lit_exprs: vec![] };
1699         intravisit::walk_body(&mut visitor, opt_body);
1700         for lit_expr in visitor.lit_exprs {
1701             let hir::ExprKind::Lit(litx) = &lit_expr.kind else { continue };
1702             let rustc_ast::LitKind::Str(syb, _) = litx.node else{ continue; };
1703             let name_str: &str = syb.as_str();
1704             let mut name_pa = String::from("{");
1705             name_pa.push_str(&name);
1706             name_pa.push('}');
1707             if name_str.contains(&name_pa) {
1708                 err.span_label(
1709                     lit_expr.span,
1710                     "you might have meant to use string interpolation in this string literal",
1711                 );
1712                 err.multipart_suggestion(
1713                     "string interpolation only works in `format!` invocations",
1714                     vec![
1715                         (lit_expr.span.shrink_to_lo(), "format!(".to_string()),
1716                         (lit_expr.span.shrink_to_hi(), ")".to_string()),
1717                     ],
1718                     Applicability::MachineApplicable,
1719                 );
1720                 has_litstring = true;
1721             }
1722         }
1723         has_litstring
1724     }
1725
1726     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1727         if !self.live_on_exit(ln, var) {
1728             self.report_unused_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1729                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1730             });
1731         }
1732     }
1733
1734     fn report_unused_assign(
1735         &self,
1736         hir_id: HirId,
1737         spans: Vec<Span>,
1738         var: Variable,
1739         message: impl Fn(&str) -> String,
1740     ) {
1741         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1742             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1743                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1744                 hir_id,
1745                 spans,
1746                 message(&name),
1747                 |lint| lint.help("maybe it is overwritten before being read?"),
1748             )
1749         }
1750     }
1751 }