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Delete the outdated source layout README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