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