]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
Auto merge of #53444 - varkor:lib_features-conditional, r=michaelwoerister
[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 u32) and the id for a variable
55 //! is called a `variable` (another newtype'd u32).
56 //!
57 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
58 //! declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
59 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
60 //! the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
61 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
62 //!
63 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
64 //! methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
65 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
66 //!
67 //! ## The `Users` struct
68 //!
69 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
70 //! variable `V` (these are encapsulated in the `Users` struct):
71 //!
72 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
73 //!    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
74 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
75 //!    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
76 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
77 //!
78 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
79 //!    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
80 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
81 //!    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
82 //!    of `V` that follows `N`.
83 //!
84 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
85 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
86 //!   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
87 //!   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
88 //!
89 //! ## Special Variables
90 //!
91 //! We generate various special variables for various, well, special purposes.
92 //! These are described in the `specials` struct:
93 //!
94 //! - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
95 //!   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
96 //!
97 //! - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
98 //!
99 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
100 //!   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
101 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
102 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
103 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
104 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
105 use self::LoopKind::*;
106 use self::LiveNodeKind::*;
107 use self::VarKind::*;
108
109 use hir::def::*;
110 use ty::{self, TyCtxt};
111 use lint;
112 use errors::Applicability;
113 use util::nodemap::{NodeMap, HirIdMap, HirIdSet};
114
115 use std::collections::VecDeque;
116 use std::{fmt, u32};
117 use std::io::prelude::*;
118 use std::io;
119 use std::rc::Rc;
120 use syntax::ast::{self, NodeId};
121 use syntax::ptr::P;
122 use syntax::symbol::keywords;
123 use syntax_pos::Span;
124
125 use hir::{Expr, HirId};
126 use hir;
127 use hir::intravisit::{self, Visitor, FnKind, NestedVisitorMap};
128
129 /// For use with `propagate_through_loop`.
130 enum LoopKind<'a> {
131     /// An endless `loop` loop.
132     LoopLoop,
133     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
134     WhileLoop(&'a Expr),
135 }
136
137 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
138 struct Variable(u32);
139
140 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
141 struct LiveNode(u32);
142
143 impl Variable {
144     fn get(&self) -> usize { self.0 as usize }
145 }
146
147 impl LiveNode {
148     fn get(&self) -> usize { self.0 as usize }
149 }
150
151 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
152 enum LiveNodeKind {
153     FreeVarNode(Span),
154     ExprNode(Span),
155     VarDefNode(Span),
156     ExitNode
157 }
158
159 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt) -> String {
160     let cm = tcx.sess.source_map();
161     match lnk {
162         FreeVarNode(s) => {
163             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
164         }
165         ExprNode(s) => {
166             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
167         }
168         VarDefNode(s) => {
169             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
170         }
171         ExitNode => "Exit node".to_string(),
172     }
173 }
174
175 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'a, 'tcx> {
176     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
177         NestedVisitorMap::OnlyBodies(&self.tcx.hir)
178     }
179
180     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'tcx>, fd: &'tcx hir::FnDecl,
181                 b: hir::BodyId, s: Span, id: NodeId) {
182         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
183     }
184
185     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) { visit_local(self, l); }
186     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) { visit_expr(self, ex); }
187     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) { visit_arm(self, a); }
188 }
189
190 pub fn check_crate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) {
191     tcx.hir.krate().visit_all_item_likes(&mut IrMaps::new(tcx).as_deep_visitor());
192     tcx.sess.abort_if_errors();
193 }
194
195 impl fmt::Debug for LiveNode {
196     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
197         write!(f, "ln({})", self.get())
198     }
199 }
200
201 impl fmt::Debug for Variable {
202     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
203         write!(f, "v({})", self.get())
204     }
205 }
206
207 // ______________________________________________________________________
208 // Creating ir_maps
209 //
210 // This is the first pass and the one that drives the main
211 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
212 // we count for each function the number of variables as well as
213 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
214 // capture clause that does something of interest: either it has
215 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
216 //
217 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
218 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
219 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
220 // of live variables at each program point.
221 //
222 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
223 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
224 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
225 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
226 // variable must not be assigned if there is some successor
227 // assignment.  And so forth.
228
229 impl LiveNode {
230     fn is_valid(&self) -> bool {
231         self.0 != u32::MAX
232     }
233 }
234
235 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(u32::MAX) }
236
237 struct CaptureInfo {
238     ln: LiveNode,
239     var_hid: HirId
240 }
241
242 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
243 struct LocalInfo {
244     id: HirId,
245     name: ast::Name,
246     is_shorthand: bool,
247 }
248
249 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
250 enum VarKind {
251     Arg(HirId, ast::Name),
252     Local(LocalInfo),
253     CleanExit
254 }
255
256 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
257     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
258
259     num_live_nodes: usize,
260     num_vars: usize,
261     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
262     variable_map: HirIdMap<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: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
270         IrMaps {
271             tcx,
272             num_live_nodes: 0,
273             num_vars: 0,
274             live_node_map: HirIdMap(),
275             variable_map: HirIdMap(),
276             capture_info_map: NodeMap(),
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 as u32);
284         self.lnks.push(lnk);
285         self.num_live_nodes += 1;
286
287         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
288                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
289
290         ln
291     }
292
293     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
294         let ln = self.add_live_node(lnk);
295         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
296
297         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
298     }
299
300     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
301         let v = Variable(self.num_vars as u32);
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             CleanExit => {}
310         }
311
312         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
313
314         v
315     }
316
317     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
318         match self.variable_map.get(&hir_id) {
319             Some(&var) => var,
320             None => {
321                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
322             }
323         }
324     }
325
326     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
327         match self.var_kinds[var.get()] {
328             Local(LocalInfo { name, .. }) | Arg(_, name) => {
329                 name.to_string()
330             },
331             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
332         }
333     }
334
335     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
336         match self.var_kinds[var.get()] {
337             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
338             Arg(..) | CleanExit => false
339         }
340     }
341
342     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
343         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
344     }
345
346     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
347         self.lnks[ln.get()]
348     }
349 }
350
351 fn visit_fn<'a, 'tcx: 'a>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>,
352                           fk: FnKind<'tcx>,
353                           decl: &'tcx hir::FnDecl,
354                           body_id: hir::BodyId,
355                           sp: Span,
356                           id: ast::NodeId) {
357     debug!("visit_fn");
358
359     // swap in a new set of IR maps for this function body:
360     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
361
362     // Don't run unused pass for #[derive()]
363     if let FnKind::Method(..) = fk {
364         let parent = ir.tcx.hir.get_parent(id);
365         if let Some(hir::map::Node::NodeItem(i)) = ir.tcx.hir.find(parent) {
366             if i.attrs.iter().any(|a| a.check_name("automatically_derived")) {
367                 return;
368             }
369         }
370     }
371
372     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps);
373
374     let body = ir.tcx.hir.body(body_id);
375
376     for arg in &body.arguments {
377         arg.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
378             debug!("adding argument {:?}", hir_id);
379             fn_maps.add_variable(Arg(hir_id, ident.name));
380         })
381     };
382
383     // gather up the various local variables, significant expressions,
384     // and so forth:
385     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body_id, sp, id);
386
387     // compute liveness
388     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, body_id);
389     let entry_ln = lsets.compute(&body.value);
390
391     // check for various error conditions
392     lsets.visit_body(body);
393     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
394 }
395
396 fn add_from_pat<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, pat: &P<hir::Pat>) {
397     // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
398     // (`x` rather than `x: x`).
399     let mut shorthand_field_ids = HirIdSet();
400     let mut pats = VecDeque::new();
401     pats.push_back(pat);
402     while let Some(pat) = pats.pop_front() {
403         use hir::PatKind::*;
404         match pat.node {
405             Binding(_, _, _, ref inner_pat) => {
406                 pats.extend(inner_pat.iter());
407             }
408             Struct(_, ref fields, _) => {
409                 for field in fields {
410                     if field.node.is_shorthand {
411                         shorthand_field_ids.insert(field.node.pat.hir_id);
412                     }
413                 }
414             }
415             Ref(ref inner_pat, _) |
416             Box(ref inner_pat) => {
417                 pats.push_back(inner_pat);
418             }
419             TupleStruct(_, ref inner_pats, _) |
420             Tuple(ref inner_pats, _) => {
421                 pats.extend(inner_pats.iter());
422             }
423             Slice(ref pre_pats, ref inner_pat, ref post_pats) => {
424                 pats.extend(pre_pats.iter());
425                 pats.extend(inner_pat.iter());
426                 pats.extend(post_pats.iter());
427             }
428             _ => {}
429         }
430     }
431
432     pat.each_binding(|_bm, hir_id, _sp, ident| {
433         ir.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span));
434         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
435             id: hir_id,
436             name: ident.name,
437             is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id)
438         }));
439     });
440 }
441
442 fn visit_local<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
443     add_from_pat(ir, &local.pat);
444     intravisit::walk_local(ir, local);
445 }
446
447 fn visit_arm<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
448     for pat in &arm.pats {
449         add_from_pat(ir, pat);
450     }
451     intravisit::walk_arm(ir, arm);
452 }
453
454 fn visit_expr<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
455     match expr.node {
456       // live nodes required for uses or definitions of variables:
457       hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
458         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, path.def);
459         if let Def::Local(..) = path.def {
460             ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
461         }
462         intravisit::walk_expr(ir, expr);
463       }
464       hir::ExprKind::Closure(..) => {
465         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
466         // breaks or continues)
467         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
468
469         // Make a live_node for each captured variable, with the span
470         // being the location that the variable is used.  This results
471         // in better error messages than just pointing at the closure
472         // construction site.
473         let mut call_caps = Vec::new();
474         ir.tcx.with_freevars(expr.id, |freevars| {
475             for fv in freevars {
476                 if let Def::Local(rv) = fv.def {
477                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
478                     let var_hid = ir.tcx.hir.node_to_hir_id(rv);
479                     call_caps.push(CaptureInfo { ln: fv_ln, var_hid });
480                 }
481             }
482         });
483         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
484
485         intravisit::walk_expr(ir, expr);
486       }
487
488       // live nodes required for interesting control flow:
489       hir::ExprKind::If(..) |
490       hir::ExprKind::Match(..) |
491       hir::ExprKind::While(..) |
492       hir::ExprKind::Loop(..) => {
493         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
494         intravisit::walk_expr(ir, expr);
495       }
496       hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
497         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
498         intravisit::walk_expr(ir, expr);
499       }
500
501       // otherwise, live nodes are not required:
502       hir::ExprKind::Index(..) |
503       hir::ExprKind::Field(..) |
504       hir::ExprKind::Array(..) |
505       hir::ExprKind::Call(..) |
506       hir::ExprKind::MethodCall(..) |
507       hir::ExprKind::Tup(..) |
508       hir::ExprKind::Binary(..) |
509       hir::ExprKind::AddrOf(..) |
510       hir::ExprKind::Cast(..) |
511       hir::ExprKind::Unary(..) |
512       hir::ExprKind::Break(..) |
513       hir::ExprKind::Continue(_) |
514       hir::ExprKind::Lit(_) |
515       hir::ExprKind::Ret(..) |
516       hir::ExprKind::Block(..) |
517       hir::ExprKind::Assign(..) |
518       hir::ExprKind::AssignOp(..) |
519       hir::ExprKind::Struct(..) |
520       hir::ExprKind::Repeat(..) |
521       hir::ExprKind::InlineAsm(..) |
522       hir::ExprKind::Box(..) |
523       hir::ExprKind::Yield(..) |
524       hir::ExprKind::Type(..) |
525       hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
526           intravisit::walk_expr(ir, expr);
527       }
528     }
529 }
530
531 // ______________________________________________________________________
532 // Computing liveness sets
533 //
534 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
535 // the same basic propagation framework in all cases.
536
537 #[derive(Clone, Copy)]
538 struct Users {
539     reader: LiveNode,
540     writer: LiveNode,
541     used: bool
542 }
543
544 fn invalid_users() -> Users {
545     Users {
546         reader: invalid_node(),
547         writer: invalid_node(),
548         used: false
549     }
550 }
551
552 #[derive(Copy, Clone)]
553 struct Specials {
554     exit_ln: LiveNode,
555     fallthrough_ln: LiveNode,
556     clean_exit_var: Variable
557 }
558
559 const ACC_READ: u32 = 1;
560 const ACC_WRITE: u32 = 2;
561 const ACC_USE: u32 = 4;
562
563 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
564     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
565     tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
566     s: Specials,
567     successors: Vec<LiveNode>,
568     users: Vec<Users>,
569
570     // mappings from loop node ID to LiveNode
571     // ("break" label should map to loop node ID,
572     // it probably doesn't now)
573     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
574     cont_ln: NodeMap<LiveNode>,
575 }
576
577 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
578     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, body: hir::BodyId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
579         // Special nodes and variables:
580         // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
581         // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
582         //   an implicit return
583         let specials = Specials {
584             exit_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
585             fallthrough_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
586             clean_exit_var: ir.add_variable(CleanExit)
587         };
588
589         let tables = ir.tcx.body_tables(body);
590
591         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
592         let num_vars = ir.num_vars;
593
594         Liveness {
595             ir,
596             tables,
597             s: specials,
598             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
599             users: vec![invalid_users(); num_live_nodes * num_vars],
600             break_ln: NodeMap(),
601             cont_ln: NodeMap(),
602         }
603     }
604
605     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
606         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
607           Some(&ln) => ln,
608           None => {
609             // This must be a mismatch between the ir_map construction
610             // above and the propagation code below; the two sets of
611             // code have to agree about which AST nodes are worth
612             // creating liveness nodes for.
613             span_bug!(
614                 span,
615                 "no live node registered for node {:?}",
616                 hir_id);
617           }
618         }
619     }
620
621     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
622         self.ir.variable(hir_id, span)
623     }
624
625     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &hir::Pat, mut f: F) where
626         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, HirId),
627     {
628         pat.each_binding(|_bm, hir_id, sp, n| {
629             let ln = self.live_node(hir_id, sp);
630             let var = self.variable(hir_id, n.span);
631             f(self, ln, var, n.span, hir_id);
632         })
633     }
634
635     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, f: F) where
636         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, HirId),
637     {
638         if let Some(pat) = pat {
639             self.pat_bindings(pat, f);
640         }
641     }
642
643     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat, succ: LiveNode)
644                               -> LiveNode {
645         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
646     }
647
648     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, succ: LiveNode)
649                                    -> LiveNode {
650         let mut succ = succ;
651         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
652             this.init_from_succ(ln, succ);
653             this.define(ln, var);
654             succ = ln;
655         });
656         succ
657     }
658
659     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
660         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
661     }
662
663     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
664                       -> Option<LiveNodeKind> {
665         assert!(ln.is_valid());
666         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
667         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
668     }
669
670     /*
671     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
672     */
673     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
674                     -> Option<LiveNodeKind> {
675         let successor = self.successors[ln.get()];
676         self.live_on_entry(successor, var)
677     }
678
679     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
680         assert!(ln.is_valid());
681         self.users[self.idx(ln, var)].used
682     }
683
684     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
685                          -> Option<LiveNodeKind> {
686         assert!(ln.is_valid());
687         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
688         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
689     }
690
691     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
692                         -> Option<LiveNodeKind> {
693         let successor = self.successors[ln.get()];
694         self.assigned_on_entry(successor, var)
695     }
696
697     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
698         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
699     {
700         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
701         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
702         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
703             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
704         }
705     }
706
707     fn write_vars<F>(&self,
708                      wr: &mut dyn Write,
709                      ln: LiveNode,
710                      mut test: F)
711                      -> io::Result<()> where
712         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
713     {
714         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
715         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
716             let idx = node_base_idx + var_idx;
717             if test(idx).is_valid() {
718                 write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx as u32))?;
719             }
720         }
721         Ok(())
722     }
723
724
725     #[allow(unused_must_use)]
726     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
727         let mut wr = Vec::new();
728         {
729             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
730             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
731             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
732             write!(wr, "  writes");
733             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
734             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
735         }
736         String::from_utf8(wr).unwrap()
737     }
738
739     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
740         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
741
742         // It is not necessary to initialize the
743         // values to empty because this is the value
744         // they have when they are created, and the sets
745         // only grow during iterations.
746         //
747         // self.indices(ln) { |idx|
748         //     self.users[idx] = invalid_users();
749         // }
750     }
751
752     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
753         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
754         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
755
756         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
757             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
758         });
759         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
760                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
761     }
762
763     fn merge_from_succ(&mut self,
764                        ln: LiveNode,
765                        succ_ln: LiveNode,
766                        first_merge: bool)
767                        -> bool {
768         if ln == succ_ln { return false; }
769
770         let mut changed = false;
771         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
772             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
773                                        &mut this.users[idx].reader);
774             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
775                                        &mut this.users[idx].writer);
776             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
777                 this.users[idx].used = true;
778                 changed = true;
779             }
780         });
781
782         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
783                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
784         return changed;
785
786         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
787             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
788                 *dst = src;
789                 true
790             } else {
791                 false
792             }
793         }
794     }
795
796     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
797     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
798     // this) so we just clear out all the data.
799     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
800         let idx = self.idx(writer, var);
801         self.users[idx].reader = invalid_node();
802         self.users[idx].writer = invalid_node();
803
804         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
805                idx, self.ln_str(writer));
806     }
807
808     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
809     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
810         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
811                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
812
813         let idx = self.idx(ln, var);
814         let user = &mut self.users[idx];
815
816         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
817             user.reader = invalid_node();
818             user.writer = ln;
819         }
820
821         // Important: if we both read/write, must do read second
822         // or else the write will override.
823         if (acc & ACC_READ) != 0 {
824             user.reader = ln;
825         }
826
827         if (acc & ACC_USE) != 0 {
828             user.used = true;
829         }
830     }
831
832     // _______________________________________________________________________
833
834     fn compute(&mut self, body: &hir::Expr) -> LiveNode {
835         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
836         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
837         // where the body is really a closure.
838
839         debug!("compute: using id for body, {}", self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(body.id));
840
841         let exit_ln = self.s.exit_ln;
842
843         self.break_ln.insert(body.id, exit_ln);
844         self.cont_ln.insert(body.id, exit_ln);
845
846         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
847         // explicitly return:
848         let s = self.s;
849         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
850         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
851
852         let entry_ln = self.propagate_through_expr(body, s.fallthrough_ln);
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 0..self.ir.num_live_nodes {
858                        debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx as u32)));
859                    }
860                    body.id
861                },
862                entry_ln);
863
864         entry_ln
865     }
866
867     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block, succ: LiveNode)
868                                -> LiveNode {
869         if blk.targeted_by_break {
870             self.break_ln.insert(blk.id, succ);
871         }
872         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
873         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
874             self.propagate_through_stmt(stmt, succ)
875         })
876     }
877
878     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt, succ: LiveNode)
879                               -> LiveNode {
880         match stmt.node {
881             hir::StmtKind::Decl(ref decl, _) => {
882                 self.propagate_through_decl(&decl, succ)
883             }
884
885             hir::StmtKind::Expr(ref expr, _) | hir::StmtKind::Semi(ref expr, _) => {
886                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
887             }
888         }
889     }
890
891     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &hir::Decl, succ: LiveNode)
892                               -> LiveNode {
893         match decl.node {
894             hir::DeclKind::Local(ref local) => {
895                 self.propagate_through_local(&local, succ)
896             }
897             hir::DeclKind::Item(_) => succ,
898         }
899     }
900
901     fn propagate_through_local(&mut self, local: &hir::Local, succ: LiveNode)
902                                -> LiveNode {
903         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
904         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
905         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
906         // could check for uninit variables just by scanning what is live
907         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
908         // immutable variables defined in a loop:
909         //     loop { let x; x = 5; }
910         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
911         //
912         // So now we just check that variables defined w/o an
913         // initializer are not live at the point of their
914         // initialization, which is mildly more complex than checking
915         // once at the func header but otherwise equivalent.
916
917         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
918         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
919     }
920
921     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr], succ: LiveNode)
922                                -> LiveNode {
923         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
924             self.propagate_through_expr(&expr, succ)
925         })
926     }
927
928     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
929                                   opt_expr: Option<&Expr>,
930                                   succ: LiveNode)
931                                   -> LiveNode {
932         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
933     }
934
935     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
936                               -> LiveNode {
937         debug!("propagate_through_expr: {}", self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(expr.id));
938
939         match expr.node {
940           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
941           hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
942               self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
943           }
944
945           hir::ExprKind::Field(ref e, _) => {
946               self.propagate_through_expr(&e, succ)
947           }
948
949           hir::ExprKind::Closure(.., blk_id, _, _) => {
950               debug!("{} is an ExprKind::Closure", self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(expr.id));
951
952               // The next-node for a break is the successor of the entire
953               // loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
954               let node = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
955
956               let break_ln = succ;
957               let cont_ln = node;
958               self.break_ln.insert(blk_id.node_id, break_ln);
959               self.cont_ln.insert(blk_id.node_id, cont_ln);
960
961               // the construction of a closure itself is not important,
962               // but we have to consider the closed over variables.
963               let caps = match self.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
964                   Some(caps) => caps.clone(),
965                   None => {
966                       span_bug!(expr.span, "no registered caps");
967                   }
968               };
969               caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
970                   self.init_from_succ(cap.ln, succ);
971                   let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
972                   self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
973                   cap.ln
974               })
975           }
976
977           hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref els) => {
978             //
979             //     (cond)
980             //       |
981             //       v
982             //     (expr)
983             //     /   \
984             //    |     |
985             //    v     v
986             //  (then)(els)
987             //    |     |
988             //    v     v
989             //   (  succ  )
990             //
991             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
992             let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
993             let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
994             self.init_from_succ(ln, else_ln);
995             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
996             self.propagate_through_expr(&cond, ln)
997           }
998
999           hir::ExprKind::While(ref cond, ref blk, _) => {
1000             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&cond), &blk, succ)
1001           }
1002
1003           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1004           // at the label ident
1005           hir::ExprKind::Loop(ref blk, _, _) => {
1006             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &blk, succ)
1007           }
1008
1009           hir::ExprKind::Match(ref e, ref arms, _) => {
1010             //
1011             //      (e)
1012             //       |
1013             //       v
1014             //     (expr)
1015             //     / | \
1016             //    |  |  |
1017             //    v  v  v
1018             //   (..arms..)
1019             //    |  |  |
1020             //    v  v  v
1021             //   (  succ  )
1022             //
1023             //
1024             let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1025             self.init_empty(ln, succ);
1026             let mut first_merge = true;
1027             for arm in arms {
1028                 let body_succ =
1029                     self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1030                 let guard_succ =
1031                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1032                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1033                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1034                 // the "authoritative" set of ids
1035                 let arm_succ =
1036                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1037                                                      guard_succ);
1038                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1039                 first_merge = false;
1040             };
1041             self.propagate_through_expr(&e, ln)
1042           }
1043
1044           hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
1045             // ignore succ and subst exit_ln:
1046             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1047             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1048           }
1049
1050           hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
1051               // Find which label this break jumps to
1052               let target = match label.target_id {
1053                     Ok(node_id) => self.break_ln.get(&node_id),
1054                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1055               }.map(|x| *x);
1056
1057               // Now that we know the label we're going to,
1058               // look it up in the break loop nodes table
1059
1060               match target {
1061                   Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
1062                   None => span_bug!(expr.span, "break to unknown label")
1063               }
1064           }
1065
1066           hir::ExprKind::Continue(label) => {
1067               // Find which label this expr continues to
1068               let sc = match label.target_id {
1069                     Ok(node_id) => node_id,
1070                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1071               };
1072
1073               // Now that we know the label we're going to,
1074               // look it up in the continue loop nodes table
1075
1076               match self.cont_ln.get(&sc) {
1077                   Some(&b) => b,
1078                   None => span_bug!(expr.span, "continue to unknown label")
1079               }
1080           }
1081
1082           hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r) => {
1083             // see comment on places in
1084             // propagate_through_place_components()
1085             let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1086             let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1087             self.propagate_through_expr(&r, succ)
1088           }
1089
1090           hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1091             // an overloaded assign op is like a method call
1092             if self.tables.is_method_call(expr) {
1093                 let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1094                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1095             } else {
1096                 // see comment on places in
1097                 // propagate_through_place_components()
1098                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1099                 let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1100                 self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1101             }
1102           }
1103
1104           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1105
1106           hir::ExprKind::Array(ref exprs) => {
1107             self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1108           }
1109
1110           hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1111             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1112             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1113                 self.propagate_through_expr(&field.expr, succ)
1114             })
1115           }
1116
1117           hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1118             // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1119             let succ = if self.tables.expr_ty(expr).is_never() {
1120                 self.s.exit_ln
1121             } else {
1122                 succ
1123             };
1124             let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1125             self.propagate_through_expr(&f, succ)
1126           }
1127
1128           hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args) => {
1129             // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1130             let succ = if self.tables.expr_ty(expr).is_never() {
1131                 self.s.exit_ln
1132             } else {
1133                 succ
1134             };
1135             self.propagate_through_exprs(args, succ)
1136           }
1137
1138           hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => {
1139             self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1140           }
1141
1142           hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1143             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1144
1145             let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1146             self.init_from_succ(ln, succ);
1147             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1148
1149             self.propagate_through_expr(&l, ln)
1150           }
1151
1152           hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) |
1153           hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1154             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1155             self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1156           }
1157
1158           hir::ExprKind::Box(ref e) |
1159           hir::ExprKind::AddrOf(_, ref e) |
1160           hir::ExprKind::Cast(ref e, _) |
1161           hir::ExprKind::Type(ref e, _) |
1162           hir::ExprKind::Unary(_, ref e) |
1163           hir::ExprKind::Yield(ref e) |
1164           hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => {
1165             self.propagate_through_expr(&e, succ)
1166           }
1167
1168           hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1169             let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1170                 // see comment on places
1171                 // in propagate_through_place_components()
1172                 if o.is_indirect {
1173                     self.propagate_through_expr(output, succ)
1174                 } else {
1175                     let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE|ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1176                     let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1177                     self.propagate_through_place_components(output, succ)
1178                 }
1179             });
1180
1181             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1182             self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1183           }
1184
1185           hir::ExprKind::Lit(..) | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
1186             succ
1187           }
1188
1189           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1190           // at the label ident
1191           hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => {
1192             self.propagate_through_block(&blk, succ)
1193           }
1194         }
1195     }
1196
1197     fn propagate_through_place_components(&mut self,
1198                                            expr: &Expr,
1199                                            succ: LiveNode)
1200                                            -> LiveNode {
1201         // # Places
1202         //
1203         // In general, the full flow graph structure for an
1204         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1205         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1206         // value" or not. A tracked value is basically a local
1207         // variable or argument.
1208         //
1209         // The two kinds of graphs are:
1210         //
1211         //    Tracked place          Untracked place
1212         // ----------------------++-----------------------
1213         //                       ||
1214         //         |             ||           |
1215         //         v             ||           v
1216         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1217         //         |             ||           |
1218         //         v             ||           v
1219         // (write of place)     ||   (place components)
1220         //         |             ||           |
1221         //         v             ||           v
1222         //      (succ)           ||        (succ)
1223         //                       ||
1224         // ----------------------++-----------------------
1225         //
1226         // I will cover the two cases in turn:
1227         //
1228         // # Tracked places
1229         //
1230         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1231         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1232         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1233         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1234         // consider.
1235         //
1236         // # Non-tracked places
1237         //
1238         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1239         // basically ignore the value which is written to but generate
1240         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1241         // components reads are generated by
1242         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1243         //
1244         // # Illegal places
1245         //
1246         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1247         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1248         // just ignore such cases and treat them as reads.
1249
1250         match expr.node {
1251             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1252             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1253             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1254         }
1255     }
1256
1257     // see comment on propagate_through_place()
1258     fn write_place(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1259                     -> LiveNode {
1260         match expr.node {
1261           hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1262               self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1263           }
1264
1265           // We do not track other places, so just propagate through
1266           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1267           // non-places occur here, because those are detected in the
1268           // later pass borrowck.
1269           _ => succ
1270         }
1271     }
1272
1273     fn access_var(&mut self, hir_id: HirId, nid: NodeId, succ: LiveNode, acc: u32, span: Span)
1274                   -> LiveNode {
1275         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1276         if acc != 0 {
1277             self.init_from_succ(ln, succ);
1278             let var_hid = self.ir.tcx.hir.node_to_hir_id(nid);
1279             let var = self.variable(var_hid, span);
1280             self.acc(ln, var, acc);
1281         }
1282         ln
1283     }
1284
1285     fn access_path(&mut self, hir_id: HirId, path: &hir::Path, succ: LiveNode, acc: u32)
1286                    -> LiveNode {
1287         match path.def {
1288           Def::Local(nid) => {
1289             self.access_var(hir_id, nid, succ, acc, path.span)
1290           }
1291           _ => succ
1292         }
1293     }
1294
1295     fn propagate_through_loop(&mut self,
1296                               expr: &Expr,
1297                               kind: LoopKind,
1298                               body: &hir::Block,
1299                               succ: LiveNode)
1300                               -> LiveNode {
1301
1302         /*
1303
1304         We model control flow like this:
1305
1306               (cond) <--+
1307                 |       |
1308                 v       |
1309           +-- (expr)    |
1310           |     |       |
1311           |     v       |
1312           |   (body) ---+
1313           |
1314           |
1315           v
1316         (succ)
1317
1318         */
1319
1320
1321         // first iteration:
1322         let mut first_merge = true;
1323         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1324         self.init_empty(ln, succ);
1325         match kind {
1326             LoopLoop => {}
1327             _ => {
1328                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1329                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1330                 // in the loop body.
1331                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1332                 first_merge = false;
1333             }
1334         }
1335         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1336                expr.id, self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(body.id));
1337
1338         let break_ln = succ;
1339         let cont_ln = ln;
1340         self.break_ln.insert(expr.id, break_ln);
1341         self.cont_ln.insert(expr.id, cont_ln);
1342
1343         let cond_ln = match kind {
1344             LoopLoop => ln,
1345             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&cond, ln),
1346         };
1347         let body_ln = self.propagate_through_block(body, cond_ln);
1348
1349         // repeat until fixed point is reached:
1350         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1351             first_merge = false;
1352
1353             let new_cond_ln = match kind {
1354                 LoopLoop => ln,
1355                 WhileLoop(ref cond) => {
1356                     self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1357                 }
1358             };
1359             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1360             assert!(body_ln == self.propagate_through_block(body, cond_ln));
1361         }
1362
1363         cond_ln
1364     }
1365 }
1366
1367 // _______________________________________________________________________
1368 // Checking for error conditions
1369
1370 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1371     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1372         NestedVisitorMap::None
1373     }
1374
1375     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) {
1376         check_local(self, l);
1377     }
1378     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
1379         check_expr(self, ex);
1380     }
1381     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) {
1382         check_arm(self, a);
1383     }
1384 }
1385
1386 fn check_local<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
1387     match local.init {
1388         Some(_) => {
1389             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&local.pat);
1390         },
1391         None => {
1392             this.pat_bindings(&local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1393                 let span = local.pat.simple_ident().map_or(sp, |ident| ident.span);
1394                 this.warn_about_unused(span, id, ln, var);
1395             })
1396         }
1397     }
1398
1399     intravisit::walk_local(this, local);
1400 }
1401
1402 fn check_arm<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
1403     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1404     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1405     // the "authoritative" set of ids
1406     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1407         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1408     });
1409     intravisit::walk_arm(this, arm);
1410 }
1411
1412 fn check_expr<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
1413     match expr.node {
1414       hir::ExprKind::Assign(ref l, _) => {
1415         this.check_place(&l);
1416
1417         intravisit::walk_expr(this, expr);
1418       }
1419
1420       hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1421         if !this.tables.is_method_call(expr) {
1422             this.check_place(&l);
1423         }
1424
1425         intravisit::walk_expr(this, expr);
1426       }
1427
1428       hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1429         for input in inputs {
1430           this.visit_expr(input);
1431         }
1432
1433         // Output operands must be places
1434         for (o, output) in ia.outputs.iter().zip(outputs) {
1435           if !o.is_indirect {
1436             this.check_place(output);
1437           }
1438           this.visit_expr(output);
1439         }
1440
1441         intravisit::walk_expr(this, expr);
1442       }
1443
1444       // no correctness conditions related to liveness
1445       hir::ExprKind::Call(..) | hir::ExprKind::MethodCall(..) | hir::ExprKind::If(..) |
1446       hir::ExprKind::Match(..) | hir::ExprKind::While(..) | hir::ExprKind::Loop(..) |
1447       hir::ExprKind::Index(..) | hir::ExprKind::Field(..) |
1448       hir::ExprKind::Array(..) | hir::ExprKind::Tup(..) | hir::ExprKind::Binary(..) |
1449       hir::ExprKind::Cast(..) | hir::ExprKind::Unary(..) | hir::ExprKind::Ret(..) |
1450       hir::ExprKind::Break(..) | hir::ExprKind::Continue(..) | hir::ExprKind::Lit(_) |
1451       hir::ExprKind::Block(..) | hir::ExprKind::AddrOf(..) |
1452       hir::ExprKind::Struct(..) | hir::ExprKind::Repeat(..) |
1453       hir::ExprKind::Closure(..) | hir::ExprKind::Path(_) | hir::ExprKind::Yield(..) |
1454       hir::ExprKind::Box(..) | hir::ExprKind::Type(..) => {
1455         intravisit::walk_expr(this, expr);
1456       }
1457     }
1458 }
1459
1460 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1461     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1462         match expr.node {
1463             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1464                 if let Def::Local(nid) = path.def {
1465                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1466                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1467                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1468                     // as being used.
1469                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1470                     let var_hid = self.ir.tcx.hir.node_to_hir_id(nid);
1471                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1472                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.hir_id, ln, var);
1473                 }
1474             }
1475             _ => {
1476                 // For other kinds of places, no checks are required,
1477                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1478                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1479             }
1480         }
1481     }
1482
1483     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1484         let name = self.ir.variable_name(var);
1485         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1486             None
1487         } else {
1488             Some(name)
1489         }
1490     }
1491
1492     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body, entry_ln: LiveNode) {
1493         for arg in &body.arguments {
1494             arg.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _, ident| {
1495                 let sp = ident.span;
1496                 let var = self.variable(hir_id, sp);
1497                 // Ignore unused self.
1498                 if ident.name != keywords::SelfValue.name() {
1499                     if !self.warn_about_unused(sp, hir_id, entry_ln, var) {
1500                         if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1501                             self.report_dead_assign(hir_id, sp, var, true);
1502                         }
1503                     }
1504                 }
1505             })
1506         }
1507     }
1508
1509     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat) {
1510         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1511             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1512                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1513             }
1514         })
1515     }
1516
1517     fn warn_about_unused(&self,
1518                          sp: Span,
1519                          hir_id: HirId,
1520                          ln: LiveNode,
1521                          var: Variable)
1522                          -> bool {
1523         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1524             let r = self.should_warn(var);
1525             if let Some(name) = r {
1526
1527                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1528                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1529                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1530                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1531                     false
1532                 } else {
1533                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1534                 };
1535
1536                 let suggest_underscore_msg = format!("consider using `_{}` instead",
1537                                                      name);
1538
1539                 if is_assigned {
1540                     self.ir.tcx
1541                         .lint_hir_note(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, hir_id, sp,
1542                                        &format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1543                                                 name),
1544                                        &suggest_underscore_msg);
1545                 } else if name != "self" {
1546                     let msg = format!("unused variable: `{}`", name);
1547                     let mut err = self.ir.tcx
1548                         .struct_span_lint_hir(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, hir_id, sp, &msg);
1549                     if self.ir.variable_is_shorthand(var) {
1550                         err.span_suggestion_with_applicability(sp, "try ignoring the field",
1551                                                                format!("{}: _", name),
1552                                                                Applicability::MachineApplicable);
1553                     } else {
1554                         err.span_suggestion_short_with_applicability(
1555                             sp, &suggest_underscore_msg,
1556                             format!("_{}", name),
1557                             Applicability::MachineApplicable,
1558                         );
1559                     }
1560                     err.emit()
1561                 }
1562             }
1563             true
1564         } else {
1565             false
1566         }
1567     }
1568
1569     fn warn_about_dead_assign(&self,
1570                               sp: Span,
1571                               hir_id: HirId,
1572                               ln: LiveNode,
1573                               var: Variable) {
1574         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1575             self.report_dead_assign(hir_id, sp, var, false);
1576         }
1577     }
1578
1579     fn report_dead_assign(&self, hir_id: HirId, sp: Span, var: Variable, is_argument: bool) {
1580         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1581             if is_argument {
1582                 self.ir.tcx.lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, sp,
1583                     &format!("value passed to `{}` is never read", name));
1584             } else {
1585                 self.ir.tcx.lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, sp,
1586                     &format!("value assigned to `{}` is never read", name));
1587             }
1588         }
1589     }
1590 }