]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
doc: remove incomplete sentence
[rust.git] / src / librustc / middle / liveness.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST.  Computes,
12 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
13 //! at a given point.  Program execution points are identified by their
14 //! id.
15 //!
16 //! # Basic idea
17 //!
18 //! The basic model is that each local variable is assigned an index.  We
19 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
20 //! index.  The value in the vector is either 0, indicating the variable
21 //! is dead, or the id of an expression that uses the variable.
22 //!
23 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order.  If we
24 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables.  If
25 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
26 //! variables.  When we have to merge two flows, we take the union of
27 //! those two flows---if the variable is live on both paths, we simply
28 //! pick one id.  In the event of loops, we continue doing this until a
29 //! fixed point is reached.
30 //!
31 //! ## Checking initialization
32 //!
33 //! At the function entry point, all variables must be dead.  If this is
34 //! not the case, we can report an error using the id found in the set of
35 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
36 //! dominated by an assignment.
37 //!
38 //! ## Checking moves
39 //!
40 //! After each explicit move, the variable must be dead.
41 //!
42 //! ## Computing last uses
43 //!
44 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
45 //! last use.
46 //!
47 //! # Implementation details
48 //!
49 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
50 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
51 //! enclosing function.  On the way down the tree, it identifies those AST
52 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
53 //! and assigns them contiguous IDs.  The liveness id for an AST node is
54 //! called a `live_node` (it's a newtype'd uint) and the id for a variable
55 //! is called a `variable` (another newtype'd uint).
56 //!
57 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
58 //! declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
59 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
60 //! the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
61 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
62 //!
63 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
64 //! methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
65 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
66 //!
67 //! ## The `Users` struct
68 //!
69 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
70 //! variable `V` (these are encapsulated in the `Users` struct):
71 //!
72 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
73 //!    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
74 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
75 //!    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
76 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
77 //!
78 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
79 //!    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
80 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
81 //!    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
82 //!    of `V` that follows `N`.
83 //!
84 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
85 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
86 //!   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
87 //!   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
88 //!
89 //! ## Special Variables
90 //!
91 //! We generate various special variables for various, well, special purposes.
92 //! These are described in the `specials` struct:
93 //!
94 //! - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
95 //!   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
96 //!
97 //! - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
98 //!
99 //! - `no_ret_var`: a synthetic variable that is only 'read' from, the
100 //!   fallthrough node.  This allows us to detect functions where we fail
101 //!   to return explicitly.
102 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
103 //!   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
104 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
105 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
106 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
107 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
108 use self::LoopKind::*;
109 use self::LiveNodeKind::*;
110 use self::VarKind::*;
111
112 use middle::def::*;
113 use middle::mem_categorization::Typer;
114 use middle::pat_util;
115 use middle::ty;
116 use middle::ty::UnboxedClosureTyper;
117 use lint;
118 use util::nodemap::NodeMap;
119
120 use std::{fmt, io, uint};
121 use std::rc::Rc;
122 use std::iter::repeat;
123 use syntax::ast::{mod, NodeId, Expr};
124 use syntax::codemap::{BytePos, original_sp, Span};
125 use syntax::parse::token::{mod, special_idents};
126 use syntax::print::pprust::{expr_to_string, block_to_string};
127 use syntax::ptr::P;
128 use syntax::ast_util;
129 use syntax::visit::{mod, Visitor, FnKind};
130
131 /// For use with `propagate_through_loop`.
132 enum LoopKind<'a> {
133     /// An endless `loop` loop.
134     LoopLoop,
135     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
136     WhileLoop(&'a Expr),
137     /// A `for` loop, with the given pattern to bind.
138     ForLoop(&'a ast::Pat),
139 }
140
141 #[deriving(Copy, PartialEq)]
142 struct Variable(uint);
143
144 #[deriving(Copy, PartialEq)]
145 struct LiveNode(uint);
146
147 impl Variable {
148     fn get(&self) -> uint { let Variable(v) = *self; v }
149 }
150
151 impl LiveNode {
152     fn get(&self) -> uint { let LiveNode(v) = *self; v }
153 }
154
155 impl Clone for LiveNode {
156     fn clone(&self) -> LiveNode {
157         LiveNode(self.get())
158     }
159 }
160
161 #[deriving(Copy, PartialEq, Show)]
162 enum LiveNodeKind {
163     FreeVarNode(Span),
164     ExprNode(Span),
165     VarDefNode(Span),
166     ExitNode
167 }
168
169 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &ty::ctxt) -> String {
170     let cm = cx.sess.codemap();
171     match lnk {
172         FreeVarNode(s) => {
173             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
174         }
175         ExprNode(s) => {
176             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
177         }
178         VarDefNode(s) => {
179             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
180         }
181         ExitNode => "Exit node".to_string(),
182     }
183 }
184
185 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
186     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
187                 b: &'v ast::Block, s: Span, id: NodeId) {
188         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
189     }
190     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) { visit_local(self, l); }
191     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
192     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) { visit_arm(self, a); }
193 }
194
195 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
196     visit::walk_crate(&mut IrMaps::new(tcx), tcx.map.krate());
197     tcx.sess.abort_if_errors();
198 }
199
200 impl fmt::Show for LiveNode {
201     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
202         write!(f, "ln({})", self.get())
203     }
204 }
205
206 impl fmt::Show for Variable {
207     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
208         write!(f, "v({})", self.get())
209     }
210 }
211
212 // ______________________________________________________________________
213 // Creating ir_maps
214 //
215 // This is the first pass and the one that drives the main
216 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
217 // we count for each function the number of variables as well as
218 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
219 // capture clause that does something of interest: either it has
220 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
221 //
222 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
223 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
224 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
225 // of live variables at each program point.
226 //
227 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
228 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
229 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
230 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
231 // variable must not be assigned if there is some successor
232 // assignment.  And so forth.
233
234 impl LiveNode {
235     fn is_valid(&self) -> bool {
236         self.get() != uint::MAX
237     }
238 }
239
240 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(uint::MAX) }
241
242 struct CaptureInfo {
243     ln: LiveNode,
244     var_nid: NodeId
245 }
246
247 #[deriving(Copy, Show)]
248 struct LocalInfo {
249     id: NodeId,
250     ident: ast::Ident
251 }
252
253 #[deriving(Copy, Show)]
254 enum VarKind {
255     Arg(NodeId, ast::Ident),
256     Local(LocalInfo),
257     ImplicitRet,
258     CleanExit
259 }
260
261 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
262     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
263
264     num_live_nodes: uint,
265     num_vars: uint,
266     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
267     variable_map: NodeMap<Variable>,
268     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
269     var_kinds: Vec<VarKind>,
270     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
271 }
272
273 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
274     fn new(tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
275         IrMaps {
276             tcx: tcx,
277             num_live_nodes: 0,
278             num_vars: 0,
279             live_node_map: NodeMap::new(),
280             variable_map: NodeMap::new(),
281             capture_info_map: NodeMap::new(),
282             var_kinds: Vec::new(),
283             lnks: Vec::new(),
284         }
285     }
286
287     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
288         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
289         self.lnks.push(lnk);
290         self.num_live_nodes += 1;
291
292         debug!("{} is of kind {}", ln.to_string(),
293                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
294
295         ln
296     }
297
298     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
299         let ln = self.add_live_node(lnk);
300         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
301
302         debug!("{} is node {}", ln.to_string(), node_id);
303     }
304
305     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
306         let v = Variable(self.num_vars);
307         self.var_kinds.push(vk);
308         self.num_vars += 1;
309
310         match vk {
311             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
312                 self.variable_map.insert(node_id, v);
313             },
314             ImplicitRet | CleanExit => {}
315         }
316
317         debug!("{} is {}", v.to_string(), vk);
318
319         v
320     }
321
322     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
323         match self.variable_map.get(&node_id) {
324           Some(&var) => var,
325           None => {
326             self.tcx
327                 .sess
328                 .span_bug(span, format!("no variable registered for id {}",
329                                         node_id)[]);
330           }
331         }
332     }
333
334     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
335         match self.var_kinds[var.get()] {
336             Local(LocalInfo { ident: nm, .. }) | Arg(_, nm) => {
337                 token::get_ident(nm).get().to_string()
338             },
339             ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string(),
340             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
341         }
342     }
343
344     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
345         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
346     }
347
348     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
349         self.lnks[ln.get()]
350     }
351 }
352
353 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
354     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
355                 b: &'v ast::Block, s: Span, n: NodeId) {
356         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
357     }
358     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) {
359         check_local(self, l);
360     }
361     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
362         check_expr(self, ex);
363     }
364     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) {
365         check_arm(self, a);
366     }
367 }
368
369 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
370             fk: FnKind,
371             decl: &ast::FnDecl,
372             body: &ast::Block,
373             sp: Span,
374             id: ast::NodeId) {
375     debug!("visit_fn");
376
377     // swap in a new set of IR maps for this function body:
378     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
379
380     debug!("creating fn_maps: {}", &fn_maps as *const IrMaps);
381
382     for arg in decl.inputs.iter() {
383         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
384                                &*arg.pat,
385                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
386             debug!("adding argument {}", arg_id);
387             let ident = path1.node;
388             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, ident));
389         })
390     };
391
392     // gather up the various local variables, significant expressions,
393     // and so forth:
394     visit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
395
396     // Special nodes and variables:
397     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
398     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
399     //   an implicit return
400     let specials = Specials {
401         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
402         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
403         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
404         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
405     };
406
407     // compute liveness
408     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
409     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
410
411     // check for various error conditions
412     lsets.visit_block(body);
413     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
414     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
415 }
416
417 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &ast::Local) {
418     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &*local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
419         debug!("adding local variable {}", p_id);
420         let name = path1.node;
421         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
422         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
423           id: p_id,
424           ident: name
425         }));
426     });
427     visit::walk_local(ir, local);
428 }
429
430 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &ast::Arm) {
431     for pat in arm.pats.iter() {
432         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
433             debug!("adding local variable {} from match with bm {}",
434                    p_id, bm);
435             let name = path1.node;
436             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
437             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
438                 id: p_id,
439                 ident: name
440             }));
441         })
442     }
443     visit::walk_arm(ir, arm);
444 }
445
446 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
447     match expr.node {
448       // live nodes required for uses or definitions of variables:
449       ast::ExprPath(_) => {
450         let def = ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone();
451         debug!("expr {}: path that leads to {}", expr.id, def);
452         if let DefLocal(..) = def {
453             ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
454         }
455         visit::walk_expr(ir, expr);
456       }
457       ast::ExprClosure(..) => {
458         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
459         // breaks or continues)
460         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
461
462         // Make a live_node for each captured variable, with the span
463         // being the location that the variable is used.  This results
464         // in better error messages than just pointing at the closure
465         // construction site.
466         let mut call_caps = Vec::new();
467         ty::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
468             for fv in freevars.iter() {
469                 if let DefLocal(rv) = fv.def {
470                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
471                     call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
472                                                 var_nid: rv});
473                 }
474             }
475         });
476         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
477
478         visit::walk_expr(ir, expr);
479       }
480
481       // live nodes required for interesting control flow:
482       ast::ExprIf(..) | ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) => {
483         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
484         visit::walk_expr(ir, expr);
485       }
486       ast::ExprIfLet(..) => {
487           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
488       }
489       ast::ExprWhileLet(..) => {
490           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
491       }
492       ast::ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
493         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
494             debug!("adding local variable {} from for loop with bm {}",
495                    p_id, bm);
496             let name = path1.node;
497             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
498             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
499                 id: p_id,
500                 ident: name
501             }));
502         });
503         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
504         visit::walk_expr(ir, expr);
505       }
506       ast::ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op) => {
507         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
508         visit::walk_expr(ir, expr);
509       }
510
511       // otherwise, live nodes are not required:
512       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
513       ast::ExprVec(..) | ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) |
514       ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
515       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprBreak(_) |
516       ast::ExprAgain(_) | ast::ExprLit(_) | ast::ExprRet(..) |
517       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprAssign(..) | ast::ExprAssignOp(..) |
518       ast::ExprMac(..) | ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) |
519       ast::ExprParen(..) | ast::ExprInlineAsm(..) | ast::ExprBox(..) |
520       ast::ExprRange(..) => {
521           visit::walk_expr(ir, expr);
522       }
523     }
524 }
525
526 // ______________________________________________________________________
527 // Computing liveness sets
528 //
529 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
530 // the same basic propagation framework in all cases.
531
532 #[deriving(Clone, Copy)]
533 struct Users {
534     reader: LiveNode,
535     writer: LiveNode,
536     used: bool
537 }
538
539 fn invalid_users() -> Users {
540     Users {
541         reader: invalid_node(),
542         writer: invalid_node(),
543         used: false
544     }
545 }
546
547 #[deriving(Copy)]
548 struct Specials {
549     exit_ln: LiveNode,
550     fallthrough_ln: LiveNode,
551     no_ret_var: Variable,
552     clean_exit_var: Variable
553 }
554
555 static ACC_READ: uint = 1u;
556 static ACC_WRITE: uint = 2u;
557 static ACC_USE: uint = 4u;
558
559 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
560     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
561     s: Specials,
562     successors: Vec<LiveNode>,
563     users: Vec<Users>,
564     // The list of node IDs for the nested loop scopes
565     // we're in.
566     loop_scope: Vec<NodeId>,
567     // mappings from loop node ID to LiveNode
568     // ("break" label should map to loop node ID,
569     // it probably doesn't now)
570     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
571     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
572 }
573
574 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
575     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
576         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
577         let num_vars = ir.num_vars;
578         Liveness {
579             ir: ir,
580             s: specials,
581             successors: repeat(invalid_node()).take(num_live_nodes).collect(),
582             users: repeat(invalid_users()).take(num_live_nodes * num_vars).collect(),
583             loop_scope: Vec::new(),
584             break_ln: NodeMap::new(),
585             cont_ln: NodeMap::new(),
586         }
587     }
588
589     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
590         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
591           Some(&ln) => ln,
592           None => {
593             // This must be a mismatch between the ir_map construction
594             // above and the propagation code below; the two sets of
595             // code have to agree about which AST nodes are worth
596             // creating liveness nodes for.
597             self.ir.tcx.sess.span_bug(
598                 span,
599                 format!("no live node registered for node {}",
600                         node_id)[]);
601           }
602         }
603     }
604
605     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
606         self.ir.variable(node_id, span)
607     }
608
609     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &ast::Pat, mut f: F) where
610         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
611     {
612         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
613             let ln = self.live_node(p_id, sp);
614             let var = self.variable(p_id, sp);
615             f(self, ln, var, sp, p_id);
616         })
617     }
618
619     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, f: F) where
620         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
621     {
622         match pat {
623             Some(pat) => {
624                 self.pat_bindings(pat, f);
625             }
626             None => {}
627         }
628     }
629
630     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat, succ: LiveNode)
631                               -> LiveNode {
632         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
633     }
634
635     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, succ: LiveNode)
636                                    -> LiveNode {
637         let mut succ = succ;
638         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
639             this.init_from_succ(ln, succ);
640             this.define(ln, var);
641             succ = ln;
642         });
643         succ
644     }
645
646     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
647         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
648     }
649
650     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
651                       -> Option<LiveNodeKind> {
652         assert!(ln.is_valid());
653         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
654         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
655     }
656
657     /*
658     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
659     */
660     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
661                     -> Option<LiveNodeKind> {
662         let successor = self.successors[ln.get()];
663         self.live_on_entry(successor, var)
664     }
665
666     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
667         assert!(ln.is_valid());
668         self.users[self.idx(ln, var)].used
669     }
670
671     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
672                          -> Option<LiveNodeKind> {
673         assert!(ln.is_valid());
674         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
675         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
676     }
677
678     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
679                         -> Option<LiveNodeKind> {
680         let successor = self.successors[ln.get()];
681         self.assigned_on_entry(successor, var)
682     }
683
684     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
685         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint),
686     {
687         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0u));
688         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0u));
689         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
690             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
691         }
692     }
693
694     fn write_vars<F>(&self,
695                      wr: &mut io::Writer,
696                      ln: LiveNode,
697                      mut test: F)
698                      -> io::IoResult<()> where
699         F: FnMut(uint) -> LiveNode,
700     {
701         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
702         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
703             let idx = node_base_idx + var_idx;
704             if test(idx).is_valid() {
705                 try!(write!(wr, " {}", Variable(var_idx).to_string()));
706             }
707         }
708         Ok(())
709     }
710
711     fn find_loop_scope(&self,
712                        opt_label: Option<ast::Ident>,
713                        id: NodeId,
714                        sp: Span)
715                        -> NodeId {
716         match opt_label {
717             Some(_) => {
718                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
719                 // to find with one
720                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().get(&id) {
721                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
722                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
723                                                         doesn't refer to a loop")
724                 }
725             }
726             None => {
727                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
728                 // loop scope
729                 if self.loop_scope.len() == 0 {
730                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
731                 } else {
732                     *self.loop_scope.last().unwrap()
733                 }
734             }
735         }
736     }
737
738     #[allow(unused_must_use)]
739     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
740         let mut wr = Vec::new();
741         {
742             let wr = &mut wr as &mut io::Writer;
743             write!(wr, "[ln({}) of kind {} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
744             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
745             write!(wr, "  writes");
746             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
747             write!(wr, "  precedes {}]", self.successors[ln.get()].to_string());
748         }
749         String::from_utf8(wr).unwrap()
750     }
751
752     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
753         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
754
755         // It is not necessary to initialize the
756         // values to empty because this is the value
757         // they have when they are created, and the sets
758         // only grow during iterations.
759         //
760         // self.indices(ln) { |idx|
761         //     self.users[idx] = invalid_users();
762         // }
763     }
764
765     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
766         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
767         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
768
769         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
770             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
771         });
772         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
773                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
774     }
775
776     fn merge_from_succ(&mut self,
777                        ln: LiveNode,
778                        succ_ln: LiveNode,
779                        first_merge: bool)
780                        -> bool {
781         if ln == succ_ln { return false; }
782
783         let mut changed = false;
784         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
785             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
786                                        &mut this.users[idx].reader);
787             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
788                                        &mut this.users[idx].writer);
789             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
790                 this.users[idx].used = true;
791                 changed = true;
792             }
793         });
794
795         debug!("merge_from_succ(ln={}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
796                ln.to_string(), self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
797         return changed;
798
799         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
800             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
801                 *dst = src;
802                 true
803             } else {
804                 false
805             }
806         }
807     }
808
809     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
810     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
811     // this) so we just clear out all the data.
812     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
813         let idx = self.idx(writer, var);
814         self.users[idx].reader = invalid_node();
815         self.users[idx].writer = invalid_node();
816
817         debug!("{} defines {} (idx={}): {}", writer.to_string(), var.to_string(),
818                idx, self.ln_str(writer));
819     }
820
821     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
822     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
823         debug!("{} accesses[{:x}] {}: {}",
824                ln.to_string(), acc, var.to_string(), self.ln_str(ln));
825
826         let idx = self.idx(ln, var);
827         let user = &mut self.users[idx];
828
829         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
830             user.reader = invalid_node();
831             user.writer = ln;
832         }
833
834         // Important: if we both read/write, must do read second
835         // or else the write will override.
836         if (acc & ACC_READ) != 0 {
837             user.reader = ln;
838         }
839
840         if (acc & ACC_USE) != 0 {
841             user.used = true;
842         }
843     }
844
845     // _______________________________________________________________________
846
847     fn compute(&mut self, decl: &ast::FnDecl, body: &ast::Block) -> LiveNode {
848         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
849         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
850         // where the body is really a closure.
851
852         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
853
854         let exit_ln = self.s.exit_ln;
855         let entry_ln: LiveNode =
856             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
857               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
858
859         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
860         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={})",
861                {
862                    for ln_idx in range(0u, self.ir.num_live_nodes) {
863                        debug!("{}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
864                    }
865                    body.id
866                },
867                entry_ln.to_string());
868
869         entry_ln
870     }
871
872     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &ast::FnDecl, blk: &ast::Block)
873                                   -> LiveNode {
874         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
875         // explicitly return:
876         let s = self.s;
877         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
878         if blk.expr.is_none() {
879             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
880         }
881         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
882
883         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
884     }
885
886     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &ast::Block, succ: LiveNode)
887                                -> LiveNode {
888         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
889         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
890             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
891         })
892     }
893
894     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &ast::Stmt, succ: LiveNode)
895                               -> LiveNode {
896         match stmt.node {
897             ast::StmtDecl(ref decl, _) => {
898                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
899             }
900
901             ast::StmtExpr(ref expr, _) | ast::StmtSemi(ref expr, _) => {
902                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
903             }
904
905             ast::StmtMac(..) => {
906                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
907             }
908         }
909     }
910
911     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &ast::Decl, succ: LiveNode)
912                               -> LiveNode {
913         match decl.node {
914             ast::DeclLocal(ref local) => {
915                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
916             }
917             ast::DeclItem(_) => succ,
918         }
919     }
920
921     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
922                                -> LiveNode {
923         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
924         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
925         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
926         // could check for uninit variables just by scanning what is live
927         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
928         // immutable variables defined in a loop:
929         //     loop { let x; x = 5; }
930         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
931         //
932         // So now we just check that variables defined w/o an
933         // initializer are not live at the point of their
934         // initialization, which is mildly more complex than checking
935         // once at the func header but otherwise equivalent.
936
937         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
938         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
939     }
940
941     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
942                                -> LiveNode {
943         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
944             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
945         })
946     }
947
948     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
949                                   opt_expr: Option<&Expr>,
950                                   succ: LiveNode)
951                                   -> LiveNode {
952         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
953     }
954
955     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
956                               -> LiveNode {
957         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
958
959         match expr.node {
960           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
961
962           ast::ExprPath(_) => {
963               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
964           }
965
966           ast::ExprField(ref e, _) => {
967               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
968           }
969
970           ast::ExprTupField(ref e, _) => {
971               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
972           }
973
974           ast::ExprClosure(_, _, _, ref blk) => {
975               debug!("{} is an ExprClosure",
976                      expr_to_string(expr));
977
978               /*
979               The next-node for a break is the successor of the entire
980               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
981               */
982               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
983               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
984
985                  // the construction of a closure itself is not important,
986                  // but we have to consider the closed over variables.
987                  let caps = match this.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
988                     Some(caps) => caps.clone(),
989                     None => {
990                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
991                      }
992                  };
993                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
994                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
995                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
996                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
997                      cap.ln
998                  })
999               })
1000           }
1001
1002           ast::ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
1003             //
1004             //     (cond)
1005             //       |
1006             //       v
1007             //     (expr)
1008             //     /   \
1009             //    |     |
1010             //    v     v
1011             //  (then)(els)
1012             //    |     |
1013             //    v     v
1014             //   (  succ  )
1015             //
1016             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1017             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1018             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1019             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1020             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1021             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1022           }
1023
1024           ast::ExprIfLet(..) => {
1025               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1026           }
1027
1028           ast::ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1029             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1030           }
1031
1032           ast::ExprWhileLet(..) => {
1033               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1034           }
1035
1036           ast::ExprForLoop(ref pat, ref head, ref blk, _) => {
1037             let ln = self.propagate_through_loop(expr, ForLoop(&**pat), &**blk, succ);
1038             self.propagate_through_expr(&**head, ln)
1039           }
1040
1041           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1042           // at the label ident
1043           ast::ExprLoop(ref blk, _) => {
1044             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1045           }
1046
1047           ast::ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1048             //
1049             //      (e)
1050             //       |
1051             //       v
1052             //     (expr)
1053             //     / | \
1054             //    |  |  |
1055             //    v  v  v
1056             //   (..arms..)
1057             //    |  |  |
1058             //    v  v  v
1059             //   (  succ  )
1060             //
1061             //
1062             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1063             self.init_empty(ln, succ);
1064             let mut first_merge = true;
1065             for arm in arms.iter() {
1066                 let body_succ =
1067                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1068                 let guard_succ =
1069                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1070                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1071                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1072                 // the "authoritative" set of ids
1073                 let arm_succ =
1074                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1075                                                      guard_succ);
1076                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1077                 first_merge = false;
1078             };
1079             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1080           }
1081
1082           ast::ExprRet(ref o_e) => {
1083             // ignore succ and subst exit_ln:
1084             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1085             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1086           }
1087
1088           ast::ExprBreak(opt_label) => {
1089               // Find which label this break jumps to
1090               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1091
1092               // Now that we know the label we're going to,
1093               // look it up in the break loop nodes table
1094
1095               match self.break_ln.get(&sc) {
1096                   Some(&b) => b,
1097                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1098                                                     "break to unknown label")
1099               }
1100           }
1101
1102           ast::ExprAgain(opt_label) => {
1103               // Find which label this expr continues to
1104               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1105
1106               // Now that we know the label we're going to,
1107               // look it up in the continue loop nodes table
1108
1109               match self.cont_ln.get(&sc) {
1110                   Some(&b) => b,
1111                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1112                                                     "loop to unknown label")
1113               }
1114           }
1115
1116           ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1117             // see comment on lvalues in
1118             // propagate_through_lvalue_components()
1119             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1120             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1121             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1122           }
1123
1124           ast::ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1125             // see comment on lvalues in
1126             // propagate_through_lvalue_components()
1127             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1128             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1129             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1130           }
1131
1132           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1133
1134           ast::ExprVec(ref exprs) => {
1135             self.propagate_through_exprs(exprs[], succ)
1136           }
1137
1138           ast::ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1139             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1140             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1141           }
1142
1143           ast::ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1144             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1145             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1146                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1147             })
1148           }
1149
1150           ast::ExprCall(ref f, ref args) => {
1151             let diverges = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1152                 let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**f));
1153                 t_ret == ty::FnDiverging
1154             };
1155             let succ = if diverges {
1156                 self.s.exit_ln
1157             } else {
1158                 succ
1159             };
1160             let succ = self.propagate_through_exprs(args[], succ);
1161             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1162           }
1163
1164           ast::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1165             let method_call = ty::MethodCall::expr(expr.id);
1166             let method_ty = self.ir.tcx.method_map.borrow().get(&method_call).unwrap().ty;
1167             let diverges = ty::ty_fn_ret(method_ty) == ty::FnDiverging;
1168             let succ = if diverges {
1169                 self.s.exit_ln
1170             } else {
1171                 succ
1172             };
1173             self.propagate_through_exprs(args[], succ)
1174           }
1175
1176           ast::ExprTup(ref exprs) => {
1177             self.propagate_through_exprs(exprs[], succ)
1178           }
1179
1180           ast::ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op) => {
1181             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1182
1183             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1184             self.init_from_succ(ln, succ);
1185             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1186
1187             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1188           }
1189
1190           ast::ExprIndex(ref l, ref r) |
1191           ast::ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1192           ast::ExprBox(Some(ref l), ref r) => {
1193             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1194             self.propagate_through_expr(&**l, r_succ)
1195           }
1196
1197           ast::ExprRange(ref e1, ref e2) => {
1198             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1199             e1.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ))
1200           }
1201
1202           ast::ExprBox(None, ref e) |
1203           ast::ExprAddrOf(_, ref e) |
1204           ast::ExprCast(ref e, _) |
1205           ast::ExprUnary(_, ref e) |
1206           ast::ExprParen(ref e) => {
1207             self.propagate_through_expr(&**e, succ)
1208           }
1209
1210           ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1211
1212             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr, _)| {
1213                 // see comment on lvalues
1214                 // in propagate_through_lvalue_components()
1215                 let succ = self.write_lvalue(&**expr, succ, ACC_WRITE);
1216                 self.propagate_through_lvalue_components(&**expr, succ)
1217             });
1218             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1219             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1220                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
1221             })
1222           }
1223
1224           ast::ExprLit(..) => {
1225             succ
1226           }
1227
1228           ast::ExprBlock(ref blk) => {
1229             self.propagate_through_block(&**blk, succ)
1230           }
1231
1232           ast::ExprMac(..) => {
1233             self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "unexpanded macro");
1234           }
1235         }
1236     }
1237
1238     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1239                                            expr: &Expr,
1240                                            succ: LiveNode)
1241                                            -> LiveNode {
1242         // # Lvalues
1243         //
1244         // In general, the full flow graph structure for an
1245         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1246         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1247         // value" or not. A tracked value is basically a local
1248         // variable or argument.
1249         //
1250         // The two kinds of graphs are:
1251         //
1252         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1253         // ----------------------++-----------------------
1254         //                       ||
1255         //         |             ||           |
1256         //         v             ||           v
1257         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1258         //         |             ||           |
1259         //         v             ||           v
1260         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1261         //         |             ||           |
1262         //         v             ||           v
1263         //      (succ)           ||        (succ)
1264         //                       ||
1265         // ----------------------++-----------------------
1266         //
1267         // I will cover the two cases in turn:
1268         //
1269         // # Tracked lvalues
1270         //
1271         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1272         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1273         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1274         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1275         // consider.
1276         //
1277         // # Non-tracked lvalues
1278         //
1279         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1280         // basically ignore the value which is written to but generate
1281         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1282         // components reads are generated by
1283         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1284         //
1285         // # Illegal lvalues
1286         //
1287         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1288         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1289         // just ignore such cases and treat them as reads.
1290
1291         match expr.node {
1292             ast::ExprPath(_) => succ,
1293             ast::ExprField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1294             ast::ExprTupField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1295             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1296         }
1297     }
1298
1299     // see comment on propagate_through_lvalue()
1300     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1301                     -> LiveNode {
1302         match expr.node {
1303           ast::ExprPath(_) => self.access_path(expr, succ, acc),
1304
1305           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1306           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1307           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1308           // later pass borrowck.
1309           _ => succ
1310         }
1311     }
1312
1313     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1314                    -> LiveNode {
1315         match self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone() {
1316           DefLocal(nid) => {
1317             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1318             if acc != 0u {
1319                 self.init_from_succ(ln, succ);
1320                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1321                 self.acc(ln, var, acc);
1322             }
1323             ln
1324           }
1325           _ => succ
1326         }
1327     }
1328
1329     fn propagate_through_loop(&mut self,
1330                               expr: &Expr,
1331                               kind: LoopKind,
1332                               body: &ast::Block,
1333                               succ: LiveNode)
1334                               -> LiveNode {
1335
1336         /*
1337
1338         We model control flow like this:
1339
1340               (cond) <--+
1341                 |       |
1342                 v       |
1343           +-- (expr)    |
1344           |     |       |
1345           |     v       |
1346           |   (body) ---+
1347           |
1348           |
1349           v
1350         (succ)
1351
1352         */
1353
1354
1355         // first iteration:
1356         let mut first_merge = true;
1357         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1358         self.init_empty(ln, succ);
1359         match kind {
1360             LoopLoop => {}
1361             _ => {
1362                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1363                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1364                 // in the loop body.
1365                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1366                 first_merge = false;
1367             }
1368         }
1369         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1370                expr.id, block_to_string(body));
1371
1372         let cond_ln = match kind {
1373             LoopLoop => ln,
1374             ForLoop(ref pat) => self.define_bindings_in_pat(*pat, ln),
1375             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1376         };
1377         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1378             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1379         });
1380
1381         // repeat until fixed point is reached:
1382         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1383             first_merge = false;
1384
1385             let new_cond_ln = match kind {
1386                 LoopLoop => ln,
1387                 ForLoop(ref pat) => {
1388                     self.define_bindings_in_pat(*pat, ln)
1389                 }
1390                 WhileLoop(ref cond) => {
1391                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1392                 }
1393             };
1394             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1395             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1396             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1397         }
1398
1399         cond_ln
1400     }
1401
1402     fn with_loop_nodes<R, F>(&mut self,
1403                              loop_node_id: NodeId,
1404                              break_ln: LiveNode,
1405                              cont_ln: LiveNode,
1406                              f: F)
1407                              -> R where
1408         F: FnOnce(&mut Liveness<'a, 'tcx>) -> R,
1409     {
1410         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1411         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1412         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1413         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1414         let r = f(self);
1415         self.loop_scope.pop();
1416         r
1417     }
1418 }
1419
1420 // _______________________________________________________________________
1421 // Checking for error conditions
1422
1423 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1424     match local.init {
1425         Some(_) => {
1426             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1427         },
1428         None => {
1429             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1430                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1431             })
1432         }
1433     }
1434
1435     visit::walk_local(this, local);
1436 }
1437
1438 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &ast::Arm) {
1439     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1440     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1441     // the "authoritative" set of ids
1442     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1443         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1444     });
1445     visit::walk_arm(this, arm);
1446 }
1447
1448 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1449     match expr.node {
1450       ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1451         this.check_lvalue(&**l);
1452         this.visit_expr(&**r);
1453
1454         visit::walk_expr(this, expr);
1455       }
1456
1457       ast::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1458         this.check_lvalue(&**l);
1459
1460         visit::walk_expr(this, expr);
1461       }
1462
1463       ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1464         for &(_, ref input) in ia.inputs.iter() {
1465           this.visit_expr(&**input);
1466         }
1467
1468         // Output operands must be lvalues
1469         for &(_, ref out, _) in ia.outputs.iter() {
1470           this.check_lvalue(&**out);
1471           this.visit_expr(&**out);
1472         }
1473
1474         visit::walk_expr(this, expr);
1475       }
1476
1477       ast::ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
1478         this.pat_bindings(&**pat, |this, ln, var, sp, id| {
1479             this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1480         });
1481
1482         visit::walk_expr(this, expr);
1483       }
1484
1485       // no correctness conditions related to liveness
1486       ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) | ast::ExprIf(..) |
1487       ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) |
1488       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
1489       ast::ExprVec(..) | ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) |
1490       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprRet(..) |
1491       ast::ExprBreak(..) | ast::ExprAgain(..) | ast::ExprLit(_) |
1492       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprMac(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
1493       ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) | ast::ExprParen(..) |
1494       ast::ExprClosure(..) | ast::ExprPath(..) | ast::ExprBox(..) |
1495       ast::ExprRange(..) => {
1496         visit::walk_expr(this, expr);
1497       }
1498       ast::ExprIfLet(..) => {
1499         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1500       }
1501       ast::ExprWhileLet(..) => {
1502         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1503       }
1504     }
1505 }
1506
1507 fn check_fn(_v: &Liveness,
1508             _fk: FnKind,
1509             _decl: &ast::FnDecl,
1510             _body: &ast::Block,
1511             _sp: Span,
1512             _id: NodeId) {
1513     // do not check contents of nested fns
1514 }
1515
1516 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1517     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::FnOutput<'tcx> {
1518         let fn_ty = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id);
1519         match fn_ty.sty {
1520             ty::ty_unboxed_closure(closure_def_id, _, substs) =>
1521                 self.ir.tcx.unboxed_closure_type(closure_def_id, substs).sig.0.output,
1522             _ =>
1523                 ty::ty_fn_ret(fn_ty),
1524         }
1525     }
1526
1527     fn check_ret(&self,
1528                  id: NodeId,
1529                  sp: Span,
1530                  _fk: FnKind,
1531                  entry_ln: LiveNode,
1532                  body: &ast::Block) {
1533         match self.fn_ret(id) {
1534             ty::FnConverging(t_ret)
1535                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() => {
1536
1537                 if ty::type_is_nil(t_ret) {
1538                     // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1539                 } else {
1540                     let ends_with_stmt = match body.expr {
1541                         None if body.stmts.len() > 0 =>
1542                             match body.stmts.first().unwrap().node {
1543                                 ast::StmtSemi(ref e, _) => {
1544                                     ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e) == t_ret
1545                                 },
1546                                 _ => false
1547                             },
1548                         _ => false
1549                     };
1550                     self.ir.tcx.sess.span_err(
1551                         sp, "not all control paths return a value");
1552                     if ends_with_stmt {
1553                         let last_stmt = body.stmts.first().unwrap();
1554                         let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1555                                                         last_stmt.span, sp);
1556                         let span_semicolon = Span {
1557                             lo: original_span.hi - BytePos(1),
1558                             hi: original_span.hi,
1559                             expn_id: original_span.expn_id
1560                         };
1561                         self.ir.tcx.sess.span_help(
1562                             span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1563                     }
1564                 }
1565             }
1566             ty::FnDiverging
1567                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.clean_exit_var).is_some() => {
1568                     self.ir.tcx.sess.span_err(sp,
1569                         "computation may converge in a function marked as diverging");
1570                 }
1571
1572             _ => {}
1573         }
1574     }
1575
1576     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1577         match expr.node {
1578             ast::ExprPath(_) => {
1579                 if let DefLocal(nid) = self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone() {
1580                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1581                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1582                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1583                     // as being used.
1584                     let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1585                     let var = self.variable(nid, expr.span);
1586                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1587                 }
1588             }
1589             _ => {
1590                 // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1591                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1592                 visit::walk_expr(self, expr);
1593             }
1594         }
1595     }
1596
1597     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1598         let name = self.ir.variable_name(var);
1599         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1600             None
1601         } else {
1602             Some(name)
1603         }
1604     }
1605
1606     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &ast::FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1607         for arg in decl.inputs.iter() {
1608             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1609                                    &*arg.pat,
1610                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1611                 let var = self.variable(p_id, sp);
1612                 // Ignore unused self.
1613                 let ident = path1.node;
1614                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1615                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1616                 }
1617             })
1618         }
1619     }
1620
1621     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat) {
1622         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1623             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1624                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1625             }
1626         })
1627     }
1628
1629     fn warn_about_unused(&self,
1630                          sp: Span,
1631                          id: NodeId,
1632                          ln: LiveNode,
1633                          var: Variable)
1634                          -> bool {
1635         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1636             let r = self.should_warn(var);
1637             for name in r.iter() {
1638
1639                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1640                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1641                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1642                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1643                     false
1644                 } else {
1645                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1646                 };
1647
1648                 if is_assigned {
1649                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1650                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1651                                 *name));
1652                 } else {
1653                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1654                         format!("unused variable: `{}`", *name));
1655                 }
1656             }
1657             true
1658         } else {
1659             false
1660         }
1661     }
1662
1663     fn warn_about_dead_assign(&self,
1664                               sp: Span,
1665                               id: NodeId,
1666                               ln: LiveNode,
1667                               var: Variable) {
1668         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1669             let r = self.should_warn(var);
1670             for name in r.iter() {
1671                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1672                     format!("value assigned to `{}` is never read", *name));
1673             }
1674         }
1675     }
1676  }