]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
Remove LoopIdResult
[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 usize) and the id for a variable
55 //! is called a `variable` (another newtype'd usize).
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 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
100 //!   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
101 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
102 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
103 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
104 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
105 use self::LoopKind::*;
106 use self::LiveNodeKind::*;
107 use self::VarKind::*;
108
109 use hir::def::*;
110 use ty::{self, TyCtxt};
111 use lint;
112 use util::nodemap::{NodeMap, NodeSet};
113
114 use std::collections::VecDeque;
115 use std::{fmt, usize};
116 use std::io::prelude::*;
117 use std::io;
118 use std::rc::Rc;
119 use syntax::ast::{self, NodeId};
120 use syntax::symbol::keywords;
121 use syntax_pos::Span;
122
123 use hir::Expr;
124 use hir;
125 use hir::intravisit::{self, Visitor, FnKind, NestedVisitorMap};
126
127 /// For use with `propagate_through_loop`.
128 enum LoopKind<'a> {
129     /// An endless `loop` loop.
130     LoopLoop,
131     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
132     WhileLoop(&'a Expr),
133 }
134
135 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
136 struct Variable(usize);
137
138 #[derive(Copy, PartialEq)]
139 struct LiveNode(usize);
140
141 impl Variable {
142     fn get(&self) -> usize { let Variable(v) = *self; v }
143 }
144
145 impl LiveNode {
146     fn get(&self) -> usize { let LiveNode(v) = *self; v }
147 }
148
149 impl Clone for LiveNode {
150     fn clone(&self) -> LiveNode {
151         LiveNode(self.get())
152     }
153 }
154
155 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
156 enum LiveNodeKind {
157     FreeVarNode(Span),
158     ExprNode(Span),
159     VarDefNode(Span),
160     ExitNode
161 }
162
163 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt) -> String {
164     let cm = tcx.sess.codemap();
165     match lnk {
166         FreeVarNode(s) => {
167             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
168         }
169         ExprNode(s) => {
170             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
171         }
172         VarDefNode(s) => {
173             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
174         }
175         ExitNode => "Exit node".to_string(),
176     }
177 }
178
179 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'a, 'tcx> {
180     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
181         NestedVisitorMap::OnlyBodies(&self.tcx.hir)
182     }
183
184     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'tcx>, fd: &'tcx hir::FnDecl,
185                 b: hir::BodyId, s: Span, id: NodeId) {
186         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
187     }
188
189     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) { visit_local(self, l); }
190     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) { visit_expr(self, ex); }
191     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) { visit_arm(self, a); }
192 }
193
194 pub fn check_crate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) {
195     tcx.hir.krate().visit_all_item_likes(&mut IrMaps::new(tcx).as_deep_visitor());
196     tcx.sess.abort_if_errors();
197 }
198
199 impl fmt::Debug for LiveNode {
200     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
201         write!(f, "ln({})", self.get())
202     }
203 }
204
205 impl fmt::Debug for Variable {
206     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
207         write!(f, "v({})", self.get())
208     }
209 }
210
211 // ______________________________________________________________________
212 // Creating ir_maps
213 //
214 // This is the first pass and the one that drives the main
215 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
216 // we count for each function the number of variables as well as
217 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
218 // capture clause that does something of interest: either it has
219 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
220 //
221 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
222 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
223 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
224 // of live variables at each program point.
225 //
226 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
227 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
228 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
229 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
230 // variable must not be assigned if there is some successor
231 // assignment.  And so forth.
232
233 impl LiveNode {
234     fn is_valid(&self) -> bool {
235         self.get() != usize::MAX
236     }
237 }
238
239 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(usize::MAX) }
240
241 struct CaptureInfo {
242     ln: LiveNode,
243     var_nid: NodeId
244 }
245
246 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
247 struct LocalInfo {
248     id: NodeId,
249     name: ast::Name,
250     is_shorthand: bool,
251 }
252
253 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
254 enum VarKind {
255     Arg(NodeId, ast::Name),
256     Local(LocalInfo),
257     CleanExit
258 }
259
260 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
261     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
262
263     num_live_nodes: usize,
264     num_vars: usize,
265     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
266     variable_map: NodeMap<Variable>,
267     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
268     var_kinds: Vec<VarKind>,
269     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
270 }
271
272 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
273     fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
274         IrMaps {
275             tcx,
276             num_live_nodes: 0,
277             num_vars: 0,
278             live_node_map: NodeMap(),
279             variable_map: NodeMap(),
280             capture_info_map: NodeMap(),
281             var_kinds: Vec::new(),
282             lnks: Vec::new(),
283         }
284     }
285
286     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
287         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
288         self.lnks.push(lnk);
289         self.num_live_nodes += 1;
290
291         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
292                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
293
294         ln
295     }
296
297     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
298         let ln = self.add_live_node(lnk);
299         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
300
301         debug!("{:?} is node {}", ln, node_id);
302     }
303
304     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
305         let v = Variable(self.num_vars);
306         self.var_kinds.push(vk);
307         self.num_vars += 1;
308
309         match vk {
310             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
311                 self.variable_map.insert(node_id, v);
312             },
313             CleanExit => {}
314         }
315
316         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
317
318         v
319     }
320
321     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
322         match self.variable_map.get(&node_id) {
323             Some(&var) => var,
324             None => {
325                 span_bug!(span, "no variable registered for id {}", node_id);
326             }
327         }
328     }
329
330     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
331         match self.var_kinds[var.get()] {
332             Local(LocalInfo { name, .. }) | Arg(_, name) => {
333                 name.to_string()
334             },
335             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
336         }
337     }
338
339     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
340         match self.var_kinds[var.get()] {
341             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
342             Arg(..) | CleanExit => false
343         }
344     }
345
346     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
347         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
348     }
349
350     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
351         self.lnks[ln.get()]
352     }
353 }
354
355 fn visit_fn<'a, 'tcx: 'a>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>,
356                           fk: FnKind<'tcx>,
357                           decl: &'tcx hir::FnDecl,
358                           body_id: hir::BodyId,
359                           sp: Span,
360                           id: ast::NodeId) {
361     debug!("visit_fn");
362
363     // swap in a new set of IR maps for this function body:
364     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
365
366     // Don't run unused pass for #[derive()]
367     if let FnKind::Method(..) = fk {
368         let parent = ir.tcx.hir.get_parent(id);
369         if let Some(hir::map::Node::NodeItem(i)) = ir.tcx.hir.find(parent) {
370             if i.attrs.iter().any(|a| a.check_name("automatically_derived")) {
371                 return;
372             }
373         }
374     }
375
376     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps);
377
378     let body = ir.tcx.hir.body(body_id);
379
380     for arg in &body.arguments {
381         arg.pat.each_binding(|_bm, arg_id, _x, path1| {
382             debug!("adding argument {}", arg_id);
383             let name = path1.node;
384             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, name));
385         })
386     };
387
388     // gather up the various local variables, significant expressions,
389     // and so forth:
390     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body_id, sp, id);
391
392     // compute liveness
393     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, body_id);
394     let entry_ln = lsets.compute(&body.value);
395
396     // check for various error conditions
397     lsets.visit_body(body);
398     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
399 }
400
401 fn visit_local<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
402     local.pat.each_binding(|_, p_id, sp, path1| {
403         debug!("adding local variable {}", p_id);
404         let name = path1.node;
405         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
406         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
407             id: p_id,
408             name,
409             is_shorthand: false,
410         }));
411     });
412     intravisit::walk_local(ir, local);
413 }
414
415 fn visit_arm<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
416     for mut pat in &arm.pats {
417         // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
418         // (`x` rather than `x: x`).
419         //
420         // FIXME: according to the rust-lang-nursery/rustc-guide book, `NodeId`s are to be
421         // phased out in favor of `HirId`s; however, we need to match the signature of
422         // `each_binding`, which uses `NodeIds`.
423         let mut shorthand_field_ids = NodeSet();
424         let mut pats = VecDeque::new();
425         pats.push_back(pat);
426         while let Some(pat) = pats.pop_front() {
427             use hir::PatKind::*;
428             match pat.node {
429                 Binding(_, _, _, ref inner_pat) => {
430                     pats.extend(inner_pat.iter());
431                 }
432                 Struct(_, ref fields, _) => {
433                     for field in fields {
434                         if field.node.is_shorthand {
435                             shorthand_field_ids.insert(field.node.pat.id);
436                         }
437                     }
438                 }
439                 Ref(ref inner_pat, _) |
440                 Box(ref inner_pat) => {
441                     pats.push_back(inner_pat);
442                 }
443                 TupleStruct(_, ref inner_pats, _) |
444                 Tuple(ref inner_pats, _) => {
445                     pats.extend(inner_pats.iter());
446                 }
447                 Slice(ref pre_pats, ref inner_pat, ref post_pats) => {
448                     pats.extend(pre_pats.iter());
449                     pats.extend(inner_pat.iter());
450                     pats.extend(post_pats.iter());
451                 }
452                 _ => {}
453             }
454         }
455
456         pat.each_binding(|bm, p_id, _sp, path1| {
457             debug!("adding local variable {} from match with bm {:?}",
458                    p_id, bm);
459             let name = path1.node;
460             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(path1.span));
461             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
462                 id: p_id,
463                 name: name,
464                 is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&p_id)
465             }));
466         })
467     }
468     intravisit::walk_arm(ir, arm);
469 }
470
471 fn visit_expr<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
472     match expr.node {
473       // live nodes required for uses or definitions of variables:
474       hir::ExprPath(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
475         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, path.def);
476         if let Def::Local(..) = path.def {
477             ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
478         }
479         intravisit::walk_expr(ir, expr);
480       }
481       hir::ExprClosure(..) => {
482         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
483         // breaks or continues)
484         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
485
486         // Make a live_node for each captured variable, with the span
487         // being the location that the variable is used.  This results
488         // in better error messages than just pointing at the closure
489         // construction site.
490         let mut call_caps = Vec::new();
491         ir.tcx.with_freevars(expr.id, |freevars| {
492             for fv in freevars {
493                 if let Def::Local(rv) = fv.def {
494                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
495                     call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
496                                                 var_nid: rv});
497                 }
498             }
499         });
500         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
501
502         intravisit::walk_expr(ir, expr);
503       }
504
505       // live nodes required for interesting control flow:
506       hir::ExprIf(..) | hir::ExprMatch(..) | hir::ExprWhile(..) | hir::ExprLoop(..) => {
507         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
508         intravisit::walk_expr(ir, expr);
509       }
510       hir::ExprBinary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
511         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
512         intravisit::walk_expr(ir, expr);
513       }
514
515       // otherwise, live nodes are not required:
516       hir::ExprIndex(..) | hir::ExprField(..) |
517       hir::ExprArray(..) | hir::ExprCall(..) | hir::ExprMethodCall(..) |
518       hir::ExprTup(..) | hir::ExprBinary(..) | hir::ExprAddrOf(..) |
519       hir::ExprCast(..) | hir::ExprUnary(..) | hir::ExprBreak(..) |
520       hir::ExprAgain(_) | hir::ExprLit(_) | hir::ExprRet(..) |
521       hir::ExprBlock(..) | hir::ExprAssign(..) | hir::ExprAssignOp(..) |
522       hir::ExprStruct(..) | hir::ExprRepeat(..) |
523       hir::ExprInlineAsm(..) | hir::ExprBox(..) | hir::ExprYield(..) |
524       hir::ExprType(..) | hir::ExprPath(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
525           intravisit::walk_expr(ir, expr);
526       }
527     }
528 }
529
530 // ______________________________________________________________________
531 // Computing liveness sets
532 //
533 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
534 // the same basic propagation framework in all cases.
535
536 #[derive(Clone, Copy)]
537 struct Users {
538     reader: LiveNode,
539     writer: LiveNode,
540     used: bool
541 }
542
543 fn invalid_users() -> Users {
544     Users {
545         reader: invalid_node(),
546         writer: invalid_node(),
547         used: false
548     }
549 }
550
551 #[derive(Copy, Clone)]
552 struct Specials {
553     exit_ln: LiveNode,
554     fallthrough_ln: LiveNode,
555     clean_exit_var: Variable
556 }
557
558 const ACC_READ: u32 = 1;
559 const ACC_WRITE: u32 = 2;
560 const ACC_USE: u32 = 4;
561
562 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
563     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
564     tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
565     s: Specials,
566     successors: Vec<LiveNode>,
567     users: Vec<Users>,
568
569     // mappings from loop node ID to LiveNode
570     // ("break" label should map to loop node ID,
571     // it probably doesn't now)
572     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
573     cont_ln: NodeMap<LiveNode>,
574 }
575
576 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
577     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, body: hir::BodyId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
578         // Special nodes and variables:
579         // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
580         // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
581         //   an implicit return
582         let specials = Specials {
583             exit_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
584             fallthrough_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
585             clean_exit_var: ir.add_variable(CleanExit)
586         };
587
588         let tables = ir.tcx.body_tables(body);
589
590         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
591         let num_vars = ir.num_vars;
592
593         Liveness {
594             ir,
595             tables,
596             s: specials,
597             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
598             users: vec![invalid_users(); num_live_nodes * num_vars],
599             break_ln: NodeMap(),
600             cont_ln: NodeMap(),
601         }
602     }
603
604     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
605         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
606           Some(&ln) => ln,
607           None => {
608             // This must be a mismatch between the ir_map construction
609             // above and the propagation code below; the two sets of
610             // code have to agree about which AST nodes are worth
611             // creating liveness nodes for.
612             span_bug!(
613                 span,
614                 "no live node registered for node {}",
615                 node_id);
616           }
617         }
618     }
619
620     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
621         self.ir.variable(node_id, span)
622     }
623
624     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &hir::Pat, mut f: F) where
625         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
626     {
627         pat.each_binding(|_bm, p_id, sp, n| {
628             let ln = self.live_node(p_id, sp);
629             let var = self.variable(p_id, n.span);
630             f(self, ln, var, n.span, p_id);
631         })
632     }
633
634     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, f: F) where
635         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
636     {
637         if let Some(pat) = pat {
638             self.pat_bindings(pat, f);
639         }
640     }
641
642     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat, succ: LiveNode)
643                               -> LiveNode {
644         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
645     }
646
647     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, succ: LiveNode)
648                                    -> LiveNode {
649         let mut succ = succ;
650         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
651             this.init_from_succ(ln, succ);
652             this.define(ln, var);
653             succ = ln;
654         });
655         succ
656     }
657
658     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
659         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
660     }
661
662     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
663                       -> Option<LiveNodeKind> {
664         assert!(ln.is_valid());
665         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
666         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
667     }
668
669     /*
670     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
671     */
672     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
673                     -> Option<LiveNodeKind> {
674         let successor = self.successors[ln.get()];
675         self.live_on_entry(successor, var)
676     }
677
678     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
679         assert!(ln.is_valid());
680         self.users[self.idx(ln, var)].used
681     }
682
683     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
684                          -> Option<LiveNodeKind> {
685         assert!(ln.is_valid());
686         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
687         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
688     }
689
690     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
691                         -> Option<LiveNodeKind> {
692         let successor = self.successors[ln.get()];
693         self.assigned_on_entry(successor, var)
694     }
695
696     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
697         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
698     {
699         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
700         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
701         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
702             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
703         }
704     }
705
706     fn write_vars<F>(&self,
707                      wr: &mut dyn Write,
708                      ln: LiveNode,
709                      mut test: F)
710                      -> io::Result<()> where
711         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
712     {
713         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
714         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
715             let idx = node_base_idx + var_idx;
716             if test(idx).is_valid() {
717                 write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx))?;
718             }
719         }
720         Ok(())
721     }
722
723
724     #[allow(unused_must_use)]
725     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
726         let mut wr = Vec::new();
727         {
728             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
729             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
730             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
731             write!(wr, "  writes");
732             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
733             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
734         }
735         String::from_utf8(wr).unwrap()
736     }
737
738     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
739         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
740
741         // It is not necessary to initialize the
742         // values to empty because this is the value
743         // they have when they are created, and the sets
744         // only grow during iterations.
745         //
746         // self.indices(ln) { |idx|
747         //     self.users[idx] = invalid_users();
748         // }
749     }
750
751     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
752         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
753         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
754
755         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
756             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
757         });
758         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
759                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
760     }
761
762     fn merge_from_succ(&mut self,
763                        ln: LiveNode,
764                        succ_ln: LiveNode,
765                        first_merge: bool)
766                        -> bool {
767         if ln == succ_ln { return false; }
768
769         let mut changed = false;
770         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
771             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
772                                        &mut this.users[idx].reader);
773             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
774                                        &mut this.users[idx].writer);
775             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
776                 this.users[idx].used = true;
777                 changed = true;
778             }
779         });
780
781         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
782                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
783         return changed;
784
785         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
786             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
787                 *dst = src;
788                 true
789             } else {
790                 false
791             }
792         }
793     }
794
795     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
796     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
797     // this) so we just clear out all the data.
798     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
799         let idx = self.idx(writer, var);
800         self.users[idx].reader = invalid_node();
801         self.users[idx].writer = invalid_node();
802
803         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
804                idx, self.ln_str(writer));
805     }
806
807     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
808     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
809         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
810                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
811
812         let idx = self.idx(ln, var);
813         let user = &mut self.users[idx];
814
815         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
816             user.reader = invalid_node();
817             user.writer = ln;
818         }
819
820         // Important: if we both read/write, must do read second
821         // or else the write will override.
822         if (acc & ACC_READ) != 0 {
823             user.reader = ln;
824         }
825
826         if (acc & ACC_USE) != 0 {
827             user.used = true;
828         }
829     }
830
831     // _______________________________________________________________________
832
833     fn compute(&mut self, body: &hir::Expr) -> LiveNode {
834         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
835         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
836         // where the body is really a closure.
837
838         debug!("compute: using id for body, {}", self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(body.id));
839
840         let exit_ln = self.s.exit_ln;
841
842         self.break_ln.insert(body.id, exit_ln);
843         self.cont_ln.insert(body.id, exit_ln);
844
845         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
846         // explicitly return:
847         let s = self.s;
848         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
849         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
850
851         let entry_ln = self.propagate_through_expr(body, s.fallthrough_ln);
852
853         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
854         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
855                {
856                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
857                        debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
858                    }
859                    body.id
860                },
861                entry_ln);
862
863         entry_ln
864     }
865
866     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block, succ: LiveNode)
867                                -> LiveNode {
868         if blk.targeted_by_break {
869             self.break_ln.insert(blk.id, succ);
870         }
871         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
872         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
873             self.propagate_through_stmt(stmt, succ)
874         })
875     }
876
877     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt, succ: LiveNode)
878                               -> LiveNode {
879         match stmt.node {
880             hir::StmtDecl(ref decl, _) => {
881                 self.propagate_through_decl(&decl, succ)
882             }
883
884             hir::StmtExpr(ref expr, _) | hir::StmtSemi(ref expr, _) => {
885                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
886             }
887         }
888     }
889
890     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &hir::Decl, succ: LiveNode)
891                               -> LiveNode {
892         match decl.node {
893             hir::DeclLocal(ref local) => {
894                 self.propagate_through_local(&local, succ)
895             }
896             hir::DeclItem(_) => succ,
897         }
898     }
899
900     fn propagate_through_local(&mut self, local: &hir::Local, succ: LiveNode)
901                                -> LiveNode {
902         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
903         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
904         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
905         // could check for uninit variables just by scanning what is live
906         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
907         // immutable variables defined in a loop:
908         //     loop { let x; x = 5; }
909         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
910         //
911         // So now we just check that variables defined w/o an
912         // initializer are not live at the point of their
913         // initialization, which is mildly more complex than checking
914         // once at the func header but otherwise equivalent.
915
916         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
917         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
918     }
919
920     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr], succ: LiveNode)
921                                -> LiveNode {
922         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
923             self.propagate_through_expr(&expr, succ)
924         })
925     }
926
927     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
928                                   opt_expr: Option<&Expr>,
929                                   succ: LiveNode)
930                                   -> LiveNode {
931         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
932     }
933
934     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
935                               -> LiveNode {
936         debug!("propagate_through_expr: {}", self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(expr.id));
937
938         match expr.node {
939           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
940           hir::ExprPath(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
941               self.access_path(expr.id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
942           }
943
944           hir::ExprField(ref e, _) => {
945               self.propagate_through_expr(&e, succ)
946           }
947
948           hir::ExprClosure(.., blk_id, _, _) => {
949               debug!("{} is an ExprClosure", self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(expr.id));
950
951               /*
952               The next-node for a break is the successor of the entire
953               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
954               */
955               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
956
957               let break_ln = succ;
958               let cont_ln = node;
959               self.break_ln.insert(blk_id.node_id, break_ln);
960               self.cont_ln.insert(blk_id.node_id, cont_ln);
961
962               // the construction of a closure itself is not important,
963               // but we have to consider the closed over variables.
964               let caps = match self.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
965                   Some(caps) => caps.clone(),
966                   None => {
967                       span_bug!(expr.span, "no registered caps");
968                   }
969               };
970               caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
971                   self.init_from_succ(cap.ln, succ);
972                   let var = self.variable(cap.var_nid, expr.span);
973                   self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
974                   cap.ln
975               })
976           }
977
978           hir::ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
979             //
980             //     (cond)
981             //       |
982             //       v
983             //     (expr)
984             //     /   \
985             //    |     |
986             //    v     v
987             //  (then)(els)
988             //    |     |
989             //    v     v
990             //   (  succ  )
991             //
992             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
993             let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
994             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
995             self.init_from_succ(ln, else_ln);
996             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
997             self.propagate_through_expr(&cond, ln)
998           }
999
1000           hir::ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1001             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&cond), &blk, succ)
1002           }
1003
1004           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1005           // at the label ident
1006           hir::ExprLoop(ref blk, _, _) => {
1007             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &blk, succ)
1008           }
1009
1010           hir::ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1011             //
1012             //      (e)
1013             //       |
1014             //       v
1015             //     (expr)
1016             //     / | \
1017             //    |  |  |
1018             //    v  v  v
1019             //   (..arms..)
1020             //    |  |  |
1021             //    v  v  v
1022             //   (  succ  )
1023             //
1024             //
1025             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1026             self.init_empty(ln, succ);
1027             let mut first_merge = true;
1028             for arm in arms {
1029                 let body_succ =
1030                     self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1031                 let guard_succ =
1032                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1033                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1034                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1035                 // the "authoritative" set of ids
1036                 let arm_succ =
1037                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1038                                                      guard_succ);
1039                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1040                 first_merge = false;
1041             };
1042             self.propagate_through_expr(&e, ln)
1043           }
1044
1045           hir::ExprRet(ref o_e) => {
1046             // ignore succ and subst exit_ln:
1047             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1048             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1049           }
1050
1051           hir::ExprBreak(label, ref opt_expr) => {
1052               // Find which label this break jumps to
1053               let target = match label.target_id {
1054                     Ok(node_id) => self.break_ln.get(&node_id),
1055                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1056               }.map(|x| *x);
1057
1058               // Now that we know the label we're going to,
1059               // look it up in the break loop nodes table
1060
1061               match target {
1062                   Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
1063                   None => span_bug!(expr.span, "break to unknown label")
1064               }
1065           }
1066
1067           hir::ExprAgain(label) => {
1068               // Find which label this expr continues to
1069               let sc = match label.target_id {
1070                     Ok(node_id) => node_id,
1071                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1072               };
1073
1074               // Now that we know the label we're going to,
1075               // look it up in the continue loop nodes table
1076
1077               match self.cont_ln.get(&sc) {
1078                   Some(&b) => b,
1079                   None => span_bug!(expr.span, "continue to unknown label")
1080               }
1081           }
1082
1083           hir::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1084             // see comment on places in
1085             // propagate_through_place_components()
1086             let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1087             let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1088             self.propagate_through_expr(&r, succ)
1089           }
1090
1091           hir::ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1092             // an overloaded assign op is like a method call
1093             if self.tables.is_method_call(expr) {
1094                 let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1095                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1096             } else {
1097                 // see comment on places in
1098                 // propagate_through_place_components()
1099                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1100                 let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1101                 self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1102             }
1103           }
1104
1105           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1106
1107           hir::ExprArray(ref exprs) => {
1108             self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1109           }
1110
1111           hir::ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1112             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1113             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1114                 self.propagate_through_expr(&field.expr, succ)
1115             })
1116           }
1117
1118           hir::ExprCall(ref f, ref args) => {
1119             // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1120             let succ = if self.tables.expr_ty(expr).is_never() {
1121                 self.s.exit_ln
1122             } else {
1123                 succ
1124             };
1125             let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1126             self.propagate_through_expr(&f, succ)
1127           }
1128
1129           hir::ExprMethodCall(.., ref args) => {
1130             // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1131             let succ = if self.tables.expr_ty(expr).is_never() {
1132                 self.s.exit_ln
1133             } else {
1134                 succ
1135             };
1136             self.propagate_through_exprs(args, succ)
1137           }
1138
1139           hir::ExprTup(ref exprs) => {
1140             self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1141           }
1142
1143           hir::ExprBinary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1144             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1145
1146             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1147             self.init_from_succ(ln, succ);
1148             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1149
1150             self.propagate_through_expr(&l, ln)
1151           }
1152
1153           hir::ExprIndex(ref l, ref r) |
1154           hir::ExprBinary(_, ref l, ref r) => {
1155             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1156             self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1157           }
1158
1159           hir::ExprBox(ref e) |
1160           hir::ExprAddrOf(_, ref e) |
1161           hir::ExprCast(ref e, _) |
1162           hir::ExprType(ref e, _) |
1163           hir::ExprUnary(_, ref e) |
1164           hir::ExprYield(ref e) |
1165           hir::ExprRepeat(ref e, _) => {
1166             self.propagate_through_expr(&e, succ)
1167           }
1168
1169           hir::ExprInlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1170             let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1171                 // see comment on places
1172                 // in propagate_through_place_components()
1173                 if o.is_indirect {
1174                     self.propagate_through_expr(output, succ)
1175                 } else {
1176                     let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE|ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1177                     let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1178                     self.propagate_through_place_components(output, succ)
1179                 }
1180             });
1181
1182             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1183             self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1184           }
1185
1186           hir::ExprLit(..) | hir::ExprPath(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
1187             succ
1188           }
1189
1190           hir::ExprBlock(ref blk) => {
1191             self.propagate_through_block(&blk, succ)
1192           }
1193         }
1194     }
1195
1196     fn propagate_through_place_components(&mut self,
1197                                            expr: &Expr,
1198                                            succ: LiveNode)
1199                                            -> LiveNode {
1200         // # Places
1201         //
1202         // In general, the full flow graph structure for an
1203         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1204         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1205         // value" or not. A tracked value is basically a local
1206         // variable or argument.
1207         //
1208         // The two kinds of graphs are:
1209         //
1210         //    Tracked place          Untracked place
1211         // ----------------------++-----------------------
1212         //                       ||
1213         //         |             ||           |
1214         //         v             ||           v
1215         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1216         //         |             ||           |
1217         //         v             ||           v
1218         // (write of place)     ||   (place components)
1219         //         |             ||           |
1220         //         v             ||           v
1221         //      (succ)           ||        (succ)
1222         //                       ||
1223         // ----------------------++-----------------------
1224         //
1225         // I will cover the two cases in turn:
1226         //
1227         // # Tracked places
1228         //
1229         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1230         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1231         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1232         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1233         // consider.
1234         //
1235         // # Non-tracked places
1236         //
1237         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1238         // basically ignore the value which is written to but generate
1239         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1240         // components reads are generated by
1241         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1242         //
1243         // # Illegal places
1244         //
1245         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1246         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1247         // just ignore such cases and treat them as reads.
1248
1249         match expr.node {
1250             hir::ExprPath(_) => succ,
1251             hir::ExprField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1252             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1253         }
1254     }
1255
1256     // see comment on propagate_through_place()
1257     fn write_place(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1258                     -> LiveNode {
1259         match expr.node {
1260           hir::ExprPath(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1261               self.access_path(expr.id, path, succ, acc)
1262           }
1263
1264           // We do not track other places, so just propagate through
1265           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1266           // non-places occur here, because those are detected in the
1267           // later pass borrowck.
1268           _ => succ
1269         }
1270     }
1271
1272     fn access_var(&mut self, id: NodeId, nid: NodeId, succ: LiveNode, acc: u32, span: Span)
1273                   -> LiveNode {
1274         let ln = self.live_node(id, span);
1275         if acc != 0 {
1276             self.init_from_succ(ln, succ);
1277             let var = self.variable(nid, span);
1278             self.acc(ln, var, acc);
1279         }
1280         ln
1281     }
1282
1283     fn access_path(&mut self, id: NodeId, path: &hir::Path, succ: LiveNode, acc: u32)
1284                    -> LiveNode {
1285         match path.def {
1286           Def::Local(nid) => {
1287             self.access_var(id, nid, succ, acc, path.span)
1288           }
1289           _ => succ
1290         }
1291     }
1292
1293     fn propagate_through_loop(&mut self,
1294                               expr: &Expr,
1295                               kind: LoopKind,
1296                               body: &hir::Block,
1297                               succ: LiveNode)
1298                               -> LiveNode {
1299
1300         /*
1301
1302         We model control flow like this:
1303
1304               (cond) <--+
1305                 |       |
1306                 v       |
1307           +-- (expr)    |
1308           |     |       |
1309           |     v       |
1310           |   (body) ---+
1311           |
1312           |
1313           v
1314         (succ)
1315
1316         */
1317
1318
1319         // first iteration:
1320         let mut first_merge = true;
1321         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1322         self.init_empty(ln, succ);
1323         match kind {
1324             LoopLoop => {}
1325             _ => {
1326                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1327                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1328                 // in the loop body.
1329                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1330                 first_merge = false;
1331             }
1332         }
1333         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1334                expr.id, self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(body.id));
1335
1336         let break_ln = succ;
1337         let cont_ln = ln;
1338         self.break_ln.insert(expr.id, break_ln);
1339         self.cont_ln.insert(expr.id, cont_ln);
1340
1341         let cond_ln = match kind {
1342             LoopLoop => ln,
1343             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&cond, ln),
1344         };
1345         let body_ln = self.propagate_through_block(body, cond_ln);
1346
1347         // repeat until fixed point is reached:
1348         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1349             first_merge = false;
1350
1351             let new_cond_ln = match kind {
1352                 LoopLoop => ln,
1353                 WhileLoop(ref cond) => {
1354                     self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1355                 }
1356             };
1357             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1358             assert!(body_ln == self.propagate_through_block(body, cond_ln));
1359         }
1360
1361         cond_ln
1362     }
1363 }
1364
1365 // _______________________________________________________________________
1366 // Checking for error conditions
1367
1368 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1369     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1370         NestedVisitorMap::None
1371     }
1372
1373     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) {
1374         check_local(self, l);
1375     }
1376     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
1377         check_expr(self, ex);
1378     }
1379     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) {
1380         check_arm(self, a);
1381     }
1382 }
1383
1384 fn check_local<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
1385     match local.init {
1386         Some(_) => {
1387             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&local.pat);
1388         },
1389         None => {
1390             this.pat_bindings(&local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1391                 let span = local.pat.simple_span().unwrap_or(sp);
1392                 this.warn_about_unused(span, id, ln, var);
1393             })
1394         }
1395     }
1396
1397     intravisit::walk_local(this, local);
1398 }
1399
1400 fn check_arm<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
1401     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1402     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1403     // the "authoritative" set of ids
1404     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1405         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1406     });
1407     intravisit::walk_arm(this, arm);
1408 }
1409
1410 fn check_expr<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
1411     match expr.node {
1412       hir::ExprAssign(ref l, _) => {
1413         this.check_place(&l);
1414
1415         intravisit::walk_expr(this, expr);
1416       }
1417
1418       hir::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1419         if !this.tables.is_method_call(expr) {
1420             this.check_place(&l);
1421         }
1422
1423         intravisit::walk_expr(this, expr);
1424       }
1425
1426       hir::ExprInlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1427         for input in inputs {
1428           this.visit_expr(input);
1429         }
1430
1431         // Output operands must be places
1432         for (o, output) in ia.outputs.iter().zip(outputs) {
1433           if !o.is_indirect {
1434             this.check_place(output);
1435           }
1436           this.visit_expr(output);
1437         }
1438
1439         intravisit::walk_expr(this, expr);
1440       }
1441
1442       // no correctness conditions related to liveness
1443       hir::ExprCall(..) | hir::ExprMethodCall(..) | hir::ExprIf(..) |
1444       hir::ExprMatch(..) | hir::ExprWhile(..) | hir::ExprLoop(..) |
1445       hir::ExprIndex(..) | hir::ExprField(..) |
1446       hir::ExprArray(..) | hir::ExprTup(..) | hir::ExprBinary(..) |
1447       hir::ExprCast(..) | hir::ExprUnary(..) | hir::ExprRet(..) |
1448       hir::ExprBreak(..) | hir::ExprAgain(..) | hir::ExprLit(_) |
1449       hir::ExprBlock(..) | hir::ExprAddrOf(..) |
1450       hir::ExprStruct(..) | hir::ExprRepeat(..) |
1451       hir::ExprClosure(..) | hir::ExprPath(_) | hir::ExprYield(..) |
1452       hir::ExprBox(..) | hir::ExprType(..) => {
1453         intravisit::walk_expr(this, expr);
1454       }
1455     }
1456 }
1457
1458 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1459     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1460         match expr.node {
1461             hir::ExprPath(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1462                 if let Def::Local(nid) = path.def {
1463                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1464                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1465                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1466                     // as being used.
1467                     let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1468                     let var = self.variable(nid, expr.span);
1469                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1470                 }
1471             }
1472             _ => {
1473                 // For other kinds of places, no checks are required,
1474                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1475                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1476             }
1477         }
1478     }
1479
1480     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1481         let name = self.ir.variable_name(var);
1482         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1483             None
1484         } else {
1485             Some(name)
1486         }
1487     }
1488
1489     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body, entry_ln: LiveNode) {
1490         for arg in &body.arguments {
1491             arg.pat.each_binding(|_bm, p_id, _, path1| {
1492                 let sp = path1.span;
1493                 let var = self.variable(p_id, sp);
1494                 // Ignore unused self.
1495                 let name = path1.node;
1496                 if name != keywords::SelfValue.name() {
1497                     if !self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var) {
1498                         if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1499                             self.report_dead_assign(p_id, sp, var, true);
1500                         }
1501                     }
1502                 }
1503             })
1504         }
1505     }
1506
1507     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat) {
1508         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1509             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1510                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1511             }
1512         })
1513     }
1514
1515     fn warn_about_unused(&self,
1516                          sp: Span,
1517                          id: NodeId,
1518                          ln: LiveNode,
1519                          var: Variable)
1520                          -> bool {
1521         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1522             let r = self.should_warn(var);
1523             if let Some(name) = r {
1524
1525                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1526                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1527                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1528                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1529                     false
1530                 } else {
1531                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1532                 };
1533
1534                 let suggest_underscore_msg = format!("consider using `_{}` instead",
1535                                                      name);
1536
1537                 if is_assigned {
1538                     self.ir.tcx
1539                         .lint_node_note(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1540                                         &format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1541                                                  name),
1542                                         &suggest_underscore_msg);
1543                 } else if name != "self" {
1544                     let msg = format!("unused variable: `{}`", name);
1545                     let mut err = self.ir.tcx
1546                         .struct_span_lint_node(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp, &msg);
1547                     if self.ir.variable_is_shorthand(var) {
1548                         err.span_suggestion(sp, "try ignoring the field",
1549                                             format!("{}: _", name));
1550                     } else {
1551                         err.span_suggestion_short(sp, &suggest_underscore_msg,
1552                                                   format!("_{}", name));
1553                     }
1554                     err.emit()
1555                 }
1556             }
1557             true
1558         } else {
1559             false
1560         }
1561     }
1562
1563     fn warn_about_dead_assign(&self,
1564                               sp: Span,
1565                               id: NodeId,
1566                               ln: LiveNode,
1567                               var: Variable) {
1568         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1569             self.report_dead_assign(id, sp, var, false);
1570         }
1571     }
1572
1573     fn report_dead_assign(&self, id: NodeId, sp: Span, var: Variable, is_argument: bool) {
1574         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1575             if is_argument {
1576                 self.ir.tcx.lint_node(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1577                     &format!("value passed to `{}` is never read", name));
1578             } else {
1579                 self.ir.tcx.lint_node(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1580                     &format!("value assigned to `{}` is never read", name));
1581             }
1582         }
1583     }
1584 }