]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
/*! -> //!
[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 uint) and the id for a variable
55 //! is called a `variable` (another newtype'd uint).
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, typeck, ty};
115 use lint;
116 use util::nodemap::NodeMap;
117
118 use std::{fmt, io, uint};
119 use std::rc::Rc;
120 use syntax::ast::{mod, NodeId, Expr};
121 use syntax::codemap::{BytePos, original_sp, Span};
122 use syntax::parse::token::{mod, special_idents};
123 use syntax::print::pprust::{expr_to_string, block_to_string};
124 use syntax::ptr::P;
125 use syntax::ast_util;
126 use syntax::visit::{mod, Visitor, FnKind};
127
128 /// For use with `propagate_through_loop`.
129 enum LoopKind<'a> {
130     /// An endless `loop` loop.
131     LoopLoop,
132     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
133     WhileLoop(&'a Expr),
134     /// A `for` loop, with the given pattern to bind.
135     ForLoop(&'a ast::Pat),
136 }
137
138 #[deriving(PartialEq)]
139 struct Variable(uint);
140 #[deriving(PartialEq)]
141 struct LiveNode(uint);
142
143 impl Variable {
144     fn get(&self) -> uint { let Variable(v) = *self; v }
145 }
146
147 impl LiveNode {
148     fn get(&self) -> uint { let LiveNode(v) = *self; v }
149 }
150
151 impl Clone for LiveNode {
152     fn clone(&self) -> LiveNode {
153         LiveNode(self.get())
154     }
155 }
156
157 #[deriving(PartialEq, Show)]
158 enum LiveNodeKind {
159     FreeVarNode(Span),
160     ExprNode(Span),
161     VarDefNode(Span),
162     ExitNode
163 }
164
165 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &ty::ctxt) -> String {
166     let cm = cx.sess.codemap();
167     match lnk {
168         FreeVarNode(s) => {
169             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
170         }
171         ExprNode(s) => {
172             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
173         }
174         VarDefNode(s) => {
175             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
176         }
177         ExitNode => "Exit node".to_string(),
178     }
179 }
180
181 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
182     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
183                 b: &'v ast::Block, s: Span, id: NodeId) {
184         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
185     }
186     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) { visit_local(self, l); }
187     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
188     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) { visit_arm(self, a); }
189 }
190
191 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
192     visit::walk_crate(&mut IrMaps::new(tcx), tcx.map.krate());
193     tcx.sess.abort_if_errors();
194 }
195
196 impl fmt::Show for LiveNode {
197     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
198         write!(f, "ln({})", self.get())
199     }
200 }
201
202 impl fmt::Show for Variable {
203     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
204         write!(f, "v({})", self.get())
205     }
206 }
207
208 // ______________________________________________________________________
209 // Creating ir_maps
210 //
211 // This is the first pass and the one that drives the main
212 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
213 // we count for each function the number of variables as well as
214 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
215 // capture clause that does something of interest: either it has
216 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
217 //
218 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
219 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
220 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
221 // of live variables at each program point.
222 //
223 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
224 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
225 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
226 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
227 // variable must not be assigned if there is some successor
228 // assignment.  And so forth.
229
230 impl LiveNode {
231     fn is_valid(&self) -> bool {
232         self.get() != uint::MAX
233     }
234 }
235
236 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(uint::MAX) }
237
238 struct CaptureInfo {
239     ln: LiveNode,
240     var_nid: NodeId
241 }
242
243 #[deriving(Show)]
244 struct LocalInfo {
245     id: NodeId,
246     ident: ast::Ident
247 }
248
249 #[deriving(Show)]
250 enum VarKind {
251     Arg(NodeId, ast::Ident),
252     Local(LocalInfo),
253     ImplicitRet,
254     CleanExit
255 }
256
257 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
258     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
259
260     num_live_nodes: uint,
261     num_vars: uint,
262     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
263     variable_map: NodeMap<Variable>,
264     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
265     var_kinds: Vec<VarKind>,
266     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
267 }
268
269 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
270     fn new(tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
271         IrMaps {
272             tcx: tcx,
273             num_live_nodes: 0,
274             num_vars: 0,
275             live_node_map: NodeMap::new(),
276             variable_map: NodeMap::new(),
277             capture_info_map: NodeMap::new(),
278             var_kinds: Vec::new(),
279             lnks: Vec::new(),
280         }
281     }
282
283     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
284         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
285         self.lnks.push(lnk);
286         self.num_live_nodes += 1;
287
288         debug!("{} is of kind {}", ln.to_string(),
289                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
290
291         ln
292     }
293
294     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
295         let ln = self.add_live_node(lnk);
296         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
297
298         debug!("{} is node {}", ln.to_string(), node_id);
299     }
300
301     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
302         let v = Variable(self.num_vars);
303         self.var_kinds.push(vk);
304         self.num_vars += 1;
305
306         match vk {
307             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
308                 self.variable_map.insert(node_id, v);
309             },
310             ImplicitRet | CleanExit => {}
311         }
312
313         debug!("{} is {}", v.to_string(), vk);
314
315         v
316     }
317
318     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
319         match self.variable_map.get(&node_id) {
320           Some(&var) => var,
321           None => {
322             self.tcx
323                 .sess
324                 .span_bug(span, format!("no variable registered for id {}",
325                                         node_id).as_slice());
326           }
327         }
328     }
329
330     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
331         match self.var_kinds[var.get()] {
332             Local(LocalInfo { ident: nm, .. }) | Arg(_, nm) => {
333                 token::get_ident(nm).get().to_string()
334             },
335             ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string(),
336             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
337         }
338     }
339
340     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
341         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
342     }
343
344     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
345         self.lnks[ln.get()]
346     }
347 }
348
349 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
350     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
351                 b: &'v ast::Block, s: Span, n: NodeId) {
352         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
353     }
354     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) {
355         check_local(self, l);
356     }
357     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
358         check_expr(self, ex);
359     }
360     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) {
361         check_arm(self, a);
362     }
363 }
364
365 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
366             fk: FnKind,
367             decl: &ast::FnDecl,
368             body: &ast::Block,
369             sp: Span,
370             id: ast::NodeId) {
371     debug!("visit_fn");
372
373     // swap in a new set of IR maps for this function body:
374     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
375
376     debug!("creating fn_maps: {}", &fn_maps as *const IrMaps);
377
378     for arg in decl.inputs.iter() {
379         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
380                                &*arg.pat,
381                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
382             debug!("adding argument {}", arg_id);
383             let ident = path1.node;
384             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, ident));
385         })
386     };
387
388     // gather up the various local variables, significant expressions,
389     // and so forth:
390     visit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
391
392     // Special nodes and variables:
393     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
394     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
395     //   an implicit return
396     let specials = Specials {
397         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
398         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
399         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
400         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
401     };
402
403     // compute liveness
404     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
405     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
406
407     // check for various error conditions
408     lsets.visit_block(body);
409     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
410     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
411 }
412
413 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &ast::Local) {
414     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &*local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
415         debug!("adding local variable {}", p_id);
416         let name = path1.node;
417         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
418         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
419           id: p_id,
420           ident: name
421         }));
422     });
423     visit::walk_local(ir, local);
424 }
425
426 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &ast::Arm) {
427     for pat in arm.pats.iter() {
428         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
429             debug!("adding local variable {} from match with bm {}",
430                    p_id, bm);
431             let name = path1.node;
432             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
433             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
434                 id: p_id,
435                 ident: name
436             }));
437         })
438     }
439     visit::walk_arm(ir, arm);
440 }
441
442 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
443     match expr.node {
444       // live nodes required for uses or definitions of variables:
445       ast::ExprPath(_) => {
446         let def = ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone();
447         debug!("expr {}: path that leads to {}", expr.id, def);
448         match def {
449             DefLocal(..) => ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span)),
450             _ => {}
451         }
452         visit::walk_expr(ir, expr);
453       }
454       ast::ExprClosure(..) | ast::ExprProc(..) => {
455         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
456         // breaks or continues)
457         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
458
459         // Make a live_node for each captured variable, with the span
460         // being the location that the variable is used.  This results
461         // in better error messages than just pointing at the closure
462         // construction site.
463         let mut call_caps = Vec::new();
464         ty::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
465             for fv in freevars.iter() {
466                 match fv.def {
467                     DefLocal(rv) => {
468                         let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
469                         call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
470                                                     var_nid: rv});
471                     }
472                     _ => {}
473                 }
474             }
475         });
476         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
477
478         visit::walk_expr(ir, expr);
479       }
480
481       // live nodes required for interesting control flow:
482       ast::ExprIf(..) | ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) => {
483         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
484         visit::walk_expr(ir, expr);
485       }
486       ast::ExprIfLet(..) => {
487           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
488       }
489       ast::ExprWhileLet(..) => {
490           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
491       }
492       ast::ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
493         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
494             debug!("adding local variable {} from for loop with bm {}",
495                    p_id, bm);
496             let name = path1.node;
497             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
498             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
499                 id: p_id,
500                 ident: name
501             }));
502         });
503         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
504         visit::walk_expr(ir, expr);
505       }
506       ast::ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op) => {
507         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
508         visit::walk_expr(ir, expr);
509       }
510
511       // otherwise, live nodes are not required:
512       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
513       ast::ExprVec(..) | ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) |
514       ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
515       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprBreak(_) |
516       ast::ExprAgain(_) | ast::ExprLit(_) | ast::ExprRet(..) |
517       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprAssign(..) | ast::ExprAssignOp(..) |
518       ast::ExprMac(..) | ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) |
519       ast::ExprParen(..) | ast::ExprInlineAsm(..) | ast::ExprBox(..) |
520       ast::ExprSlice(..) => {
521           visit::walk_expr(ir, expr);
522       }
523     }
524 }
525
526 // ______________________________________________________________________
527 // Computing liveness sets
528 //
529 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
530 // the same basic propagation framework in all cases.
531
532 #[deriving(Clone)]
533 struct Users {
534     reader: LiveNode,
535     writer: LiveNode,
536     used: bool
537 }
538
539 fn invalid_users() -> Users {
540     Users {
541         reader: invalid_node(),
542         writer: invalid_node(),
543         used: false
544     }
545 }
546
547 struct Specials {
548     exit_ln: LiveNode,
549     fallthrough_ln: LiveNode,
550     no_ret_var: Variable,
551     clean_exit_var: Variable
552 }
553
554 static ACC_READ: uint = 1u;
555 static ACC_WRITE: uint = 2u;
556 static ACC_USE: uint = 4u;
557
558 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
559     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
560     s: Specials,
561     successors: Vec<LiveNode>,
562     users: Vec<Users>,
563     // The list of node IDs for the nested loop scopes
564     // we're in.
565     loop_scope: Vec<NodeId>,
566     // mappings from loop node ID to LiveNode
567     // ("break" label should map to loop node ID,
568     // it probably doesn't now)
569     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
570     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
571 }
572
573 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
574     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
575         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
576         let num_vars = ir.num_vars;
577         Liveness {
578             ir: ir,
579             s: specials,
580             successors: Vec::from_elem(num_live_nodes, invalid_node()),
581             users: Vec::from_elem(num_live_nodes * num_vars, invalid_users()),
582             loop_scope: Vec::new(),
583             break_ln: NodeMap::new(),
584             cont_ln: NodeMap::new(),
585         }
586     }
587
588     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
589         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
590           Some(&ln) => ln,
591           None => {
592             // This must be a mismatch between the ir_map construction
593             // above and the propagation code below; the two sets of
594             // code have to agree about which AST nodes are worth
595             // creating liveness nodes for.
596             self.ir.tcx.sess.span_bug(
597                 span,
598                 format!("no live node registered for node {}",
599                         node_id).as_slice());
600           }
601         }
602     }
603
604     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
605         self.ir.variable(node_id, span)
606     }
607
608     fn pat_bindings(&mut self,
609                     pat: &ast::Pat,
610                     f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
611         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
612             let ln = self.live_node(p_id, sp);
613             let var = self.variable(p_id, sp);
614             f(self, ln, var, sp, p_id);
615         })
616     }
617
618     fn arm_pats_bindings(&mut self,
619                          pat: Option<&ast::Pat>,
620                          f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
621         match pat {
622             Some(pat) => {
623                 self.pat_bindings(pat, f);
624             }
625             None => {}
626         }
627     }
628
629     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat, succ: LiveNode)
630                               -> LiveNode {
631         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
632     }
633
634     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, succ: LiveNode)
635                                    -> LiveNode {
636         let mut succ = succ;
637         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
638             this.init_from_succ(ln, succ);
639             this.define(ln, var);
640             succ = ln;
641         });
642         succ
643     }
644
645     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
646         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
647     }
648
649     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
650                       -> Option<LiveNodeKind> {
651         assert!(ln.is_valid());
652         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
653         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
654     }
655
656     /*
657     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
658     */
659     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
660                     -> Option<LiveNodeKind> {
661         let successor = self.successors[ln.get()];
662         self.live_on_entry(successor, var)
663     }
664
665     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
666         assert!(ln.is_valid());
667         self.users[self.idx(ln, var)].used
668     }
669
670     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
671                          -> Option<LiveNodeKind> {
672         assert!(ln.is_valid());
673         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
674         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
675     }
676
677     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
678                         -> Option<LiveNodeKind> {
679         let successor = self.successors[ln.get()];
680         self.assigned_on_entry(successor, var)
681     }
682
683     fn indices2(&mut self,
684                 ln: LiveNode,
685                 succ_ln: LiveNode,
686                 op: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint|) {
687         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0u));
688         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0u));
689         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
690             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
691         }
692     }
693
694     fn write_vars(&self,
695                   wr: &mut io::Writer,
696                   ln: LiveNode,
697                   test: |uint| -> LiveNode) -> io::IoResult<()> {
698         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
699         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
700             let idx = node_base_idx + var_idx;
701             if test(idx).is_valid() {
702                 try!(write!(wr, " {}", Variable(var_idx).to_string()));
703             }
704         }
705         Ok(())
706     }
707
708     fn find_loop_scope(&self,
709                        opt_label: Option<ast::Ident>,
710                        id: NodeId,
711                        sp: Span)
712                        -> NodeId {
713         match opt_label {
714             Some(_) => {
715                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
716                 // to find with one
717                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().get(&id) {
718                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
719                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
720                                                         doesn't refer to a loop")
721                 }
722             }
723             None => {
724                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
725                 // loop scope
726                 if self.loop_scope.len() == 0 {
727                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
728                 } else {
729                     *self.loop_scope.last().unwrap()
730                 }
731             }
732         }
733     }
734
735     #[allow(unused_must_use)]
736     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
737         let mut wr = Vec::new();
738         {
739             let wr = &mut wr as &mut io::Writer;
740             write!(wr, "[ln({}) of kind {} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
741             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
742             write!(wr, "  writes");
743             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
744             write!(wr, "  precedes {}]", self.successors[ln.get()].to_string());
745         }
746         String::from_utf8(wr).unwrap()
747     }
748
749     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
750         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
751
752         // It is not necessary to initialize the
753         // values to empty because this is the value
754         // they have when they are created, and the sets
755         // only grow during iterations.
756         //
757         // self.indices(ln) { |idx|
758         //     self.users[idx] = invalid_users();
759         // }
760     }
761
762     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
763         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
764         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
765
766         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
767             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
768         });
769         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
770                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
771     }
772
773     fn merge_from_succ(&mut self,
774                        ln: LiveNode,
775                        succ_ln: LiveNode,
776                        first_merge: bool)
777                        -> bool {
778         if ln == succ_ln { return false; }
779
780         let mut changed = false;
781         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
782             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
783                                        &mut this.users[idx].reader);
784             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
785                                        &mut this.users[idx].writer);
786             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
787                 this.users[idx].used = true;
788                 changed = true;
789             }
790         });
791
792         debug!("merge_from_succ(ln={}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
793                ln.to_string(), self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
794         return changed;
795
796         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
797             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
798                 *dst = src;
799                 true
800             } else {
801                 false
802             }
803         }
804     }
805
806     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
807     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
808     // this) so we just clear out all the data.
809     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
810         let idx = self.idx(writer, var);
811         self.users[idx].reader = invalid_node();
812         self.users[idx].writer = invalid_node();
813
814         debug!("{} defines {} (idx={}): {}", writer.to_string(), var.to_string(),
815                idx, self.ln_str(writer));
816     }
817
818     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
819     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
820         debug!("{} accesses[{:x}] {}: {}",
821                ln.to_string(), acc, var.to_string(), self.ln_str(ln));
822
823         let idx = self.idx(ln, var);
824         let user = &mut self.users[idx];
825
826         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
827             user.reader = invalid_node();
828             user.writer = ln;
829         }
830
831         // Important: if we both read/write, must do read second
832         // or else the write will override.
833         if (acc & ACC_READ) != 0 {
834             user.reader = ln;
835         }
836
837         if (acc & ACC_USE) != 0 {
838             user.used = true;
839         }
840     }
841
842     // _______________________________________________________________________
843
844     fn compute(&mut self, decl: &ast::FnDecl, body: &ast::Block) -> LiveNode {
845         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
846         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
847         // where the body is really a closure.
848
849         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
850
851         let exit_ln = self.s.exit_ln;
852         let entry_ln: LiveNode =
853             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
854               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
855
856         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
857         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={})",
858                {
859                    for ln_idx in range(0u, self.ir.num_live_nodes) {
860                        debug!("{}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
861                    }
862                    body.id
863                },
864                entry_ln.to_string());
865
866         entry_ln
867     }
868
869     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &ast::FnDecl, blk: &ast::Block)
870                                   -> LiveNode {
871         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
872         // explicitly return:
873         let s = self.s;
874         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
875         if blk.expr.is_none() {
876             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
877         }
878         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
879
880         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
881     }
882
883     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &ast::Block, succ: LiveNode)
884                                -> LiveNode {
885         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
886         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
887             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
888         })
889     }
890
891     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &ast::Stmt, succ: LiveNode)
892                               -> LiveNode {
893         match stmt.node {
894             ast::StmtDecl(ref decl, _) => {
895                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
896             }
897
898             ast::StmtExpr(ref expr, _) | ast::StmtSemi(ref expr, _) => {
899                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
900             }
901
902             ast::StmtMac(..) => {
903                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
904             }
905         }
906     }
907
908     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &ast::Decl, succ: LiveNode)
909                               -> LiveNode {
910         match decl.node {
911             ast::DeclLocal(ref local) => {
912                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
913             }
914             ast::DeclItem(_) => succ,
915         }
916     }
917
918     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
919                                -> LiveNode {
920         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
921         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
922         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
923         // could check for uninit variables just by scanning what is live
924         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
925         // immutable variables defined in a loop:
926         //     loop { let x; x = 5; }
927         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
928         //
929         // So now we just check that variables defined w/o an
930         // initializer are not live at the point of their
931         // initialization, which is mildly more complex than checking
932         // once at the func header but otherwise equivalent.
933
934         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
935         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
936     }
937
938     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
939                                -> LiveNode {
940         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
941             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
942         })
943     }
944
945     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
946                                   opt_expr: Option<&Expr>,
947                                   succ: LiveNode)
948                                   -> LiveNode {
949         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
950     }
951
952     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
953                               -> LiveNode {
954         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
955
956         match expr.node {
957           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
958
959           ast::ExprPath(_) => {
960               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
961           }
962
963           ast::ExprField(ref e, _) => {
964               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
965           }
966
967           ast::ExprTupField(ref e, _) => {
968               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
969           }
970
971           ast::ExprClosure(_, _, _, ref blk) |
972           ast::ExprProc(_, ref blk) => {
973               debug!("{} is an ExprClosure or ExprProc",
974                      expr_to_string(expr));
975
976               /*
977               The next-node for a break is the successor of the entire
978               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
979               */
980               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
981               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
982
983                  // the construction of a closure itself is not important,
984                  // but we have to consider the closed over variables.
985                  let caps = match this.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
986                     Some(caps) => caps.clone(),
987                     None => {
988                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
989                      }
990                  };
991                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
992                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
993                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
994                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
995                      cap.ln
996                  })
997               })
998           }
999
1000           ast::ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
1001             //
1002             //     (cond)
1003             //       |
1004             //       v
1005             //     (expr)
1006             //     /   \
1007             //    |     |
1008             //    v     v
1009             //  (then)(els)
1010             //    |     |
1011             //    v     v
1012             //   (  succ  )
1013             //
1014             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1015             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1016             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1017             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1018             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1019             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1020           }
1021
1022           ast::ExprIfLet(..) => {
1023               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1024           }
1025
1026           ast::ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1027             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1028           }
1029
1030           ast::ExprWhileLet(..) => {
1031               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1032           }
1033
1034           ast::ExprForLoop(ref pat, ref head, ref blk, _) => {
1035             let ln = self.propagate_through_loop(expr, ForLoop(&**pat), &**blk, succ);
1036             self.propagate_through_expr(&**head, ln)
1037           }
1038
1039           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1040           // at the label ident
1041           ast::ExprLoop(ref blk, _) => {
1042             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1043           }
1044
1045           ast::ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1046             //
1047             //      (e)
1048             //       |
1049             //       v
1050             //     (expr)
1051             //     / | \
1052             //    |  |  |
1053             //    v  v  v
1054             //   (..arms..)
1055             //    |  |  |
1056             //    v  v  v
1057             //   (  succ  )
1058             //
1059             //
1060             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1061             self.init_empty(ln, succ);
1062             let mut first_merge = true;
1063             for arm in arms.iter() {
1064                 let body_succ =
1065                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1066                 let guard_succ =
1067                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1068                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1069                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1070                 // the "authoritative" set of ids
1071                 let arm_succ =
1072                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p),
1073                                                      guard_succ);
1074                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1075                 first_merge = false;
1076             };
1077             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1078           }
1079
1080           ast::ExprRet(ref o_e) => {
1081             // ignore succ and subst exit_ln:
1082             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1083             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1084           }
1085
1086           ast::ExprBreak(opt_label) => {
1087               // Find which label this break jumps to
1088               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1089
1090               // Now that we know the label we're going to,
1091               // look it up in the break loop nodes table
1092
1093               match self.break_ln.get(&sc) {
1094                   Some(&b) => b,
1095                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1096                                                     "break to unknown label")
1097               }
1098           }
1099
1100           ast::ExprAgain(opt_label) => {
1101               // Find which label this expr continues to
1102               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1103
1104               // Now that we know the label we're going to,
1105               // look it up in the continue loop nodes table
1106
1107               match self.cont_ln.get(&sc) {
1108                   Some(&b) => b,
1109                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1110                                                     "loop to unknown label")
1111               }
1112           }
1113
1114           ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1115             // see comment on lvalues in
1116             // propagate_through_lvalue_components()
1117             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1118             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1119             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1120           }
1121
1122           ast::ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1123             // see comment on lvalues in
1124             // propagate_through_lvalue_components()
1125             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1126             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1127             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1128           }
1129
1130           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1131
1132           ast::ExprVec(ref exprs) => {
1133             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1134           }
1135
1136           ast::ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1137             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1138             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1139           }
1140
1141           ast::ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1142             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1143             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1144                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1145             })
1146           }
1147
1148           ast::ExprCall(ref f, ref args) => {
1149             let diverges = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1150                 let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**f));
1151                 t_ret == ty::FnDiverging
1152             };
1153             let succ = if diverges {
1154                 self.s.exit_ln
1155             } else {
1156                 succ
1157             };
1158             let succ = self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ);
1159             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1160           }
1161
1162           ast::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1163             let method_call = typeck::MethodCall::expr(expr.id);
1164             let method_ty = self.ir.tcx.method_map.borrow().get(&method_call).unwrap().ty;
1165             let diverges = ty::ty_fn_ret(method_ty) == ty::FnDiverging;
1166             let succ = if diverges {
1167                 self.s.exit_ln
1168             } else {
1169                 succ
1170             };
1171             self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ)
1172           }
1173
1174           ast::ExprTup(ref exprs) => {
1175             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1176           }
1177
1178           ast::ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op) => {
1179             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1180
1181             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1182             self.init_from_succ(ln, succ);
1183             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1184
1185             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1186           }
1187
1188           ast::ExprIndex(ref l, ref r) |
1189           ast::ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1190           ast::ExprBox(ref l, ref r) => {
1191             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1192             self.propagate_through_expr(&**l, r_succ)
1193           }
1194
1195           ast::ExprSlice(ref e1, ref e2, ref e3, _) => {
1196             let succ = e3.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1197             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1198             self.propagate_through_expr(&**e1, succ)
1199           }
1200
1201           ast::ExprAddrOf(_, ref e) |
1202           ast::ExprCast(ref e, _) |
1203           ast::ExprUnary(_, ref e) |
1204           ast::ExprParen(ref e) => {
1205             self.propagate_through_expr(&**e, succ)
1206           }
1207
1208           ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1209
1210             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr, _)| {
1211                 // see comment on lvalues
1212                 // in propagate_through_lvalue_components()
1213                 let succ = self.write_lvalue(&**expr, succ, ACC_WRITE);
1214                 self.propagate_through_lvalue_components(&**expr, succ)
1215             });
1216             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1217             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1218                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
1219             })
1220           }
1221
1222           ast::ExprLit(..) => {
1223             succ
1224           }
1225
1226           ast::ExprBlock(ref blk) => {
1227             self.propagate_through_block(&**blk, succ)
1228           }
1229
1230           ast::ExprMac(..) => {
1231             self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "unexpanded macro");
1232           }
1233         }
1234     }
1235
1236     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1237                                            expr: &Expr,
1238                                            succ: LiveNode)
1239                                            -> LiveNode {
1240         // # Lvalues
1241         //
1242         // In general, the full flow graph structure for an
1243         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1244         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1245         // value" or not. A tracked value is basically a local
1246         // variable or argument.
1247         //
1248         // The two kinds of graphs are:
1249         //
1250         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1251         // ----------------------++-----------------------
1252         //                       ||
1253         //         |             ||           |
1254         //         v             ||           v
1255         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1256         //         |             ||           |
1257         //         v             ||           v
1258         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1259         //         |             ||           |
1260         //         v             ||           v
1261         //      (succ)           ||        (succ)
1262         //                       ||
1263         // ----------------------++-----------------------
1264         //
1265         // I will cover the two cases in turn:
1266         //
1267         // # Tracked lvalues
1268         //
1269         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1270         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1271         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1272         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1273         // consider.
1274         //
1275         // # Non-tracked lvalues
1276         //
1277         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1278         // basically ignore the value which is written to but generate
1279         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1280         // components reads are generated by
1281         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1282         //
1283         // # Illegal lvalues
1284         //
1285         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1286         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1287         // just ignore such cases and treat them as reads.
1288
1289         match expr.node {
1290             ast::ExprPath(_) => succ,
1291             ast::ExprField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1292             ast::ExprTupField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1293             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1294         }
1295     }
1296
1297     // see comment on propagate_through_lvalue()
1298     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1299                     -> LiveNode {
1300         match expr.node {
1301           ast::ExprPath(_) => self.access_path(expr, succ, acc),
1302
1303           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1304           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1305           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1306           // later pass borrowck.
1307           _ => succ
1308         }
1309     }
1310
1311     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1312                    -> LiveNode {
1313         match self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone() {
1314           DefLocal(nid) => {
1315             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1316             if acc != 0u {
1317                 self.init_from_succ(ln, succ);
1318                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1319                 self.acc(ln, var, acc);
1320             }
1321             ln
1322           }
1323           _ => succ
1324         }
1325     }
1326
1327     fn propagate_through_loop(&mut self,
1328                               expr: &Expr,
1329                               kind: LoopKind,
1330                               body: &ast::Block,
1331                               succ: LiveNode)
1332                               -> LiveNode {
1333
1334         /*
1335
1336         We model control flow like this:
1337
1338               (cond) <--+
1339                 |       |
1340                 v       |
1341           +-- (expr)    |
1342           |     |       |
1343           |     v       |
1344           |   (body) ---+
1345           |
1346           |
1347           v
1348         (succ)
1349
1350         */
1351
1352
1353         // first iteration:
1354         let mut first_merge = true;
1355         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1356         self.init_empty(ln, succ);
1357         match kind {
1358             LoopLoop => {}
1359             _ => {
1360                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1361                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1362                 // in the loop body.
1363                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1364                 first_merge = false;
1365             }
1366         }
1367         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1368                expr.id, block_to_string(body));
1369
1370         let cond_ln = match kind {
1371             LoopLoop => ln,
1372             ForLoop(ref pat) => self.define_bindings_in_pat(*pat, ln),
1373             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1374         };
1375         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1376             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1377         });
1378
1379         // repeat until fixed point is reached:
1380         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1381             first_merge = false;
1382
1383             let new_cond_ln = match kind {
1384                 LoopLoop => ln,
1385                 ForLoop(ref pat) => {
1386                     self.define_bindings_in_pat(*pat, ln)
1387                 }
1388                 WhileLoop(ref cond) => {
1389                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1390                 }
1391             };
1392             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1393             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1394             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1395         }
1396
1397         cond_ln
1398     }
1399
1400     fn with_loop_nodes<R>(&mut self,
1401                           loop_node_id: NodeId,
1402                           break_ln: LiveNode,
1403                           cont_ln: LiveNode,
1404                           f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>| -> R)
1405                           -> R {
1406         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1407         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1408         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1409         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1410         let r = f(self);
1411         self.loop_scope.pop();
1412         r
1413     }
1414 }
1415
1416 // _______________________________________________________________________
1417 // Checking for error conditions
1418
1419 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1420     match local.init {
1421         Some(_) => {
1422             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1423         },
1424         None => {
1425             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1426                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1427             })
1428         }
1429     }
1430
1431     visit::walk_local(this, local);
1432 }
1433
1434 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &ast::Arm) {
1435     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1436     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1437     // the "authoritative" set of ids
1438     this.arm_pats_bindings(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1439         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1440     });
1441     visit::walk_arm(this, arm);
1442 }
1443
1444 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1445     match expr.node {
1446       ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1447         this.check_lvalue(&**l);
1448         this.visit_expr(&**r);
1449
1450         visit::walk_expr(this, expr);
1451       }
1452
1453       ast::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1454         this.check_lvalue(&**l);
1455
1456         visit::walk_expr(this, expr);
1457       }
1458
1459       ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1460         for &(_, ref input) in ia.inputs.iter() {
1461           this.visit_expr(&**input);
1462         }
1463
1464         // Output operands must be lvalues
1465         for &(_, ref out, _) in ia.outputs.iter() {
1466           this.check_lvalue(&**out);
1467           this.visit_expr(&**out);
1468         }
1469
1470         visit::walk_expr(this, expr);
1471       }
1472
1473       ast::ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
1474         this.pat_bindings(&**pat, |this, ln, var, sp, id| {
1475             this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1476         });
1477
1478         visit::walk_expr(this, expr);
1479       }
1480
1481       // no correctness conditions related to liveness
1482       ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) | ast::ExprIf(..) |
1483       ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) |
1484       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
1485       ast::ExprVec(..) | ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) |
1486       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprRet(..) |
1487       ast::ExprBreak(..) | ast::ExprAgain(..) | ast::ExprLit(_) |
1488       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprMac(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
1489       ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) | ast::ExprParen(..) |
1490       ast::ExprClosure(..) | ast::ExprProc(..) |
1491       ast::ExprPath(..) | ast::ExprBox(..) | ast::ExprSlice(..) => {
1492         visit::walk_expr(this, expr);
1493       }
1494       ast::ExprIfLet(..) => {
1495         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1496       }
1497       ast::ExprWhileLet(..) => {
1498         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1499       }
1500     }
1501 }
1502
1503 fn check_fn(_v: &Liveness,
1504             _fk: FnKind,
1505             _decl: &ast::FnDecl,
1506             _body: &ast::Block,
1507             _sp: Span,
1508             _id: NodeId) {
1509     // do not check contents of nested fns
1510 }
1511
1512 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1513     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::FnOutput<'tcx> {
1514         let fn_ty = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id);
1515         match fn_ty.sty {
1516             ty::ty_unboxed_closure(closure_def_id, _, _) =>
1517                 self.ir.tcx.unboxed_closures()
1518                     .borrow()
1519                     .get(&closure_def_id)
1520                     .unwrap()
1521                     .closure_type
1522                     .sig
1523                     .output,
1524             _ => ty::ty_fn_ret(fn_ty)
1525         }
1526     }
1527
1528     fn check_ret(&self,
1529                  id: NodeId,
1530                  sp: Span,
1531                  _fk: FnKind,
1532                  entry_ln: LiveNode,
1533                  body: &ast::Block) {
1534         match self.fn_ret(id) {
1535             ty::FnConverging(t_ret)
1536                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() => {
1537
1538                 if ty::type_is_nil(t_ret) {
1539                     // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1540                 } else {
1541                     let ends_with_stmt = match body.expr {
1542                         None if body.stmts.len() > 0 =>
1543                             match body.stmts.last().unwrap().node {
1544                                 ast::StmtSemi(ref e, _) => {
1545                                     ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e) == t_ret
1546                                 },
1547                                 _ => false
1548                             },
1549                         _ => false
1550                     };
1551                     self.ir.tcx.sess.span_err(
1552                         sp, "not all control paths return a value");
1553                     if ends_with_stmt {
1554                         let last_stmt = body.stmts.last().unwrap();
1555                         let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1556                                                         last_stmt.span, sp);
1557                         let span_semicolon = Span {
1558                             lo: original_span.hi - BytePos(1),
1559                             hi: original_span.hi,
1560                             expn_id: original_span.expn_id
1561                         };
1562                         self.ir.tcx.sess.span_help(
1563                             span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1564                     }
1565                 }
1566             }
1567             ty::FnDiverging
1568                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.clean_exit_var).is_some() => {
1569                     self.ir.tcx.sess.span_err(sp,
1570                         "computation may converge in a function marked as diverging");
1571                 }
1572
1573             _ => {}
1574         }
1575     }
1576
1577     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1578         match expr.node {
1579           ast::ExprPath(_) => {
1580             match self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone() {
1581               DefLocal(nid) => {
1582                 // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1583                 // if there is no later assignment. If this local is actually
1584                 // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1585                 // as being used.
1586                 let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1587                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1588                 self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1589               }
1590               _ => {}
1591             }
1592           }
1593
1594           _ => {
1595             // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1596             // and any embedded expressions are actually rvalues
1597             visit::walk_expr(self, expr);
1598           }
1599        }
1600     }
1601
1602     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1603         let name = self.ir.variable_name(var);
1604         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1605             None
1606         } else {
1607             Some(name)
1608         }
1609     }
1610
1611     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &ast::FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1612         for arg in decl.inputs.iter() {
1613             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1614                                    &*arg.pat,
1615                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1616                 let var = self.variable(p_id, sp);
1617                 // Ignore unused self.
1618                 let ident = path1.node;
1619                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1620                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1621                 }
1622             })
1623         }
1624     }
1625
1626     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat) {
1627         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1628             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1629                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1630             }
1631         })
1632     }
1633
1634     fn warn_about_unused(&self,
1635                          sp: Span,
1636                          id: NodeId,
1637                          ln: LiveNode,
1638                          var: Variable)
1639                          -> bool {
1640         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1641             let r = self.should_warn(var);
1642             for name in r.iter() {
1643
1644                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1645                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1646                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1647                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1648                     false
1649                 } else {
1650                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1651                 };
1652
1653                 if is_assigned {
1654                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1655                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1656                                 *name));
1657                 } else {
1658                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1659                         format!("unused variable: `{}`", *name));
1660                 }
1661             }
1662             true
1663         } else {
1664             false
1665         }
1666     }
1667
1668     fn warn_about_dead_assign(&self,
1669                               sp: Span,
1670                               id: NodeId,
1671                               ln: LiveNode,
1672                               var: Variable) {
1673         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1674             let r = self.should_warn(var);
1675             for name in r.iter() {
1676                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1677                     format!("value assigned to `{}` is never read", *name));
1678             }
1679         }
1680     }
1681  }