]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
490e49d051ee58addee73a8e4b87546a665bafff
[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, fail, 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  */
104
105 use middle::def::*;
106 use middle::mem_categorization::Typer;
107 use middle::pat_util;
108 use middle::ty;
109 use lint;
110 use util::nodemap::NodeMap;
111
112 use std::fmt;
113 use std::io;
114 use std::mem::transmute;
115 use std::rc::Rc;
116 use std::str;
117 use std::uint;
118 use syntax::ast;
119 use syntax::ast::*;
120 use syntax::codemap::{BytePos, original_sp, Span};
121 use syntax::parse::token::special_idents;
122 use syntax::parse::token;
123 use syntax::print::pprust::{expr_to_string, block_to_string};
124 use syntax::ptr::P;
125 use syntax::{visit, ast_util};
126 use syntax::visit::{Visitor, FnKind};
127
128 /// For use with `propagate_through_loop`.
129 enum LoopKind<'a> {
130     /// An endless `loop` loop.
131     LoopLoop,
132     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
133     WhileLoop(&'a Expr),
134     /// A `for` loop, with the given pattern to bind.
135     ForLoop(&'a Pat),
136 }
137
138 #[deriving(PartialEq)]
139 struct Variable(uint);
140 #[deriving(PartialEq)]
141 struct LiveNode(uint);
142
143 impl Variable {
144     fn get(&self) -> uint { let Variable(v) = *self; v }
145 }
146
147 impl LiveNode {
148     fn get(&self) -> uint { let LiveNode(v) = *self; v }
149 }
150
151 impl Clone for LiveNode {
152     fn clone(&self) -> LiveNode {
153         LiveNode(self.get())
154     }
155 }
156
157 #[deriving(PartialEq, Show)]
158 enum LiveNodeKind {
159     FreeVarNode(Span),
160     ExprNode(Span),
161     VarDefNode(Span),
162     ExitNode
163 }
164
165 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &ty::ctxt) -> String {
166     let cm = cx.sess.codemap();
167     match lnk {
168         FreeVarNode(s) => {
169             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
170         }
171         ExprNode(s) => {
172             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
173         }
174         VarDefNode(s) => {
175             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
176         }
177         ExitNode => "Exit node".to_string(),
178     }
179 }
180
181 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
182     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v FnDecl,
183                 b: &'v Block, s: Span, n: NodeId) {
184         visit_fn(self, fk, fd, b, s, n);
185     }
186     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) { visit_local(self, l); }
187     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
188     fn visit_arm(&mut self, a: &Arm) { visit_arm(self, a); }
189 }
190
191 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
192     visit::walk_crate(&mut IrMaps::new(tcx), tcx.map.krate());
193     tcx.sess.abort_if_errors();
194 }
195
196 impl fmt::Show for LiveNode {
197     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
198         write!(f, "ln({})", self.get())
199     }
200 }
201
202 impl fmt::Show for Variable {
203     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
204         write!(f, "v({})", self.get())
205     }
206 }
207
208 // ______________________________________________________________________
209 // Creating ir_maps
210 //
211 // This is the first pass and the one that drives the main
212 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
213 // we count for each function the number of variables as well as
214 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
215 // capture clause that does something of interest: either it has
216 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
217 //
218 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
219 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
220 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
221 // of live variables at each program point.
222 //
223 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
224 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
225 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
226 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
227 // variable must not be assigned if there is some successor
228 // assignment.  And so forth.
229
230 impl LiveNode {
231     fn is_valid(&self) -> bool {
232         self.get() != uint::MAX
233     }
234 }
235
236 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(uint::MAX) }
237
238 struct CaptureInfo {
239     ln: LiveNode,
240     var_nid: NodeId
241 }
242
243 #[deriving(Show)]
244 struct LocalInfo {
245     id: NodeId,
246     ident: Ident
247 }
248
249 #[deriving(Show)]
250 enum VarKind {
251     Arg(NodeId, Ident),
252     Local(LocalInfo),
253     ImplicitRet
254 }
255
256 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
257     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
258
259     num_live_nodes: uint,
260     num_vars: uint,
261     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
262     variable_map: NodeMap<Variable>,
263     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
264     var_kinds: Vec<VarKind>,
265     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
266 }
267
268 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
269     fn new(tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
270         IrMaps {
271             tcx: tcx,
272             num_live_nodes: 0,
273             num_vars: 0,
274             live_node_map: NodeMap::new(),
275             variable_map: NodeMap::new(),
276             capture_info_map: NodeMap::new(),
277             var_kinds: Vec::new(),
278             lnks: Vec::new(),
279         }
280     }
281
282     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
283         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
284         self.lnks.push(lnk);
285         self.num_live_nodes += 1;
286
287         debug!("{} is of kind {}", ln.to_string(),
288                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
289
290         ln
291     }
292
293     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
294         let ln = self.add_live_node(lnk);
295         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
296
297         debug!("{} is node {}", ln.to_string(), node_id);
298     }
299
300     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
301         let v = Variable(self.num_vars);
302         self.var_kinds.push(vk);
303         self.num_vars += 1;
304
305         match vk {
306             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
307                 self.variable_map.insert(node_id, v);
308             },
309             ImplicitRet => {}
310         }
311
312         debug!("{} is {}", v.to_string(), vk);
313
314         v
315     }
316
317     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
318         match self.variable_map.find(&node_id) {
319           Some(&var) => var,
320           None => {
321             self.tcx
322                 .sess
323                 .span_bug(span, format!("no variable registered for id {}",
324                                         node_id).as_slice());
325           }
326         }
327     }
328
329     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
330         match self.var_kinds.get(var.get()) {
331             &Local(LocalInfo { ident: nm, .. }) | &Arg(_, nm) => {
332                 token::get_ident(nm).get().to_string()
333             },
334             &ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string()
335         }
336     }
337
338     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
339         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
340     }
341
342     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
343         *self.lnks.get(ln.get())
344     }
345 }
346
347 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
348     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v FnDecl, b: &'v Block, s: Span, n: NodeId) {
349         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
350     }
351     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) {
352         check_local(self, l);
353     }
354     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
355         check_expr(self, ex);
356     }
357     fn visit_arm(&mut self, a: &Arm) {
358         check_arm(self, a);
359     }
360 }
361
362 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
363             fk: FnKind,
364             decl: &FnDecl,
365             body: &Block,
366             sp: Span,
367             id: NodeId) {
368     debug!("visit_fn: id={}", id);
369     let _i = ::util::common::indenter();
370
371     // swap in a new set of IR maps for this function body:
372     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
373
374     unsafe {
375         debug!("creating fn_maps: {}",
376                transmute::<&IrMaps, *const IrMaps>(&fn_maps));
377     }
378
379     for arg in decl.inputs.iter() {
380         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
381                                &*arg.pat,
382                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
383             debug!("adding argument {}", arg_id);
384             let ident = path1.node;
385             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, ident));
386         })
387     };
388
389     // gather up the various local variables, significant expressions,
390     // and so forth:
391     visit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
392
393     // Special nodes and variables:
394     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or fail
395     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
396     //   an implicit return
397     let specials = Specials {
398         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
399         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
400         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet)
401     };
402
403     // compute liveness
404     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
405     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
406
407     // check for various error conditions
408     lsets.visit_block(body);
409     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
410     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
411 }
412
413 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &ast::Local) {
414     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &*local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
415         debug!("adding local variable {}", p_id);
416         let name = path1.node;
417         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
418         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
419           id: p_id,
420           ident: name
421         }));
422     });
423     visit::walk_local(ir, local);
424 }
425
426 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &Arm) {
427     for pat in arm.pats.iter() {
428         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
429             debug!("adding local variable {} from match with bm {}",
430                    p_id, bm);
431             let name = path1.node;
432             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
433             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
434                 id: p_id,
435                 ident: name
436             }));
437         })
438     }
439     visit::walk_arm(ir, arm);
440 }
441
442 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
443     match expr.node {
444       // live nodes required for uses or definitions of variables:
445       ExprPath(_) => {
446         let def = ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id);
447         debug!("expr {}: path that leads to {}", expr.id, def);
448         match def {
449             DefLocal(..) => ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span)),
450             _ => {}
451         }
452         visit::walk_expr(ir, expr);
453       }
454       ExprFnBlock(..) | ExprProc(..) | ExprUnboxedFn(..) => {
455         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
456         // breaks or continues)
457         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
458
459         // Make a live_node for each captured variable, with the span
460         // being the location that the variable is used.  This results
461         // in better error messages than just pointing at the closure
462         // construction site.
463         let mut call_caps = Vec::new();
464         ty::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
465             for fv in freevars.iter() {
466                 match fv.def {
467                     DefLocal(rv) => {
468                         let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
469                         call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
470                                                     var_nid: rv});
471                     }
472                     _ => {}
473                 }
474             }
475         });
476         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
477
478         visit::walk_expr(ir, expr);
479       }
480
481       // live nodes required for interesting control flow:
482       ExprIf(..) | ExprMatch(..) | ExprWhile(..) | ExprLoop(..) => {
483         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
484         visit::walk_expr(ir, expr);
485       }
486       ExprIfLet(..) => {
487           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
488       }
489       ExprWhileLet(..) => {
490           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
491       }
492       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
493         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
494             debug!("adding local variable {} from for loop with bm {}",
495                    p_id, bm);
496             let name = path1.node;
497             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
498             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
499                 id: p_id,
500                 ident: name
501             }));
502         });
503         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
504         visit::walk_expr(ir, expr);
505       }
506       ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op) => {
507         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
508         visit::walk_expr(ir, expr);
509       }
510
511       // otherwise, live nodes are not required:
512       ExprIndex(..) | ExprField(..) | ExprTupField(..) | ExprVec(..) |
513       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprTup(..) | ExprSlice(..) |
514       ExprBinary(..) | ExprAddrOf(..) |
515       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprBreak(_) |
516       ExprAgain(_) | ExprLit(_) | ExprRet(..) | ExprBlock(..) |
517       ExprAssign(..) | ExprAssignOp(..) | ExprMac(..) |
518       ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) | ExprParen(..) |
519       ExprInlineAsm(..) | ExprBox(..) => {
520           visit::walk_expr(ir, expr);
521       }
522     }
523 }
524
525 // ______________________________________________________________________
526 // Computing liveness sets
527 //
528 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
529 // the same basic propagation framework in all cases.
530
531 #[deriving(Clone)]
532 struct Users {
533     reader: LiveNode,
534     writer: LiveNode,
535     used: bool
536 }
537
538 fn invalid_users() -> Users {
539     Users {
540         reader: invalid_node(),
541         writer: invalid_node(),
542         used: false
543     }
544 }
545
546 struct Specials {
547     exit_ln: LiveNode,
548     fallthrough_ln: LiveNode,
549     no_ret_var: Variable
550 }
551
552 static ACC_READ: uint = 1u;
553 static ACC_WRITE: uint = 2u;
554 static ACC_USE: uint = 4u;
555
556 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
557     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
558     s: Specials,
559     successors: Vec<LiveNode>,
560     users: Vec<Users>,
561     // The list of node IDs for the nested loop scopes
562     // we're in.
563     loop_scope: Vec<NodeId>,
564     // mappings from loop node ID to LiveNode
565     // ("break" label should map to loop node ID,
566     // it probably doesn't now)
567     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
568     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
569 }
570
571 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
572     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
573         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
574         let num_vars = ir.num_vars;
575         Liveness {
576             ir: ir,
577             s: specials,
578             successors: Vec::from_elem(num_live_nodes, invalid_node()),
579             users: Vec::from_elem(num_live_nodes * num_vars, invalid_users()),
580             loop_scope: Vec::new(),
581             break_ln: NodeMap::new(),
582             cont_ln: NodeMap::new(),
583         }
584     }
585
586     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
587         match self.ir.live_node_map.find(&node_id) {
588           Some(&ln) => ln,
589           None => {
590             // This must be a mismatch between the ir_map construction
591             // above and the propagation code below; the two sets of
592             // code have to agree about which AST nodes are worth
593             // creating liveness nodes for.
594             self.ir.tcx.sess.span_bug(
595                 span,
596                 format!("no live node registered for node {}",
597                         node_id).as_slice());
598           }
599         }
600     }
601
602     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
603         self.ir.variable(node_id, span)
604     }
605
606     fn pat_bindings(&mut self,
607                     pat: &Pat,
608                     f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
609         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
610             let ln = self.live_node(p_id, sp);
611             let var = self.variable(p_id, sp);
612             f(self, ln, var, sp, p_id);
613         })
614     }
615
616     fn arm_pats_bindings(&mut self,
617                          pat: Option<&Pat>,
618                          f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
619         match pat {
620             Some(pat) => {
621                 self.pat_bindings(pat, f);
622             }
623             None => {}
624         }
625     }
626
627     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &Pat, succ: LiveNode)
628                               -> LiveNode {
629         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
630     }
631
632     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&Pat>, succ: LiveNode)
633                                    -> LiveNode {
634         let mut succ = succ;
635         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
636             this.init_from_succ(ln, succ);
637             this.define(ln, var);
638             succ = ln;
639         });
640         succ
641     }
642
643     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
644         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
645     }
646
647     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
648                       -> Option<LiveNodeKind> {
649         assert!(ln.is_valid());
650         let reader = self.users.get(self.idx(ln, var)).reader;
651         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
652     }
653
654     /*
655     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
656     */
657     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
658                     -> Option<LiveNodeKind> {
659         let successor = *self.successors.get(ln.get());
660         self.live_on_entry(successor, var)
661     }
662
663     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
664         assert!(ln.is_valid());
665         self.users.get(self.idx(ln, var)).used
666     }
667
668     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
669                          -> Option<LiveNodeKind> {
670         assert!(ln.is_valid());
671         let writer = self.users.get(self.idx(ln, var)).writer;
672         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
673     }
674
675     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
676                         -> Option<LiveNodeKind> {
677         let successor = *self.successors.get(ln.get());
678         self.assigned_on_entry(successor, var)
679     }
680
681     fn indices2(&mut self,
682                 ln: LiveNode,
683                 succ_ln: LiveNode,
684                 op: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint|) {
685         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0u));
686         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0u));
687         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
688             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
689         }
690     }
691
692     fn write_vars(&self,
693                   wr: &mut io::Writer,
694                   ln: LiveNode,
695                   test: |uint| -> LiveNode) -> io::IoResult<()> {
696         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
697         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
698             let idx = node_base_idx + var_idx;
699             if test(idx).is_valid() {
700                 try!(write!(wr, " {}", Variable(var_idx).to_string()));
701             }
702         }
703         Ok(())
704     }
705
706     fn find_loop_scope(&self,
707                        opt_label: Option<Ident>,
708                        id: NodeId,
709                        sp: Span)
710                        -> NodeId {
711         match opt_label {
712             Some(_) => {
713                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
714                 // to find with one
715                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().find(&id) {
716                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
717                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
718                                                         doesn't refer to a loop")
719                 }
720             }
721             None => {
722                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
723                 // loop scope
724                 if self.loop_scope.len() == 0 {
725                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
726                 } else {
727                     *self.loop_scope.last().unwrap()
728                 }
729             }
730         }
731     }
732
733     #[allow(unused_must_use)]
734     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
735         let mut wr = io::MemWriter::new();
736         {
737             let wr = &mut wr as &mut io::Writer;
738             write!(wr, "[ln({}) of kind {} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
739             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users.get(idx).reader);
740             write!(wr, "  writes");
741             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users.get(idx).writer);
742             write!(wr, "  precedes {}]", self.successors.get(ln.get()).to_string());
743         }
744         str::from_utf8(wr.unwrap().as_slice()).unwrap().to_string()
745     }
746
747     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
748         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
749
750         // It is not necessary to initialize the
751         // values to empty because this is the value
752         // they have when they are created, and the sets
753         // only grow during iterations.
754         //
755         // self.indices(ln) { |idx|
756         //     self.users[idx] = invalid_users();
757         // }
758     }
759
760     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
761         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
762         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
763
764         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
765             *this.users.get_mut(idx) = *this.users.get(succ_idx)
766         });
767         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
768                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
769     }
770
771     fn merge_from_succ(&mut self,
772                        ln: LiveNode,
773                        succ_ln: LiveNode,
774                        first_merge: bool)
775                        -> bool {
776         if ln == succ_ln { return false; }
777
778         let mut changed = false;
779         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
780             changed |= copy_if_invalid(this.users.get(succ_idx).reader,
781                                        &mut this.users.get_mut(idx).reader);
782             changed |= copy_if_invalid(this.users.get(succ_idx).writer,
783                                        &mut this.users.get_mut(idx).writer);
784             if this.users.get(succ_idx).used && !this.users.get(idx).used {
785                 this.users.get_mut(idx).used = true;
786                 changed = true;
787             }
788         });
789
790         debug!("merge_from_succ(ln={}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
791                ln.to_string(), self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
792         return changed;
793
794         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
795             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
796                 *dst = src;
797                 true
798             } else {
799                 false
800             }
801         }
802     }
803
804     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
805     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
806     // this) so we just clear out all the data.
807     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
808         let idx = self.idx(writer, var);
809         self.users.get_mut(idx).reader = invalid_node();
810         self.users.get_mut(idx).writer = invalid_node();
811
812         debug!("{} defines {} (idx={}): {}", writer.to_string(), var.to_string(),
813                idx, self.ln_str(writer));
814     }
815
816     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
817     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
818         debug!("{} accesses[{:x}] {}: {}",
819                ln.to_string(), acc, var.to_string(), self.ln_str(ln));
820
821         let idx = self.idx(ln, var);
822         let user = self.users.get_mut(idx);
823
824         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
825             user.reader = invalid_node();
826             user.writer = ln;
827         }
828
829         // Important: if we both read/write, must do read second
830         // or else the write will override.
831         if (acc & ACC_READ) != 0 {
832             user.reader = ln;
833         }
834
835         if (acc & ACC_USE) != 0 {
836             user.used = true;
837         }
838     }
839
840     // _______________________________________________________________________
841
842     fn compute(&mut self, decl: &FnDecl, body: &Block) -> LiveNode {
843         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
844         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
845         // where the body is really a closure.
846
847         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
848
849         let exit_ln = self.s.exit_ln;
850         let entry_ln: LiveNode =
851             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
852               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
853
854         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
855         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={})",
856                {
857                    for ln_idx in range(0u, self.ir.num_live_nodes) {
858                        debug!("{}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
859                    }
860                    body.id
861                },
862                entry_ln.to_string());
863
864         entry_ln
865     }
866
867     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &FnDecl, blk: &Block)
868                                   -> LiveNode {
869         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
870         // explicitly return:
871         let s = self.s;
872         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
873         if blk.expr.is_none() {
874             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
875         }
876
877         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
878     }
879
880     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &Block, succ: LiveNode)
881                                -> LiveNode {
882         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
883         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
884             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
885         })
886     }
887
888     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &Stmt, succ: LiveNode)
889                               -> LiveNode {
890         match stmt.node {
891             StmtDecl(ref decl, _) => {
892                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
893             }
894
895             StmtExpr(ref expr, _) | StmtSemi(ref expr, _) => {
896                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
897             }
898
899             StmtMac(..) => {
900                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
901             }
902         }
903     }
904
905     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &Decl, succ: LiveNode)
906                               -> LiveNode {
907         match decl.node {
908             DeclLocal(ref local) => {
909                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
910             }
911             DeclItem(_) => succ,
912         }
913     }
914
915     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
916                                -> LiveNode {
917         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
918         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
919         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
920         // could check for uninit variables just by scanning what is live
921         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
922         // immutable variables defined in a loop:
923         //     loop { let x; x = 5; }
924         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
925         //
926         // So now we just check that variables defined w/o an
927         // initializer are not live at the point of their
928         // initialization, which is mildly more complex than checking
929         // once at the func header but otherwise equivalent.
930
931         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
932         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
933     }
934
935     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
936                                -> LiveNode {
937         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
938             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
939         })
940     }
941
942     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
943                                   opt_expr: Option<&Expr>,
944                                   succ: LiveNode)
945                                   -> LiveNode {
946         opt_expr.iter().fold(succ, |succ, expr| {
947             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
948         })
949     }
950
951     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
952                               -> LiveNode {
953         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
954
955         match expr.node {
956           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
957
958           ExprPath(_) => {
959               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
960           }
961
962           ExprField(ref e, _, _) => {
963               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
964           }
965
966           ExprTupField(ref e, _, _) => {
967               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
968           }
969
970           ExprFnBlock(_, _, ref blk) |
971           ExprProc(_, ref blk) |
972           ExprUnboxedFn(_, _, _, ref blk) => {
973               debug!("{} is an ExprFnBlock, ExprProc, or ExprUnboxedFn",
974                      expr_to_string(expr));
975
976               /*
977               The next-node for a break is the successor of the entire
978               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
979               */
980               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
981               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
982
983                  // the construction of a closure itself is not important,
984                  // but we have to consider the closed over variables.
985                  let caps = match this.ir.capture_info_map.find(&expr.id) {
986                     Some(caps) => caps.clone(),
987                     None => {
988                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
989                      }
990                  };
991                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
992                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
993                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
994                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
995                      cap.ln
996                  })
997               })
998           }
999
1000           ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
1001             //
1002             //     (cond)
1003             //       |
1004             //       v
1005             //     (expr)
1006             //     /   \
1007             //    |     |
1008             //    v     v
1009             //  (then)(els)
1010             //    |     |
1011             //    v     v
1012             //   (  succ  )
1013             //
1014             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1015             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1016             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1017             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1018             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1019             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1020           }
1021
1022           ExprIfLet(..) => {
1023               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1024           }
1025
1026           ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1027             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1028           }
1029
1030           ExprWhileLet(..) => {
1031               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1032           }
1033
1034           ExprForLoop(ref pat, ref head, ref blk, _) => {
1035             let ln = self.propagate_through_loop(expr, ForLoop(&**pat), &**blk, succ);
1036             self.propagate_through_expr(&**head, ln)
1037           }
1038
1039           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1040           // at the label ident
1041           ExprLoop(ref blk, _) => {
1042             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1043           }
1044
1045           ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1046             //
1047             //      (e)
1048             //       |
1049             //       v
1050             //     (expr)
1051             //     / | \
1052             //    |  |  |
1053             //    v  v  v
1054             //   (..arms..)
1055             //    |  |  |
1056             //    v  v  v
1057             //   (  succ  )
1058             //
1059             //
1060             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1061             self.init_empty(ln, succ);
1062             let mut first_merge = true;
1063             for arm in arms.iter() {
1064                 let body_succ =
1065                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1066                 let guard_succ =
1067                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1068                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1069                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1070                 // the "authoritative" set of ids
1071                 let arm_succ =
1072                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p),
1073                                                      guard_succ);
1074                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1075                 first_merge = false;
1076             };
1077             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1078           }
1079
1080           ExprRet(ref o_e) => {
1081             // ignore succ and subst exit_ln:
1082             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1083             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1084           }
1085
1086           ExprBreak(opt_label) => {
1087               // Find which label this break jumps to
1088               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1089
1090               // Now that we know the label we're going to,
1091               // look it up in the break loop nodes table
1092
1093               match self.break_ln.find(&sc) {
1094                   Some(&b) => b,
1095                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1096                                                     "break to unknown label")
1097               }
1098           }
1099
1100           ExprAgain(opt_label) => {
1101               // Find which label this expr continues to
1102               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1103
1104               // Now that we know the label we're going to,
1105               // look it up in the continue loop nodes table
1106
1107               match self.cont_ln.find(&sc) {
1108                   Some(&b) => b,
1109                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1110                                                     "loop to unknown label")
1111               }
1112           }
1113
1114           ExprAssign(ref l, ref r) => {
1115             // see comment on lvalues in
1116             // propagate_through_lvalue_components()
1117             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1118             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1119             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1120           }
1121
1122           ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1123             // see comment on lvalues in
1124             // propagate_through_lvalue_components()
1125             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1126             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1127             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1128           }
1129
1130           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1131
1132           ExprVec(ref exprs) => {
1133             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1134           }
1135
1136           ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1137             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1138             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1139           }
1140
1141           ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1142             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1143             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1144                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1145             })
1146           }
1147
1148           ExprCall(ref f, ref args) => {
1149             // calling a fn with bot return type means that the fn
1150             // will fail, and hence the successors can be ignored
1151             let is_bot = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1152                 let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**f));
1153                 ty::type_is_bot(t_ret)
1154             };
1155             let succ = if is_bot {
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           ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1165             // calling a method with bot return type means that the method
1166             // will fail, and hence the successors can be ignored
1167             let t_ret = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, expr.id);
1168             let succ = if ty::type_is_bot(t_ret) {self.s.exit_ln}
1169                        else {succ};
1170             self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ)
1171           }
1172
1173           ExprTup(ref exprs) => {
1174             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1175           }
1176
1177           ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op) => {
1178             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1179
1180             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1181             self.init_from_succ(ln, succ);
1182             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1183
1184             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1185           }
1186
1187           ExprIndex(ref l, ref r) |
1188           ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1189           ExprBox(ref l, ref r) => {
1190             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1191             self.propagate_through_expr(&**l, r_succ)
1192           }
1193
1194           ExprSlice(ref e1, ref e2, ref e3, _) => {
1195             let succ = e3.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1196             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1197             self.propagate_through_expr(&**e1, succ)
1198           }
1199
1200           ExprAddrOf(_, ref e) |
1201           ExprCast(ref e, _) |
1202           ExprUnary(_, ref e) |
1203           ExprParen(ref e) => {
1204             self.propagate_through_expr(&**e, succ)
1205           }
1206
1207           ExprInlineAsm(ref ia) => {
1208
1209             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr, _)| {
1210                 // see comment on lvalues
1211                 // in propagate_through_lvalue_components()
1212                 let succ = self.write_lvalue(&**expr, succ, ACC_WRITE);
1213                 self.propagate_through_lvalue_components(&**expr, succ)
1214             });
1215             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1216             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1217                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
1218             })
1219           }
1220
1221           ExprLit(..) => {
1222             succ
1223           }
1224
1225           ExprBlock(ref blk) => {
1226             self.propagate_through_block(&**blk, succ)
1227           }
1228
1229           ExprMac(..) => {
1230             self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "unexpanded macro");
1231           }
1232         }
1233     }
1234
1235     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1236                                            expr: &Expr,
1237                                            succ: LiveNode)
1238                                            -> LiveNode {
1239         // # Lvalues
1240         //
1241         // In general, the full flow graph structure for an
1242         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1243         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1244         // value" or not. A tracked value is basically a local
1245         // variable or argument.
1246         //
1247         // The two kinds of graphs are:
1248         //
1249         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1250         // ----------------------++-----------------------
1251         //                       ||
1252         //         |             ||           |
1253         //         v             ||           v
1254         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1255         //         |             ||           |
1256         //         v             ||           v
1257         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1258         //         |             ||           |
1259         //         v             ||           v
1260         //      (succ)           ||        (succ)
1261         //                       ||
1262         // ----------------------++-----------------------
1263         //
1264         // I will cover the two cases in turn:
1265         //
1266         // # Tracked lvalues
1267         //
1268         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1269         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1270         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1271         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1272         // consider.
1273         //
1274         // # Non-tracked lvalues
1275         //
1276         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1277         // basically ignore the value which is written to but generate
1278         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1279         // components reads are generated by
1280         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1281         //
1282         // # Illegal lvalues
1283         //
1284         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1285         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1286         // just ignore such cases and treat them as reads.
1287
1288         match expr.node {
1289             ExprPath(_) => succ,
1290             ExprField(ref e, _, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1291             ExprTupField(ref e, _, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1292             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1293         }
1294     }
1295
1296     // see comment on propagate_through_lvalue()
1297     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1298                     -> LiveNode {
1299         match expr.node {
1300           ExprPath(_) => self.access_path(expr, succ, acc),
1301
1302           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1303           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1304           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1305           // later pass borrowck.
1306           _ => succ
1307         }
1308     }
1309
1310     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1311                    -> LiveNode {
1312         match self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id) {
1313           DefLocal(nid) => {
1314             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1315             if acc != 0u {
1316                 self.init_from_succ(ln, succ);
1317                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1318                 self.acc(ln, var, acc);
1319             }
1320             ln
1321           }
1322           _ => succ
1323         }
1324     }
1325
1326     fn propagate_through_loop(&mut self,
1327                               expr: &Expr,
1328                               kind: LoopKind,
1329                               body: &Block,
1330                               succ: LiveNode)
1331                               -> LiveNode {
1332
1333         /*
1334
1335         We model control flow like this:
1336
1337               (cond) <--+
1338                 |       |
1339                 v       |
1340           +-- (expr)    |
1341           |     |       |
1342           |     v       |
1343           |   (body) ---+
1344           |
1345           |
1346           v
1347         (succ)
1348
1349         */
1350
1351
1352         // first iteration:
1353         let mut first_merge = true;
1354         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1355         self.init_empty(ln, succ);
1356         match kind {
1357             LoopLoop => {}
1358             _ => {
1359                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1360                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1361                 // in the loop body.
1362                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1363                 first_merge = false;
1364             }
1365         }
1366         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1367                expr.id, block_to_string(body));
1368
1369         let cond_ln = match kind {
1370             LoopLoop => ln,
1371             ForLoop(ref pat) => self.define_bindings_in_pat(*pat, ln),
1372             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1373         };
1374         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1375             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1376         });
1377
1378         // repeat until fixed point is reached:
1379         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1380             first_merge = false;
1381
1382             let new_cond_ln = match kind {
1383                 LoopLoop => ln,
1384                 ForLoop(ref pat) => {
1385                     self.define_bindings_in_pat(*pat, ln)
1386                 }
1387                 WhileLoop(ref cond) => {
1388                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1389                 }
1390             };
1391             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1392             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1393             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1394         }
1395
1396         cond_ln
1397     }
1398
1399     fn with_loop_nodes<R>(&mut self,
1400                           loop_node_id: NodeId,
1401                           break_ln: LiveNode,
1402                           cont_ln: LiveNode,
1403                           f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>| -> R)
1404                           -> R {
1405         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1406         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1407         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1408         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1409         let r = f(self);
1410         self.loop_scope.pop();
1411         r
1412     }
1413 }
1414
1415 // _______________________________________________________________________
1416 // Checking for error conditions
1417
1418 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1419     match local.init {
1420         Some(_) => {
1421             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1422         },
1423         None => {
1424             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1425                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1426             })
1427         }
1428     }
1429
1430     visit::walk_local(this, local);
1431 }
1432
1433 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &Arm) {
1434     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1435     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1436     // the "authoritative" set of ids
1437     this.arm_pats_bindings(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1438         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1439     });
1440     visit::walk_arm(this, arm);
1441 }
1442
1443 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1444     match expr.node {
1445       ExprAssign(ref l, ref r) => {
1446         this.check_lvalue(&**l);
1447         this.visit_expr(&**r);
1448
1449         visit::walk_expr(this, expr);
1450       }
1451
1452       ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1453         this.check_lvalue(&**l);
1454
1455         visit::walk_expr(this, expr);
1456       }
1457
1458       ExprInlineAsm(ref ia) => {
1459         for &(_, ref input) in ia.inputs.iter() {
1460           this.visit_expr(&**input);
1461         }
1462
1463         // Output operands must be lvalues
1464         for &(_, ref out, _) in ia.outputs.iter() {
1465           this.check_lvalue(&**out);
1466           this.visit_expr(&**out);
1467         }
1468
1469         visit::walk_expr(this, expr);
1470       }
1471
1472       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
1473         this.pat_bindings(&**pat, |this, ln, var, sp, id| {
1474             this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1475         });
1476
1477         visit::walk_expr(this, expr);
1478       }
1479
1480       // no correctness conditions related to liveness
1481       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprIf(..) | ExprMatch(..) |
1482       ExprWhile(..) | ExprLoop(..) | ExprIndex(..) | ExprField(..) |
1483       ExprTupField(..) | ExprVec(..) | ExprTup(..) | ExprBinary(..) |
1484       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprRet(..) | ExprBreak(..) |
1485       ExprAgain(..) | ExprLit(_) | ExprBlock(..) | ExprSlice(..) |
1486       ExprMac(..) | ExprAddrOf(..) | ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) |
1487       ExprParen(..) | ExprFnBlock(..) | ExprProc(..) | ExprUnboxedFn(..) |
1488       ExprPath(..) | ExprBox(..) => {
1489         visit::walk_expr(this, expr);
1490       }
1491       ExprIfLet(..) => {
1492         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1493       }
1494       ExprWhileLet(..) => {
1495         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1496       }
1497     }
1498 }
1499
1500 fn check_fn(_v: &Liveness,
1501             _fk: FnKind,
1502             _decl: &FnDecl,
1503             _body: &Block,
1504             _sp: Span,
1505             _id: NodeId) {
1506     // do not check contents of nested fns
1507 }
1508
1509 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1510     fn check_ret(&self,
1511                  id: NodeId,
1512                  sp: Span,
1513                  _fk: FnKind,
1514                  entry_ln: LiveNode,
1515                  body: &Block) {
1516         if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() {
1517             // if no_ret_var is live, then we fall off the end of the
1518             // function without any kind of return expression:
1519
1520             let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id));
1521             if ty::type_is_nil(t_ret) {
1522                 // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1523             } else if ty::type_is_bot(t_ret) {
1524                 // for bot return types, not ok.  Function should fail.
1525                 self.ir.tcx.sess.span_err(
1526                     sp, "some control paths may return");
1527             } else {
1528                 let ends_with_stmt = match body.expr {
1529                     None if body.stmts.len() > 0 =>
1530                         match body.stmts.last().unwrap().node {
1531                             StmtSemi(ref e, _) => {
1532                                 let t_stmt = ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e);
1533                                 ty::get(t_stmt).sty == ty::get(t_ret).sty
1534                             },
1535                             _ => false
1536                         },
1537                     _ => false
1538                 };
1539                 self.ir.tcx.sess.span_err(
1540                     sp, "not all control paths return a value");
1541                 if ends_with_stmt {
1542                     let last_stmt = body.stmts.last().unwrap();
1543                     let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1544                                                     last_stmt.span, sp);
1545                     let span_semicolon = Span {
1546                         lo: original_span.hi - BytePos(1),
1547                         hi: original_span.hi,
1548                         expn_id: original_span.expn_id
1549                     };
1550                     self.ir.tcx.sess.span_note(
1551                         span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1552                 }
1553            }
1554         }
1555     }
1556
1557     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1558         match expr.node {
1559           ExprPath(_) => {
1560             match self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id) {
1561               DefLocal(nid) => {
1562                 // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1563                 // if there is no later assignment. If this local is actually
1564                 // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1565                 // as being used.
1566                 let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1567                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1568                 self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1569               }
1570               _ => {}
1571             }
1572           }
1573
1574           _ => {
1575             // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1576             // and any embedded expressions are actually rvalues
1577             visit::walk_expr(self, expr);
1578           }
1579        }
1580     }
1581
1582     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1583         let name = self.ir.variable_name(var);
1584         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1585             None
1586         } else {
1587             Some(name)
1588         }
1589     }
1590
1591     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1592         for arg in decl.inputs.iter() {
1593             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1594                                    &*arg.pat,
1595                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1596                 let var = self.variable(p_id, sp);
1597                 // Ignore unused self.
1598                 let ident = path1.node;
1599                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1600                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1601                 }
1602             })
1603         }
1604     }
1605
1606     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &Pat) {
1607         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1608             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1609                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1610             }
1611         })
1612     }
1613
1614     fn warn_about_unused(&self,
1615                          sp: Span,
1616                          id: NodeId,
1617                          ln: LiveNode,
1618                          var: Variable)
1619                          -> bool {
1620         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1621             let r = self.should_warn(var);
1622             for name in r.iter() {
1623
1624                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1625                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1626                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1627                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1628                     false
1629                 } else {
1630                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1631                 };
1632
1633                 if is_assigned {
1634                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1635                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1636                                 *name));
1637                 } else {
1638                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1639                         format!("unused variable: `{}`", *name));
1640                 }
1641             }
1642             true
1643         } else {
1644             false
1645         }
1646     }
1647
1648     fn warn_about_dead_assign(&self,
1649                               sp: Span,
1650                               id: NodeId,
1651                               ln: LiveNode,
1652                               var: Variable) {
1653         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1654             let r = self.should_warn(var);
1655             for name in r.iter() {
1656                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1657                     format!("value assigned to `{}` is never read", *name));
1658             }
1659         }
1660     }
1661  }