]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
Fallout of std::old_io deprecation
[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 middle::def::*;
113 use middle::mem_categorization::Typer;
114 use middle::pat_util;
115 use middle::region;
116 use middle::ty;
117 use middle::ty::ClosureTyper;
118 use lint;
119 use util::nodemap::NodeMap;
120
121 use std::{fmt, usize};
122 use std::io::prelude::*;
123 use std::io;
124 use std::iter::repeat;
125 use std::rc::Rc;
126 use syntax::ast::{self, NodeId, Expr};
127 use syntax::codemap::{BytePos, original_sp, Span};
128 use syntax::parse::token::{self, special_idents};
129 use syntax::print::pprust::{expr_to_string, block_to_string};
130 use syntax::ptr::P;
131 use syntax::ast_util;
132 use syntax::visit::{self, Visitor, FnKind};
133
134 /// For use with `propagate_through_loop`.
135 enum LoopKind<'a> {
136     /// An endless `loop` loop.
137     LoopLoop,
138     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
139     WhileLoop(&'a Expr),
140 }
141
142 #[derive(Copy, PartialEq)]
143 struct Variable(usize);
144
145 #[derive(Copy, PartialEq)]
146 struct LiveNode(usize);
147
148 impl Variable {
149     fn get(&self) -> usize { let Variable(v) = *self; v }
150 }
151
152 impl LiveNode {
153     fn get(&self) -> usize { let LiveNode(v) = *self; v }
154 }
155
156 impl Clone for LiveNode {
157     fn clone(&self) -> LiveNode {
158         LiveNode(self.get())
159     }
160 }
161
162 #[derive(Copy, PartialEq, Debug)]
163 enum LiveNodeKind {
164     FreeVarNode(Span),
165     ExprNode(Span),
166     VarDefNode(Span),
167     ExitNode
168 }
169
170 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &ty::ctxt) -> String {
171     let cm = cx.sess.codemap();
172     match lnk {
173         FreeVarNode(s) => {
174             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
175         }
176         ExprNode(s) => {
177             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
178         }
179         VarDefNode(s) => {
180             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
181         }
182         ExitNode => "Exit node".to_string(),
183     }
184 }
185
186 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
187     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
188                 b: &'v ast::Block, s: Span, id: NodeId) {
189         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
190     }
191     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) { visit_local(self, l); }
192     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
193     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) { visit_arm(self, a); }
194 }
195
196 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
197     visit::walk_crate(&mut IrMaps::new(tcx), tcx.map.krate());
198     tcx.sess.abort_if_errors();
199 }
200
201 impl fmt::Debug for LiveNode {
202     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
203         write!(f, "ln({})", self.get())
204     }
205 }
206
207 impl fmt::Debug for Variable {
208     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
209         write!(f, "v({})", self.get())
210     }
211 }
212
213 // ______________________________________________________________________
214 // Creating ir_maps
215 //
216 // This is the first pass and the one that drives the main
217 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
218 // we count for each function the number of variables as well as
219 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
220 // capture clause that does something of interest: either it has
221 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
222 //
223 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
224 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
225 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
226 // of live variables at each program point.
227 //
228 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
229 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
230 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
231 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
232 // variable must not be assigned if there is some successor
233 // assignment.  And so forth.
234
235 impl LiveNode {
236     fn is_valid(&self) -> bool {
237         self.get() != usize::MAX
238     }
239 }
240
241 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(usize::MAX) }
242
243 struct CaptureInfo {
244     ln: LiveNode,
245     var_nid: NodeId
246 }
247
248 #[derive(Copy, Debug)]
249 struct LocalInfo {
250     id: NodeId,
251     ident: ast::Ident
252 }
253
254 #[derive(Copy, Debug)]
255 enum VarKind {
256     Arg(NodeId, ast::Ident),
257     Local(LocalInfo),
258     ImplicitRet,
259     CleanExit
260 }
261
262 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
263     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
264
265     num_live_nodes: usize,
266     num_vars: usize,
267     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
268     variable_map: NodeMap<Variable>,
269     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
270     var_kinds: Vec<VarKind>,
271     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
272 }
273
274 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
275     fn new(tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
276         IrMaps {
277             tcx: tcx,
278             num_live_nodes: 0,
279             num_vars: 0,
280             live_node_map: NodeMap(),
281             variable_map: NodeMap(),
282             capture_info_map: NodeMap(),
283             var_kinds: Vec::new(),
284             lnks: Vec::new(),
285         }
286     }
287
288     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
289         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
290         self.lnks.push(lnk);
291         self.num_live_nodes += 1;
292
293         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
294                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
295
296         ln
297     }
298
299     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
300         let ln = self.add_live_node(lnk);
301         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
302
303         debug!("{:?} is node {}", ln, node_id);
304     }
305
306     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
307         let v = Variable(self.num_vars);
308         self.var_kinds.push(vk);
309         self.num_vars += 1;
310
311         match vk {
312             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
313                 self.variable_map.insert(node_id, v);
314             },
315             ImplicitRet | CleanExit => {}
316         }
317
318         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
319
320         v
321     }
322
323     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
324         match self.variable_map.get(&node_id) {
325           Some(&var) => var,
326           None => {
327             self.tcx
328                 .sess
329                 .span_bug(span, &format!("no variable registered for id {}",
330                                         node_id));
331           }
332         }
333     }
334
335     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
336         match self.var_kinds[var.get()] {
337             Local(LocalInfo { ident: nm, .. }) | Arg(_, nm) => {
338                 token::get_ident(nm).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 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
355     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
356                 b: &'v ast::Block, s: Span, n: NodeId) {
357         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
358     }
359     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) {
360         check_local(self, l);
361     }
362     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
363         check_expr(self, ex);
364     }
365     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) {
366         check_arm(self, a);
367     }
368 }
369
370 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
371             fk: FnKind,
372             decl: &ast::FnDecl,
373             body: &ast::Block,
374             sp: Span,
375             id: ast::NodeId) {
376     debug!("visit_fn");
377
378     // swap in a new set of IR maps for this function body:
379     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
380
381     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps);
382
383     for arg in &decl.inputs {
384         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
385                                &*arg.pat,
386                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
387             debug!("adding argument {}", arg_id);
388             let ident = path1.node;
389             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, ident));
390         })
391     };
392
393     // gather up the various local variables, significant expressions,
394     // and so forth:
395     visit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
396
397     // Special nodes and variables:
398     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
399     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
400     //   an implicit return
401     let specials = Specials {
402         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
403         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
404         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
405         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
406     };
407
408     // compute liveness
409     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
410     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
411
412     // check for various error conditions
413     lsets.visit_block(body);
414     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
415     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
416 }
417
418 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &ast::Local) {
419     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &*local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
420         debug!("adding local variable {}", p_id);
421         let name = path1.node;
422         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
423         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
424           id: p_id,
425           ident: name
426         }));
427     });
428     visit::walk_local(ir, local);
429 }
430
431 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &ast::Arm) {
432     for pat in &arm.pats {
433         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
434             debug!("adding local variable {} from match with bm {:?}",
435                    p_id, bm);
436             let name = path1.node;
437             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
438             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
439                 id: p_id,
440                 ident: name
441             }));
442         })
443     }
444     visit::walk_arm(ir, arm);
445 }
446
447 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
448     match expr.node {
449       // live nodes required for uses or definitions of variables:
450       ast::ExprPath(..) => {
451         let def = ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].full_def();
452         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, def);
453         if let DefLocal(..) = def {
454             ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
455         }
456         visit::walk_expr(ir, expr);
457       }
458       ast::ExprClosure(..) => {
459         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
460         // breaks or continues)
461         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
462
463         // Make a live_node for each captured variable, with the span
464         // being the location that the variable is used.  This results
465         // in better error messages than just pointing at the closure
466         // construction site.
467         let mut call_caps = Vec::new();
468         ty::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
469             for fv in freevars {
470                 if let DefLocal(rv) = fv.def {
471                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
472                     call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
473                                                 var_nid: rv});
474                 }
475             }
476         });
477         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
478
479         visit::walk_expr(ir, expr);
480       }
481
482       // live nodes required for interesting control flow:
483       ast::ExprIf(..) | ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) => {
484         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
485         visit::walk_expr(ir, expr);
486       }
487       ast::ExprIfLet(..) => {
488           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
489       }
490       ast::ExprWhileLet(..) => {
491           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
492       }
493       ast::ExprForLoop(..) => {
494           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprForLoop");
495       }
496       ast::ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op.node) => {
497         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
498         visit::walk_expr(ir, expr);
499       }
500
501       // otherwise, live nodes are not required:
502       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
503       ast::ExprVec(..) | ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) |
504       ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
505       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprBreak(_) |
506       ast::ExprAgain(_) | ast::ExprLit(_) | ast::ExprRet(..) |
507       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprAssign(..) | ast::ExprAssignOp(..) |
508       ast::ExprMac(..) | ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) |
509       ast::ExprParen(..) | ast::ExprInlineAsm(..) | ast::ExprBox(..) |
510       ast::ExprRange(..) => {
511           visit::walk_expr(ir, expr);
512       }
513     }
514 }
515
516 // ______________________________________________________________________
517 // Computing liveness sets
518 //
519 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
520 // the same basic propagation framework in all cases.
521
522 #[derive(Clone, Copy)]
523 struct Users {
524     reader: LiveNode,
525     writer: LiveNode,
526     used: bool
527 }
528
529 fn invalid_users() -> Users {
530     Users {
531         reader: invalid_node(),
532         writer: invalid_node(),
533         used: false
534     }
535 }
536
537 #[derive(Copy)]
538 struct Specials {
539     exit_ln: LiveNode,
540     fallthrough_ln: LiveNode,
541     no_ret_var: Variable,
542     clean_exit_var: Variable
543 }
544
545 const ACC_READ: u32 = 1;
546 const ACC_WRITE: u32 = 2;
547 const ACC_USE: u32 = 4;
548
549 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
550     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
551     s: Specials,
552     successors: Vec<LiveNode>,
553     users: Vec<Users>,
554     // The list of node IDs for the nested loop scopes
555     // we're in.
556     loop_scope: Vec<NodeId>,
557     // mappings from loop node ID to LiveNode
558     // ("break" label should map to loop node ID,
559     // it probably doesn't now)
560     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
561     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
562 }
563
564 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
565     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
566         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
567         let num_vars = ir.num_vars;
568         Liveness {
569             ir: ir,
570             s: specials,
571             successors: repeat(invalid_node()).take(num_live_nodes).collect(),
572             users: repeat(invalid_users()).take(num_live_nodes * num_vars).collect(),
573             loop_scope: Vec::new(),
574             break_ln: NodeMap(),
575             cont_ln: NodeMap(),
576         }
577     }
578
579     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
580         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
581           Some(&ln) => ln,
582           None => {
583             // This must be a mismatch between the ir_map construction
584             // above and the propagation code below; the two sets of
585             // code have to agree about which AST nodes are worth
586             // creating liveness nodes for.
587             self.ir.tcx.sess.span_bug(
588                 span,
589                 &format!("no live node registered for node {}",
590                         node_id));
591           }
592         }
593     }
594
595     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
596         self.ir.variable(node_id, span)
597     }
598
599     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &ast::Pat, mut f: F) where
600         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
601     {
602         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
603             let ln = self.live_node(p_id, sp);
604             let var = self.variable(p_id, sp);
605             f(self, ln, var, sp, p_id);
606         })
607     }
608
609     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, f: F) where
610         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
611     {
612         match pat {
613             Some(pat) => {
614                 self.pat_bindings(pat, f);
615             }
616             None => {}
617         }
618     }
619
620     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat, succ: LiveNode)
621                               -> LiveNode {
622         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
623     }
624
625     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, succ: LiveNode)
626                                    -> LiveNode {
627         let mut succ = succ;
628         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
629             this.init_from_succ(ln, succ);
630             this.define(ln, var);
631             succ = ln;
632         });
633         succ
634     }
635
636     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
637         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
638     }
639
640     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
641                       -> Option<LiveNodeKind> {
642         assert!(ln.is_valid());
643         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
644         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
645     }
646
647     /*
648     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
649     */
650     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
651                     -> Option<LiveNodeKind> {
652         let successor = self.successors[ln.get()];
653         self.live_on_entry(successor, var)
654     }
655
656     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
657         assert!(ln.is_valid());
658         self.users[self.idx(ln, var)].used
659     }
660
661     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
662                          -> Option<LiveNodeKind> {
663         assert!(ln.is_valid());
664         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
665         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
666     }
667
668     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
669                         -> Option<LiveNodeKind> {
670         let successor = self.successors[ln.get()];
671         self.assigned_on_entry(successor, var)
672     }
673
674     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
675         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
676     {
677         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
678         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
679         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
680             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
681         }
682     }
683
684     fn write_vars<F>(&self,
685                      wr: &mut Write,
686                      ln: LiveNode,
687                      mut test: F)
688                      -> io::Result<()> where
689         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
690     {
691         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
692         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
693             let idx = node_base_idx + var_idx;
694             if test(idx).is_valid() {
695                 try!(write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx)));
696             }
697         }
698         Ok(())
699     }
700
701     fn find_loop_scope(&self,
702                        opt_label: Option<ast::Ident>,
703                        id: NodeId,
704                        sp: Span)
705                        -> NodeId {
706         match opt_label {
707             Some(_) => {
708                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
709                 // to find with one
710                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().get(&id).map(|d| d.full_def()) {
711                     Some(DefLabel(loop_id)) => loop_id,
712                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
713                                                         doesn't refer to a loop")
714                 }
715             }
716             None => {
717                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
718                 // loop scope
719                 if self.loop_scope.len() == 0 {
720                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
721                 } else {
722                     *self.loop_scope.last().unwrap()
723                 }
724             }
725         }
726     }
727
728     #[allow(unused_must_use)]
729     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
730         let mut wr = Vec::new();
731         {
732             let wr = &mut wr as &mut Write;
733             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
734             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
735             write!(wr, "  writes");
736             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
737             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
738         }
739         String::from_utf8(wr).unwrap()
740     }
741
742     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
743         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
744
745         // It is not necessary to initialize the
746         // values to empty because this is the value
747         // they have when they are created, and the sets
748         // only grow during iterations.
749         //
750         // self.indices(ln) { |idx|
751         //     self.users[idx] = invalid_users();
752         // }
753     }
754
755     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
756         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
757         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
758
759         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
760             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
761         });
762         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
763                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
764     }
765
766     fn merge_from_succ(&mut self,
767                        ln: LiveNode,
768                        succ_ln: LiveNode,
769                        first_merge: bool)
770                        -> bool {
771         if ln == succ_ln { return false; }
772
773         let mut changed = false;
774         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
775             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
776                                        &mut this.users[idx].reader);
777             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
778                                        &mut this.users[idx].writer);
779             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
780                 this.users[idx].used = true;
781                 changed = true;
782             }
783         });
784
785         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
786                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
787         return changed;
788
789         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
790             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
791                 *dst = src;
792                 true
793             } else {
794                 false
795             }
796         }
797     }
798
799     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
800     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
801     // this) so we just clear out all the data.
802     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
803         let idx = self.idx(writer, var);
804         self.users[idx].reader = invalid_node();
805         self.users[idx].writer = invalid_node();
806
807         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
808                idx, self.ln_str(writer));
809     }
810
811     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
812     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
813         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
814                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
815
816         let idx = self.idx(ln, var);
817         let user = &mut self.users[idx];
818
819         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
820             user.reader = invalid_node();
821             user.writer = ln;
822         }
823
824         // Important: if we both read/write, must do read second
825         // or else the write will override.
826         if (acc & ACC_READ) != 0 {
827             user.reader = ln;
828         }
829
830         if (acc & ACC_USE) != 0 {
831             user.used = true;
832         }
833     }
834
835     // _______________________________________________________________________
836
837     fn compute(&mut self, decl: &ast::FnDecl, body: &ast::Block) -> LiveNode {
838         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
839         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
840         // where the body is really a closure.
841
842         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
843
844         let exit_ln = self.s.exit_ln;
845         let entry_ln: LiveNode =
846             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
847               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
848
849         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
850         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
851                {
852                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
853                        debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
854                    }
855                    body.id
856                },
857                entry_ln);
858
859         entry_ln
860     }
861
862     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &ast::FnDecl, blk: &ast::Block)
863                                   -> LiveNode {
864         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
865         // explicitly return:
866         let s = self.s;
867         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
868         if blk.expr.is_none() {
869             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
870         }
871         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
872
873         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
874     }
875
876     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &ast::Block, succ: LiveNode)
877                                -> LiveNode {
878         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
879         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
880             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
881         })
882     }
883
884     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &ast::Stmt, succ: LiveNode)
885                               -> LiveNode {
886         match stmt.node {
887             ast::StmtDecl(ref decl, _) => {
888                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
889             }
890
891             ast::StmtExpr(ref expr, _) | ast::StmtSemi(ref expr, _) => {
892                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
893             }
894
895             ast::StmtMac(..) => {
896                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
897             }
898         }
899     }
900
901     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &ast::Decl, succ: LiveNode)
902                               -> LiveNode {
903         match decl.node {
904             ast::DeclLocal(ref local) => {
905                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
906             }
907             ast::DeclItem(_) => succ,
908         }
909     }
910
911     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
912                                -> LiveNode {
913         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
914         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
915         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
916         // could check for uninit variables just by scanning what is live
917         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
918         // immutable variables defined in a loop:
919         //     loop { let x; x = 5; }
920         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
921         //
922         // So now we just check that variables defined w/o an
923         // initializer are not live at the point of their
924         // initialization, which is mildly more complex than checking
925         // once at the func header but otherwise equivalent.
926
927         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
928         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
929     }
930
931     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
932                                -> LiveNode {
933         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
934             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
935         })
936     }
937
938     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
939                                   opt_expr: Option<&Expr>,
940                                   succ: LiveNode)
941                                   -> LiveNode {
942         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
943     }
944
945     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
946                               -> LiveNode {
947         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
948
949         match expr.node {
950           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
951
952           ast::ExprPath(..) => {
953               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
954           }
955
956           ast::ExprField(ref e, _) => {
957               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
958           }
959
960           ast::ExprTupField(ref e, _) => {
961               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
962           }
963
964           ast::ExprClosure(_, _, ref blk) => {
965               debug!("{} is an ExprClosure",
966                      expr_to_string(expr));
967
968               /*
969               The next-node for a break is the successor of the entire
970               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
971               */
972               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
973               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
974
975                  // the construction of a closure itself is not important,
976                  // but we have to consider the closed over variables.
977                  let caps = match this.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
978                     Some(caps) => caps.clone(),
979                     None => {
980                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
981                      }
982                  };
983                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
984                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
985                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
986                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
987                      cap.ln
988                  })
989               })
990           }
991
992           ast::ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
993             //
994             //     (cond)
995             //       |
996             //       v
997             //     (expr)
998             //     /   \
999             //    |     |
1000             //    v     v
1001             //  (then)(els)
1002             //    |     |
1003             //    v     v
1004             //   (  succ  )
1005             //
1006             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1007             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1008             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1009             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1010             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1011             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1012           }
1013
1014           ast::ExprIfLet(..) => {
1015               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1016           }
1017
1018           ast::ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1019             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1020           }
1021
1022           ast::ExprWhileLet(..) => {
1023               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1024           }
1025
1026           ast::ExprForLoop(..) => {
1027               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprForLoop");
1028           }
1029
1030           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1031           // at the label ident
1032           ast::ExprLoop(ref blk, _) => {
1033             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1034           }
1035
1036           ast::ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1037             //
1038             //      (e)
1039             //       |
1040             //       v
1041             //     (expr)
1042             //     / | \
1043             //    |  |  |
1044             //    v  v  v
1045             //   (..arms..)
1046             //    |  |  |
1047             //    v  v  v
1048             //   (  succ  )
1049             //
1050             //
1051             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1052             self.init_empty(ln, succ);
1053             let mut first_merge = true;
1054             for arm in arms {
1055                 let body_succ =
1056                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1057                 let guard_succ =
1058                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1059                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1060                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1061                 // the "authoritative" set of ids
1062                 let arm_succ =
1063                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1064                                                      guard_succ);
1065                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1066                 first_merge = false;
1067             };
1068             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1069           }
1070
1071           ast::ExprRet(ref o_e) => {
1072             // ignore succ and subst exit_ln:
1073             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1074             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1075           }
1076
1077           ast::ExprBreak(opt_label) => {
1078               // Find which label this break jumps to
1079               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1080
1081               // Now that we know the label we're going to,
1082               // look it up in the break loop nodes table
1083
1084               match self.break_ln.get(&sc) {
1085                   Some(&b) => b,
1086                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1087                                                     "break to unknown label")
1088               }
1089           }
1090
1091           ast::ExprAgain(opt_label) => {
1092               // Find which label this expr continues to
1093               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1094
1095               // Now that we know the label we're going to,
1096               // look it up in the continue loop nodes table
1097
1098               match self.cont_ln.get(&sc) {
1099                   Some(&b) => b,
1100                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1101                                                     "loop to unknown label")
1102               }
1103           }
1104
1105           ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1106             // see comment on lvalues in
1107             // propagate_through_lvalue_components()
1108             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1109             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1110             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1111           }
1112
1113           ast::ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1114             // see comment on lvalues in
1115             // propagate_through_lvalue_components()
1116             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1117             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1118             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1119           }
1120
1121           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1122
1123           ast::ExprVec(ref exprs) => {
1124             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1125           }
1126
1127           ast::ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1128             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1129             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1130           }
1131
1132           ast::ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1133             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1134             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1135                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1136             })
1137           }
1138
1139           ast::ExprCall(ref f, ref args) => {
1140             let diverges = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1141                 ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty_adjusted(self.ir.tcx, &**f)).diverges()
1142             };
1143             let succ = if diverges {
1144                 self.s.exit_ln
1145             } else {
1146                 succ
1147             };
1148             let succ = self.propagate_through_exprs(&args[..], succ);
1149             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1150           }
1151
1152           ast::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1153             let method_call = ty::MethodCall::expr(expr.id);
1154             let method_ty = self.ir.tcx.method_map.borrow().get(&method_call).unwrap().ty;
1155             let diverges = ty::ty_fn_ret(method_ty).diverges();
1156             let succ = if diverges {
1157                 self.s.exit_ln
1158             } else {
1159                 succ
1160             };
1161             self.propagate_through_exprs(&args[..], succ)
1162           }
1163
1164           ast::ExprTup(ref exprs) => {
1165             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1166           }
1167
1168           ast::ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op.node) => {
1169             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1170
1171             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1172             self.init_from_succ(ln, succ);
1173             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1174
1175             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1176           }
1177
1178           ast::ExprIndex(ref l, ref r) |
1179           ast::ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1180           ast::ExprBox(Some(ref l), ref r) => {
1181             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1182             self.propagate_through_expr(&**l, r_succ)
1183           }
1184
1185           ast::ExprRange(ref e1, ref e2) => {
1186             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1187             e1.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ))
1188           }
1189
1190           ast::ExprBox(None, ref e) |
1191           ast::ExprAddrOf(_, ref e) |
1192           ast::ExprCast(ref e, _) |
1193           ast::ExprUnary(_, ref e) |
1194           ast::ExprParen(ref e) => {
1195             self.propagate_through_expr(&**e, succ)
1196           }
1197
1198           ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1199
1200             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr, _)| {
1201                 // see comment on lvalues
1202                 // in propagate_through_lvalue_components()
1203                 let succ = self.write_lvalue(&**expr, succ, ACC_WRITE);
1204                 self.propagate_through_lvalue_components(&**expr, succ)
1205             });
1206             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1207             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1208                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
1209             })
1210           }
1211
1212           ast::ExprLit(..) => {
1213             succ
1214           }
1215
1216           ast::ExprBlock(ref blk) => {
1217             self.propagate_through_block(&**blk, succ)
1218           }
1219
1220           ast::ExprMac(..) => {
1221             self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "unexpanded macro");
1222           }
1223         }
1224     }
1225
1226     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1227                                            expr: &Expr,
1228                                            succ: LiveNode)
1229                                            -> LiveNode {
1230         // # Lvalues
1231         //
1232         // In general, the full flow graph structure for an
1233         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1234         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1235         // value" or not. A tracked value is basically a local
1236         // variable or argument.
1237         //
1238         // The two kinds of graphs are:
1239         //
1240         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1241         // ----------------------++-----------------------
1242         //                       ||
1243         //         |             ||           |
1244         //         v             ||           v
1245         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1246         //         |             ||           |
1247         //         v             ||           v
1248         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1249         //         |             ||           |
1250         //         v             ||           v
1251         //      (succ)           ||        (succ)
1252         //                       ||
1253         // ----------------------++-----------------------
1254         //
1255         // I will cover the two cases in turn:
1256         //
1257         // # Tracked lvalues
1258         //
1259         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1260         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1261         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1262         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1263         // consider.
1264         //
1265         // # Non-tracked lvalues
1266         //
1267         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1268         // basically ignore the value which is written to but generate
1269         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1270         // components reads are generated by
1271         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1272         //
1273         // # Illegal lvalues
1274         //
1275         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1276         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1277         // just ignore such cases and treat them as reads.
1278
1279         match expr.node {
1280             ast::ExprPath(..) => succ,
1281             ast::ExprField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1282             ast::ExprTupField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1283             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1284         }
1285     }
1286
1287     // see comment on propagate_through_lvalue()
1288     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1289                     -> LiveNode {
1290         match expr.node {
1291           ast::ExprPath(..) => {
1292               self.access_path(expr, succ, acc)
1293           }
1294
1295           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1296           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1297           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1298           // later pass borrowck.
1299           _ => succ
1300         }
1301     }
1302
1303     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1304                    -> LiveNode {
1305         match self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].full_def() {
1306           DefLocal(nid) => {
1307             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1308             if acc != 0 {
1309                 self.init_from_succ(ln, succ);
1310                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1311                 self.acc(ln, var, acc);
1312             }
1313             ln
1314           }
1315           _ => succ
1316         }
1317     }
1318
1319     fn propagate_through_loop(&mut self,
1320                               expr: &Expr,
1321                               kind: LoopKind,
1322                               body: &ast::Block,
1323                               succ: LiveNode)
1324                               -> LiveNode {
1325
1326         /*
1327
1328         We model control flow like this:
1329
1330               (cond) <--+
1331                 |       |
1332                 v       |
1333           +-- (expr)    |
1334           |     |       |
1335           |     v       |
1336           |   (body) ---+
1337           |
1338           |
1339           v
1340         (succ)
1341
1342         */
1343
1344
1345         // first iteration:
1346         let mut first_merge = true;
1347         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1348         self.init_empty(ln, succ);
1349         match kind {
1350             LoopLoop => {}
1351             _ => {
1352                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1353                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1354                 // in the loop body.
1355                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1356                 first_merge = false;
1357             }
1358         }
1359         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1360                expr.id, block_to_string(body));
1361
1362         let cond_ln = match kind {
1363             LoopLoop => ln,
1364             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1365         };
1366         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1367             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1368         });
1369
1370         // repeat until fixed point is reached:
1371         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1372             first_merge = false;
1373
1374             let new_cond_ln = match kind {
1375                 LoopLoop => ln,
1376                 WhileLoop(ref cond) => {
1377                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1378                 }
1379             };
1380             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1381             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1382             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1383         }
1384
1385         cond_ln
1386     }
1387
1388     fn with_loop_nodes<R, F>(&mut self,
1389                              loop_node_id: NodeId,
1390                              break_ln: LiveNode,
1391                              cont_ln: LiveNode,
1392                              f: F)
1393                              -> R where
1394         F: FnOnce(&mut Liveness<'a, 'tcx>) -> R,
1395     {
1396         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1397         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1398         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1399         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1400         let r = f(self);
1401         self.loop_scope.pop();
1402         r
1403     }
1404 }
1405
1406 // _______________________________________________________________________
1407 // Checking for error conditions
1408
1409 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1410     match local.init {
1411         Some(_) => {
1412             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1413         },
1414         None => {
1415             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1416                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1417             })
1418         }
1419     }
1420
1421     visit::walk_local(this, local);
1422 }
1423
1424 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &ast::Arm) {
1425     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1426     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1427     // the "authoritative" set of ids
1428     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1429         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1430     });
1431     visit::walk_arm(this, arm);
1432 }
1433
1434 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1435     match expr.node {
1436       ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1437         this.check_lvalue(&**l);
1438         this.visit_expr(&**r);
1439
1440         visit::walk_expr(this, expr);
1441       }
1442
1443       ast::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1444         this.check_lvalue(&**l);
1445
1446         visit::walk_expr(this, expr);
1447       }
1448
1449       ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1450         for &(_, ref input) in &ia.inputs {
1451           this.visit_expr(&**input);
1452         }
1453
1454         // Output operands must be lvalues
1455         for &(_, ref out, _) in &ia.outputs {
1456           this.check_lvalue(&**out);
1457           this.visit_expr(&**out);
1458         }
1459
1460         visit::walk_expr(this, expr);
1461       }
1462
1463       // no correctness conditions related to liveness
1464       ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) | ast::ExprIf(..) |
1465       ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) |
1466       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
1467       ast::ExprVec(..) | ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) |
1468       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprRet(..) |
1469       ast::ExprBreak(..) | ast::ExprAgain(..) | ast::ExprLit(_) |
1470       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprMac(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
1471       ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) | ast::ExprParen(..) |
1472       ast::ExprClosure(..) | ast::ExprPath(..) | ast::ExprBox(..) |
1473       ast::ExprRange(..) => {
1474         visit::walk_expr(this, expr);
1475       }
1476       ast::ExprIfLet(..) => {
1477         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1478       }
1479       ast::ExprWhileLet(..) => {
1480         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1481       }
1482       ast::ExprForLoop(..) => {
1483         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprForLoop");
1484       }
1485     }
1486 }
1487
1488 fn check_fn(_v: &Liveness,
1489             _fk: FnKind,
1490             _decl: &ast::FnDecl,
1491             _body: &ast::Block,
1492             _sp: Span,
1493             _id: NodeId) {
1494     // do not check contents of nested fns
1495 }
1496
1497 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1498     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::PolyFnOutput<'tcx> {
1499         let fn_ty = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id);
1500         match fn_ty.sty {
1501             ty::ty_closure(closure_def_id, substs) =>
1502                 self.ir.tcx.closure_type(closure_def_id, substs).sig.output(),
1503             _ =>
1504                 ty::ty_fn_ret(fn_ty),
1505         }
1506     }
1507
1508     fn check_ret(&self,
1509                  id: NodeId,
1510                  sp: Span,
1511                  _fk: FnKind,
1512                  entry_ln: LiveNode,
1513                  body: &ast::Block)
1514     {
1515         // within the fn body, late-bound regions are liberated:
1516         let fn_ret =
1517             ty::liberate_late_bound_regions(
1518                 self.ir.tcx,
1519                 region::DestructionScopeData::new(body.id),
1520                 &self.fn_ret(id));
1521
1522         match fn_ret {
1523             ty::FnConverging(t_ret)
1524                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() => {
1525
1526                 if ty::type_is_nil(t_ret) {
1527                     // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1528                 } else {
1529                     let ends_with_stmt = match body.expr {
1530                         None if body.stmts.len() > 0 =>
1531                             match body.stmts.first().unwrap().node {
1532                                 ast::StmtSemi(ref e, _) => {
1533                                     ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e) == t_ret
1534                                 },
1535                                 _ => false
1536                             },
1537                         _ => false
1538                     };
1539                     span_err!(self.ir.tcx.sess, sp, E0269, "not all control paths return a value");
1540                     if ends_with_stmt {
1541                         let last_stmt = body.stmts.first().unwrap();
1542                         let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1543                                                         last_stmt.span, sp);
1544                         let span_semicolon = Span {
1545                             lo: original_span.hi - BytePos(1),
1546                             hi: original_span.hi,
1547                             expn_id: original_span.expn_id
1548                         };
1549                         self.ir.tcx.sess.span_help(
1550                             span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1551                     }
1552                 }
1553             }
1554             ty::FnDiverging
1555                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.clean_exit_var).is_some() => {
1556                     span_err!(self.ir.tcx.sess, sp, E0270,
1557                         "computation may converge in a function marked as diverging");
1558                 }
1559
1560             _ => {}
1561         }
1562     }
1563
1564     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1565         match expr.node {
1566             ast::ExprPath(..) => {
1567                 if let DefLocal(nid) = self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].full_def() {
1568                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1569                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1570                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1571                     // as being used.
1572                     let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1573                     let var = self.variable(nid, expr.span);
1574                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1575                 }
1576             }
1577             _ => {
1578                 // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1579                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1580                 visit::walk_expr(self, expr);
1581             }
1582         }
1583     }
1584
1585     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1586         let name = self.ir.variable_name(var);
1587         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1588             None
1589         } else {
1590             Some(name)
1591         }
1592     }
1593
1594     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &ast::FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1595         for arg in &decl.inputs {
1596             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1597                                    &*arg.pat,
1598                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1599                 let var = self.variable(p_id, sp);
1600                 // Ignore unused self.
1601                 let ident = path1.node;
1602                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1603                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1604                 }
1605             })
1606         }
1607     }
1608
1609     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat) {
1610         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1611             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1612                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1613             }
1614         })
1615     }
1616
1617     fn warn_about_unused(&self,
1618                          sp: Span,
1619                          id: NodeId,
1620                          ln: LiveNode,
1621                          var: Variable)
1622                          -> bool {
1623         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1624             let r = self.should_warn(var);
1625             if let Some(name) = r {
1626
1627                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1628                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1629                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1630                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1631                     false
1632                 } else {
1633                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1634                 };
1635
1636                 if is_assigned {
1637                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1638                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1639                                 name));
1640                 } else {
1641                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1642                         format!("unused variable: `{}`", name));
1643                 }
1644             }
1645             true
1646         } else {
1647             false
1648         }
1649     }
1650
1651     fn warn_about_dead_assign(&self,
1652                               sp: Span,
1653                               id: NodeId,
1654                               ln: LiveNode,
1655                               var: Variable) {
1656         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1657             let r = self.should_warn(var);
1658             if let Some(name) = r {
1659                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1660                     format!("value assigned to `{}` is never read", name));
1661             }
1662         }
1663     }
1664  }