]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
15d9e87a9d5a34678475a3ef7dd5c4de7ee78aeb
[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 /*!
12  * A classic liveness analysis based on dataflow over the AST.  Computes,
13  * for each local variable in a function, whether that variable is live
14  * at a given point.  Program execution points are identified by their
15  * id.
16  *
17  * # Basic idea
18  *
19  * The basic model is that each local variable is assigned an index.  We
20  * represent sets of local variables using a vector indexed by this
21  * index.  The value in the vector is either 0, indicating the variable
22  * is dead, or the id of an expression that uses the variable.
23  *
24  * We conceptually walk over the AST in reverse execution order.  If we
25  * find a use of a variable, we add it to the set of live variables.  If
26  * we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
27  * variables.  When we have to merge two flows, we take the union of
28  * those two flows---if the variable is live on both paths, we simply
29  * pick one id.  In the event of loops, we continue doing this until a
30  * fixed point is reached.
31  *
32  * ## Checking initialization
33  *
34  * At the function entry point, all variables must be dead.  If this is
35  * not the case, we can report an error using the id found in the set of
36  * live variables, which identifies a use of the variable which is not
37  * dominated by an assignment.
38  *
39  * ## Checking moves
40  *
41  * After each explicit move, the variable must be dead.
42  *
43  * ## Computing last uses
44  *
45  * Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
46  * last use.
47  *
48  * # Implementation details
49  *
50  * The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
51  * The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
52  * enclosing function.  On the way down the tree, it identifies those AST
53  * nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
54  * and assigns them contiguous IDs.  The liveness id for an AST node is
55  * called a `live_node` (it's a newtype'd uint) and the id for a variable
56  * is called a `variable` (another newtype'd uint).
57  *
58  * On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
59  * declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
60  * precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
61  * the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
62  * perform the actual propagation on the `liveness` instance.
63  *
64  * This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
65  * methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
66  * reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
67  *
68  * ## The `Users` struct
69  *
70  * At each live node `N`, we track three pieces of information for each
71  * variable `V` (these are encapsulated in the `Users` struct):
72  *
73  * - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
74  *    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
75  *    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
76  *    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
77  *    value will never be read (the variable is dead, essentially).
78  *
79  * - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
80  *    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
81  *    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
82  *    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
83  *    of `V` that follows `N`.
84  *
85  * - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
86  *   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
87  *   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
88  *   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
89  *
90  * ## Special Variables
91  *
92  * We generate various special variables for various, well, special purposes.
93  * These are described in the `specials` struct:
94  *
95  * - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
96  *   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
97  *
98  * - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
99  *
100  * - `no_ret_var`: a synthetic variable that is only 'read' from, the
101  *   fallthrough node.  This allows us to detect functions where we fail
102  *   to return explicitly.
103  * - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
104  *   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
105  *   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
106  *   only dead if the end of the function's block can never be reached.
107  *   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
108  *   `return` expressions in a function declared as diverging.
109  */
110 use self::LoopKind::*;
111 use self::LiveNodeKind::*;
112 use self::VarKind::*;
113
114 use middle::def::*;
115 use middle::mem_categorization::Typer;
116 use middle::{pat_util, typeck, ty};
117 use lint;
118 use util::nodemap::NodeMap;
119
120 use std::{fmt, io, uint};
121 use std::rc::Rc;
122 use syntax::ast::{mod, NodeId, Expr};
123 use syntax::codemap::{BytePos, original_sp, Span};
124 use syntax::parse::token::{mod, special_idents};
125 use syntax::print::pprust::{expr_to_string, block_to_string};
126 use syntax::ptr::P;
127 use syntax::ast_util;
128 use syntax::visit::{mod, Visitor, FnKind};
129
130 /// For use with `propagate_through_loop`.
131 enum LoopKind<'a> {
132     /// An endless `loop` loop.
133     LoopLoop,
134     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
135     WhileLoop(&'a Expr),
136     /// A `for` loop, with the given pattern to bind.
137     ForLoop(&'a ast::Pat),
138 }
139
140 #[deriving(PartialEq)]
141 struct Variable(uint);
142 #[deriving(PartialEq)]
143 struct LiveNode(uint);
144
145 impl Variable {
146     fn get(&self) -> uint { let Variable(v) = *self; v }
147 }
148
149 impl LiveNode {
150     fn get(&self) -> uint { let LiveNode(v) = *self; v }
151 }
152
153 impl Clone for LiveNode {
154     fn clone(&self) -> LiveNode {
155         LiveNode(self.get())
156     }
157 }
158
159 #[deriving(PartialEq, Show)]
160 enum LiveNodeKind {
161     FreeVarNode(Span),
162     ExprNode(Span),
163     VarDefNode(Span),
164     ExitNode
165 }
166
167 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &ty::ctxt) -> String {
168     let cm = cx.sess.codemap();
169     match lnk {
170         FreeVarNode(s) => {
171             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
172         }
173         ExprNode(s) => {
174             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
175         }
176         VarDefNode(s) => {
177             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
178         }
179         ExitNode => "Exit node".to_string(),
180     }
181 }
182
183 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
184     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
185                 b: &'v ast::Block, s: Span, id: NodeId) {
186         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
187     }
188     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) { visit_local(self, l); }
189     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
190     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) { visit_arm(self, a); }
191 }
192
193 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
194     visit::walk_crate(&mut IrMaps::new(tcx), tcx.map.krate());
195     tcx.sess.abort_if_errors();
196 }
197
198 impl fmt::Show for LiveNode {
199     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
200         write!(f, "ln({})", self.get())
201     }
202 }
203
204 impl fmt::Show for Variable {
205     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
206         write!(f, "v({})", self.get())
207     }
208 }
209
210 // ______________________________________________________________________
211 // Creating ir_maps
212 //
213 // This is the first pass and the one that drives the main
214 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
215 // we count for each function the number of variables as well as
216 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
217 // capture clause that does something of interest: either it has
218 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
219 //
220 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
221 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
222 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
223 // of live variables at each program point.
224 //
225 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
226 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
227 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
228 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
229 // variable must not be assigned if there is some successor
230 // assignment.  And so forth.
231
232 impl LiveNode {
233     fn is_valid(&self) -> bool {
234         self.get() != uint::MAX
235     }
236 }
237
238 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(uint::MAX) }
239
240 struct CaptureInfo {
241     ln: LiveNode,
242     var_nid: NodeId
243 }
244
245 #[deriving(Show)]
246 struct LocalInfo {
247     id: NodeId,
248     ident: ast::Ident
249 }
250
251 #[deriving(Show)]
252 enum VarKind {
253     Arg(NodeId, ast::Ident),
254     Local(LocalInfo),
255     ImplicitRet,
256     CleanExit
257 }
258
259 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
260     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
261
262     num_live_nodes: uint,
263     num_vars: uint,
264     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
265     variable_map: NodeMap<Variable>,
266     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
267     var_kinds: Vec<VarKind>,
268     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
269 }
270
271 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
272     fn new(tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
273         IrMaps {
274             tcx: tcx,
275             num_live_nodes: 0,
276             num_vars: 0,
277             live_node_map: NodeMap::new(),
278             variable_map: NodeMap::new(),
279             capture_info_map: NodeMap::new(),
280             var_kinds: Vec::new(),
281             lnks: Vec::new(),
282         }
283     }
284
285     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
286         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
287         self.lnks.push(lnk);
288         self.num_live_nodes += 1;
289
290         debug!("{} is of kind {}", ln.to_string(),
291                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
292
293         ln
294     }
295
296     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
297         let ln = self.add_live_node(lnk);
298         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
299
300         debug!("{} is node {}", ln.to_string(), node_id);
301     }
302
303     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
304         let v = Variable(self.num_vars);
305         self.var_kinds.push(vk);
306         self.num_vars += 1;
307
308         match vk {
309             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
310                 self.variable_map.insert(node_id, v);
311             },
312             ImplicitRet | CleanExit => {}
313         }
314
315         debug!("{} is {}", v.to_string(), vk);
316
317         v
318     }
319
320     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
321         match self.variable_map.get(&node_id) {
322           Some(&var) => var,
323           None => {
324             self.tcx
325                 .sess
326                 .span_bug(span, format!("no variable registered for id {}",
327                                         node_id).as_slice());
328           }
329         }
330     }
331
332     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
333         match self.var_kinds[var.get()] {
334             Local(LocalInfo { ident: nm, .. }) | Arg(_, nm) => {
335                 token::get_ident(nm).get().to_string()
336             },
337             ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string(),
338             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
339         }
340     }
341
342     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
343         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
344     }
345
346     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
347         self.lnks[ln.get()]
348     }
349 }
350
351 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
352     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
353                 b: &'v ast::Block, s: Span, n: NodeId) {
354         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
355     }
356     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) {
357         check_local(self, l);
358     }
359     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
360         check_expr(self, ex);
361     }
362     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) {
363         check_arm(self, a);
364     }
365 }
366
367 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
368             fk: FnKind,
369             decl: &ast::FnDecl,
370             body: &ast::Block,
371             sp: Span,
372             id: ast::NodeId) {
373     debug!("visit_fn");
374
375     // swap in a new set of IR maps for this function body:
376     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
377
378     debug!("creating fn_maps: {}", &fn_maps as *const IrMaps);
379
380     for arg in decl.inputs.iter() {
381         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
382                                &*arg.pat,
383                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
384             debug!("adding argument {}", arg_id);
385             let ident = path1.node;
386             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, ident));
387         })
388     };
389
390     // gather up the various local variables, significant expressions,
391     // and so forth:
392     visit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
393
394     // Special nodes and variables:
395     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
396     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
397     //   an implicit return
398     let specials = Specials {
399         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
400         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
401         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
402         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
403     };
404
405     // compute liveness
406     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
407     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
408
409     // check for various error conditions
410     lsets.visit_block(body);
411     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
412     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
413 }
414
415 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &ast::Local) {
416     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &*local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
417         debug!("adding local variable {}", p_id);
418         let name = path1.node;
419         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
420         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
421           id: p_id,
422           ident: name
423         }));
424     });
425     visit::walk_local(ir, local);
426 }
427
428 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &ast::Arm) {
429     for pat in arm.pats.iter() {
430         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
431             debug!("adding local variable {} from match with bm {}",
432                    p_id, bm);
433             let name = path1.node;
434             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
435             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
436                 id: p_id,
437                 ident: name
438             }));
439         })
440     }
441     visit::walk_arm(ir, arm);
442 }
443
444 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
445     match expr.node {
446       // live nodes required for uses or definitions of variables:
447       ast::ExprPath(_) => {
448         let def = ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone();
449         debug!("expr {}: path that leads to {}", expr.id, def);
450         match def {
451             DefLocal(..) => ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span)),
452             _ => {}
453         }
454         visit::walk_expr(ir, expr);
455       }
456       ast::ExprClosure(..) | ast::ExprProc(..) => {
457         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
458         // breaks or continues)
459         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
460
461         // Make a live_node for each captured variable, with the span
462         // being the location that the variable is used.  This results
463         // in better error messages than just pointing at the closure
464         // construction site.
465         let mut call_caps = Vec::new();
466         ty::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
467             for fv in freevars.iter() {
468                 match fv.def {
469                     DefLocal(rv) => {
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             }
477         });
478         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
479
480         visit::walk_expr(ir, expr);
481       }
482
483       // live nodes required for interesting control flow:
484       ast::ExprIf(..) | ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) => {
485         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
486         visit::walk_expr(ir, expr);
487       }
488       ast::ExprIfLet(..) => {
489           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
490       }
491       ast::ExprWhileLet(..) => {
492           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
493       }
494       ast::ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
495         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
496             debug!("adding local variable {} from for loop with bm {}",
497                    p_id, bm);
498             let name = path1.node;
499             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
500             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
501                 id: p_id,
502                 ident: name
503             }));
504         });
505         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
506         visit::walk_expr(ir, expr);
507       }
508       ast::ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op) => {
509         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
510         visit::walk_expr(ir, expr);
511       }
512
513       // otherwise, live nodes are not required:
514       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
515       ast::ExprVec(..) | ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) |
516       ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
517       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprBreak(_) |
518       ast::ExprAgain(_) | ast::ExprLit(_) | ast::ExprRet(..) |
519       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprAssign(..) | ast::ExprAssignOp(..) |
520       ast::ExprMac(..) | ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) |
521       ast::ExprParen(..) | ast::ExprInlineAsm(..) | ast::ExprBox(..) |
522       ast::ExprSlice(..) => {
523           visit::walk_expr(ir, expr);
524       }
525     }
526 }
527
528 // ______________________________________________________________________
529 // Computing liveness sets
530 //
531 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
532 // the same basic propagation framework in all cases.
533
534 #[deriving(Clone)]
535 struct Users {
536     reader: LiveNode,
537     writer: LiveNode,
538     used: bool
539 }
540
541 fn invalid_users() -> Users {
542     Users {
543         reader: invalid_node(),
544         writer: invalid_node(),
545         used: false
546     }
547 }
548
549 struct Specials {
550     exit_ln: LiveNode,
551     fallthrough_ln: LiveNode,
552     no_ret_var: Variable,
553     clean_exit_var: Variable
554 }
555
556 static ACC_READ: uint = 1u;
557 static ACC_WRITE: uint = 2u;
558 static ACC_USE: uint = 4u;
559
560 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
561     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
562     s: Specials,
563     successors: Vec<LiveNode>,
564     users: Vec<Users>,
565     // The list of node IDs for the nested loop scopes
566     // we're in.
567     loop_scope: Vec<NodeId>,
568     // mappings from loop node ID to LiveNode
569     // ("break" label should map to loop node ID,
570     // it probably doesn't now)
571     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
572     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
573 }
574
575 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
576     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
577         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
578         let num_vars = ir.num_vars;
579         Liveness {
580             ir: ir,
581             s: specials,
582             successors: Vec::from_elem(num_live_nodes, invalid_node()),
583             users: Vec::from_elem(num_live_nodes * num_vars, invalid_users()),
584             loop_scope: Vec::new(),
585             break_ln: NodeMap::new(),
586             cont_ln: NodeMap::new(),
587         }
588     }
589
590     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
591         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
592           Some(&ln) => ln,
593           None => {
594             // This must be a mismatch between the ir_map construction
595             // above and the propagation code below; the two sets of
596             // code have to agree about which AST nodes are worth
597             // creating liveness nodes for.
598             self.ir.tcx.sess.span_bug(
599                 span,
600                 format!("no live node registered for node {}",
601                         node_id).as_slice());
602           }
603         }
604     }
605
606     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
607         self.ir.variable(node_id, span)
608     }
609
610     fn pat_bindings(&mut self,
611                     pat: &ast::Pat,
612                     f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
613         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
614             let ln = self.live_node(p_id, sp);
615             let var = self.variable(p_id, sp);
616             f(self, ln, var, sp, p_id);
617         })
618     }
619
620     fn arm_pats_bindings(&mut self,
621                          pat: Option<&ast::Pat>,
622                          f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
623         match pat {
624             Some(pat) => {
625                 self.pat_bindings(pat, f);
626             }
627             None => {}
628         }
629     }
630
631     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat, succ: LiveNode)
632                               -> LiveNode {
633         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
634     }
635
636     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, succ: LiveNode)
637                                    -> LiveNode {
638         let mut succ = succ;
639         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
640             this.init_from_succ(ln, succ);
641             this.define(ln, var);
642             succ = ln;
643         });
644         succ
645     }
646
647     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
648         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
649     }
650
651     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
652                       -> Option<LiveNodeKind> {
653         assert!(ln.is_valid());
654         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
655         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
656     }
657
658     /*
659     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
660     */
661     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
662                     -> Option<LiveNodeKind> {
663         let successor = self.successors[ln.get()];
664         self.live_on_entry(successor, var)
665     }
666
667     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
668         assert!(ln.is_valid());
669         self.users[self.idx(ln, var)].used
670     }
671
672     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
673                          -> Option<LiveNodeKind> {
674         assert!(ln.is_valid());
675         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
676         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
677     }
678
679     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
680                         -> Option<LiveNodeKind> {
681         let successor = self.successors[ln.get()];
682         self.assigned_on_entry(successor, var)
683     }
684
685     fn indices2(&mut self,
686                 ln: LiveNode,
687                 succ_ln: LiveNode,
688                 op: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint|) {
689         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0u));
690         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0u));
691         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
692             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
693         }
694     }
695
696     fn write_vars(&self,
697                   wr: &mut io::Writer,
698                   ln: LiveNode,
699                   test: |uint| -> LiveNode) -> io::IoResult<()> {
700         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
701         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
702             let idx = node_base_idx + var_idx;
703             if test(idx).is_valid() {
704                 try!(write!(wr, " {}", Variable(var_idx).to_string()));
705             }
706         }
707         Ok(())
708     }
709
710     fn find_loop_scope(&self,
711                        opt_label: Option<ast::Ident>,
712                        id: NodeId,
713                        sp: Span)
714                        -> NodeId {
715         match opt_label {
716             Some(_) => {
717                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
718                 // to find with one
719                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().get(&id) {
720                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
721                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
722                                                         doesn't refer to a loop")
723                 }
724             }
725             None => {
726                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
727                 // loop scope
728                 if self.loop_scope.len() == 0 {
729                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
730                 } else {
731                     *self.loop_scope.last().unwrap()
732                 }
733             }
734         }
735     }
736
737     #[allow(unused_must_use)]
738     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
739         let mut wr = Vec::new();
740         {
741             let wr = &mut wr as &mut io::Writer;
742             write!(wr, "[ln({}) of kind {} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
743             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
744             write!(wr, "  writes");
745             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
746             write!(wr, "  precedes {}]", self.successors[ln.get()].to_string());
747         }
748         String::from_utf8(wr).unwrap()
749     }
750
751     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
752         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
753
754         // It is not necessary to initialize the
755         // values to empty because this is the value
756         // they have when they are created, and the sets
757         // only grow during iterations.
758         //
759         // self.indices(ln) { |idx|
760         //     self.users[idx] = invalid_users();
761         // }
762     }
763
764     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
765         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
766         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
767
768         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
769             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
770         });
771         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
772                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
773     }
774
775     fn merge_from_succ(&mut self,
776                        ln: LiveNode,
777                        succ_ln: LiveNode,
778                        first_merge: bool)
779                        -> bool {
780         if ln == succ_ln { return false; }
781
782         let mut changed = false;
783         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
784             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
785                                        &mut this.users[idx].reader);
786             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
787                                        &mut this.users[idx].writer);
788             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
789                 this.users[idx].used = true;
790                 changed = true;
791             }
792         });
793
794         debug!("merge_from_succ(ln={}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
795                ln.to_string(), self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
796         return changed;
797
798         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
799             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
800                 *dst = src;
801                 true
802             } else {
803                 false
804             }
805         }
806     }
807
808     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
809     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
810     // this) so we just clear out all the data.
811     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
812         let idx = self.idx(writer, var);
813         self.users[idx].reader = invalid_node();
814         self.users[idx].writer = invalid_node();
815
816         debug!("{} defines {} (idx={}): {}", writer.to_string(), var.to_string(),
817                idx, self.ln_str(writer));
818     }
819
820     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
821     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
822         debug!("{} accesses[{:x}] {}: {}",
823                ln.to_string(), acc, var.to_string(), self.ln_str(ln));
824
825         let idx = self.idx(ln, var);
826         let user = &mut self.users[idx];
827
828         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
829             user.reader = invalid_node();
830             user.writer = ln;
831         }
832
833         // Important: if we both read/write, must do read second
834         // or else the write will override.
835         if (acc & ACC_READ) != 0 {
836             user.reader = ln;
837         }
838
839         if (acc & ACC_USE) != 0 {
840             user.used = true;
841         }
842     }
843
844     // _______________________________________________________________________
845
846     fn compute(&mut self, decl: &ast::FnDecl, body: &ast::Block) -> LiveNode {
847         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
848         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
849         // where the body is really a closure.
850
851         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
852
853         let exit_ln = self.s.exit_ln;
854         let entry_ln: LiveNode =
855             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
856               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
857
858         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
859         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={})",
860                {
861                    for ln_idx in range(0u, self.ir.num_live_nodes) {
862                        debug!("{}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
863                    }
864                    body.id
865                },
866                entry_ln.to_string());
867
868         entry_ln
869     }
870
871     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &ast::FnDecl, blk: &ast::Block)
872                                   -> LiveNode {
873         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
874         // explicitly return:
875         let s = self.s;
876         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
877         if blk.expr.is_none() {
878             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
879         }
880         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
881
882         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
883     }
884
885     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &ast::Block, succ: LiveNode)
886                                -> LiveNode {
887         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
888         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
889             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
890         })
891     }
892
893     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &ast::Stmt, succ: LiveNode)
894                               -> LiveNode {
895         match stmt.node {
896             ast::StmtDecl(ref decl, _) => {
897                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
898             }
899
900             ast::StmtExpr(ref expr, _) | ast::StmtSemi(ref expr, _) => {
901                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
902             }
903
904             ast::StmtMac(..) => {
905                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
906             }
907         }
908     }
909
910     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &ast::Decl, succ: LiveNode)
911                               -> LiveNode {
912         match decl.node {
913             ast::DeclLocal(ref local) => {
914                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
915             }
916             ast::DeclItem(_) => succ,
917         }
918     }
919
920     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
921                                -> LiveNode {
922         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
923         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
924         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
925         // could check for uninit variables just by scanning what is live
926         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
927         // immutable variables defined in a loop:
928         //     loop { let x; x = 5; }
929         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
930         //
931         // So now we just check that variables defined w/o an
932         // initializer are not live at the point of their
933         // initialization, which is mildly more complex than checking
934         // once at the func header but otherwise equivalent.
935
936         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
937         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
938     }
939
940     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
941                                -> LiveNode {
942         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
943             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
944         })
945     }
946
947     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
948                                   opt_expr: Option<&Expr>,
949                                   succ: LiveNode)
950                                   -> LiveNode {
951         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
952     }
953
954     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
955                               -> LiveNode {
956         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
957
958         match expr.node {
959           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
960
961           ast::ExprPath(_) => {
962               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
963           }
964
965           ast::ExprField(ref e, _) => {
966               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
967           }
968
969           ast::ExprTupField(ref e, _) => {
970               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
971           }
972
973           ast::ExprClosure(_, _, _, ref blk) |
974           ast::ExprProc(_, ref blk) => {
975               debug!("{} is an ExprClosure or ExprProc",
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.as_slice().head().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.as_slice(), 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.as_slice(), succ);
1161             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1162           }
1163
1164           ast::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1165             let method_call = typeck::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.as_slice(), succ)
1174           }
1175
1176           ast::ExprTup(ref exprs) => {
1177             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), 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(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::ExprSlice(ref e1, ref e2, ref e3, _) => {
1198             let succ = e3.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1199             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1200             self.propagate_through_expr(&**e1, succ)
1201           }
1202
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>(&mut self,
1403                           loop_node_id: NodeId,
1404                           break_ln: LiveNode,
1405                           cont_ln: LiveNode,
1406                           f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>| -> R)
1407                           -> R {
1408         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1409         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1410         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1411         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1412         let r = f(self);
1413         self.loop_scope.pop();
1414         r
1415     }
1416 }
1417
1418 // _______________________________________________________________________
1419 // Checking for error conditions
1420
1421 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1422     match local.init {
1423         Some(_) => {
1424             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1425         },
1426         None => {
1427             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1428                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1429             })
1430         }
1431     }
1432
1433     visit::walk_local(this, local);
1434 }
1435
1436 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &ast::Arm) {
1437     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1438     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1439     // the "authoritative" set of ids
1440     this.arm_pats_bindings(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1441         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1442     });
1443     visit::walk_arm(this, arm);
1444 }
1445
1446 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1447     match expr.node {
1448       ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1449         this.check_lvalue(&**l);
1450         this.visit_expr(&**r);
1451
1452         visit::walk_expr(this, expr);
1453       }
1454
1455       ast::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1456         this.check_lvalue(&**l);
1457
1458         visit::walk_expr(this, expr);
1459       }
1460
1461       ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1462         for &(_, ref input) in ia.inputs.iter() {
1463           this.visit_expr(&**input);
1464         }
1465
1466         // Output operands must be lvalues
1467         for &(_, ref out, _) in ia.outputs.iter() {
1468           this.check_lvalue(&**out);
1469           this.visit_expr(&**out);
1470         }
1471
1472         visit::walk_expr(this, expr);
1473       }
1474
1475       ast::ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
1476         this.pat_bindings(&**pat, |this, ln, var, sp, id| {
1477             this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1478         });
1479
1480         visit::walk_expr(this, expr);
1481       }
1482
1483       // no correctness conditions related to liveness
1484       ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) | ast::ExprIf(..) |
1485       ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) |
1486       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
1487       ast::ExprVec(..) | ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) |
1488       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprRet(..) |
1489       ast::ExprBreak(..) | ast::ExprAgain(..) | ast::ExprLit(_) |
1490       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprMac(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
1491       ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) | ast::ExprParen(..) |
1492       ast::ExprClosure(..) | ast::ExprProc(..) |
1493       ast::ExprPath(..) | ast::ExprBox(..) | ast::ExprSlice(..) => {
1494         visit::walk_expr(this, expr);
1495       }
1496       ast::ExprIfLet(..) => {
1497         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1498       }
1499       ast::ExprWhileLet(..) => {
1500         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1501       }
1502     }
1503 }
1504
1505 fn check_fn(_v: &Liveness,
1506             _fk: FnKind,
1507             _decl: &ast::FnDecl,
1508             _body: &ast::Block,
1509             _sp: Span,
1510             _id: NodeId) {
1511     // do not check contents of nested fns
1512 }
1513
1514 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1515     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::FnOutput<'tcx> {
1516         let fn_ty = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id);
1517         match fn_ty.sty {
1518             ty::ty_unboxed_closure(closure_def_id, _, _) =>
1519                 self.ir.tcx.unboxed_closures()
1520                     .borrow()
1521                     .get(&closure_def_id)
1522                     .unwrap()
1523                     .closure_type
1524                     .sig
1525                     .output,
1526             _ => ty::ty_fn_ret(fn_ty)
1527         }
1528     }
1529
1530     fn check_ret(&self,
1531                  id: NodeId,
1532                  sp: Span,
1533                  _fk: FnKind,
1534                  entry_ln: LiveNode,
1535                  body: &ast::Block) {
1536         match self.fn_ret(id) {
1537             ty::FnConverging(t_ret)
1538                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() => {
1539
1540                 if ty::type_is_nil(t_ret) {
1541                     // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1542                 } else {
1543                     let ends_with_stmt = match body.expr {
1544                         None if body.stmts.len() > 0 =>
1545                             match body.stmts.last().unwrap().node {
1546                                 ast::StmtSemi(ref e, _) => {
1547                                     ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e) == t_ret
1548                                 },
1549                                 _ => false
1550                             },
1551                         _ => false
1552                     };
1553                     self.ir.tcx.sess.span_err(
1554                         sp, "not all control paths return a value");
1555                     if ends_with_stmt {
1556                         let last_stmt = body.stmts.last().unwrap();
1557                         let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1558                                                         last_stmt.span, sp);
1559                         let span_semicolon = Span {
1560                             lo: original_span.hi - BytePos(1),
1561                             hi: original_span.hi,
1562                             expn_id: original_span.expn_id
1563                         };
1564                         self.ir.tcx.sess.span_help(
1565                             span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1566                     }
1567                 }
1568             }
1569             ty::FnDiverging
1570                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.clean_exit_var).is_some() => {
1571                     self.ir.tcx.sess.span_err(sp,
1572                         "computation may converge in a function marked as diverging");
1573                 }
1574
1575             _ => {}
1576         }
1577     }
1578
1579     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1580         match expr.node {
1581           ast::ExprPath(_) => {
1582             match self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone() {
1583               DefLocal(nid) => {
1584                 // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1585                 // if there is no later assignment. If this local is actually
1586                 // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1587                 // as being used.
1588                 let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1589                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1590                 self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1591               }
1592               _ => {}
1593             }
1594           }
1595
1596           _ => {
1597             // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1598             // and any embedded expressions are actually rvalues
1599             visit::walk_expr(self, expr);
1600           }
1601        }
1602     }
1603
1604     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1605         let name = self.ir.variable_name(var);
1606         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1607             None
1608         } else {
1609             Some(name)
1610         }
1611     }
1612
1613     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &ast::FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1614         for arg in decl.inputs.iter() {
1615             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1616                                    &*arg.pat,
1617                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1618                 let var = self.variable(p_id, sp);
1619                 // Ignore unused self.
1620                 let ident = path1.node;
1621                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1622                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1623                 }
1624             })
1625         }
1626     }
1627
1628     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat) {
1629         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1630             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1631                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1632             }
1633         })
1634     }
1635
1636     fn warn_about_unused(&self,
1637                          sp: Span,
1638                          id: NodeId,
1639                          ln: LiveNode,
1640                          var: Variable)
1641                          -> bool {
1642         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1643             let r = self.should_warn(var);
1644             for name in r.iter() {
1645
1646                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1647                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1648                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1649                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1650                     false
1651                 } else {
1652                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1653                 };
1654
1655                 if is_assigned {
1656                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1657                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1658                                 *name));
1659                 } else {
1660                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1661                         format!("unused variable: `{}`", *name));
1662                 }
1663             }
1664             true
1665         } else {
1666             false
1667         }
1668     }
1669
1670     fn warn_about_dead_assign(&self,
1671                               sp: Span,
1672                               id: NodeId,
1673                               ln: LiveNode,
1674                               var: Variable) {
1675         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1676             let r = self.should_warn(var);
1677             for name in r.iter() {
1678                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1679                     format!("value assigned to `{}` is never read", *name));
1680             }
1681         }
1682     }
1683  }