]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
b7cea975e0a229f96e3ca15ba03ebe20d746d3e7
[rust.git] / src / librustc / middle / liveness.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST.  Computes,
12 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
13 //! at a given point.  Program execution points are identified by their
14 //! id.
15 //!
16 //! # Basic idea
17 //!
18 //! The basic model is that each local variable is assigned an index.  We
19 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
20 //! index.  The value in the vector is either 0, indicating the variable
21 //! is dead, or the id of an expression that uses the variable.
22 //!
23 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order.  If we
24 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables.  If
25 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
26 //! variables.  When we have to merge two flows, we take the union of
27 //! those two flows---if the variable is live on both paths, we simply
28 //! pick one id.  In the event of loops, we continue doing this until a
29 //! fixed point is reached.
30 //!
31 //! ## Checking initialization
32 //!
33 //! At the function entry point, all variables must be dead.  If this is
34 //! not the case, we can report an error using the id found in the set of
35 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
36 //! dominated by an assignment.
37 //!
38 //! ## Checking moves
39 //!
40 //! After each explicit move, the variable must be dead.
41 //!
42 //! ## Computing last uses
43 //!
44 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
45 //! last use.
46 //!
47 //! # Implementation details
48 //!
49 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
50 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
51 //! enclosing function.  On the way down the tree, it identifies those AST
52 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
53 //! and assigns them contiguous IDs.  The liveness id for an AST node is
54 //! called a `live_node` (it's a newtype'd u32) and the id for a variable
55 //! is called a `variable` (another newtype'd u32).
56 //!
57 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
58 //! declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
59 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
60 //! the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
61 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
62 //!
63 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
64 //! methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
65 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
66 //!
67 //! ## The `RWU` struct
68 //!
69 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
70 //! variable `V` (these are encapsulated in the `RWU` struct):
71 //!
72 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
73 //!    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
74 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
75 //!    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
76 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
77 //!
78 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
79 //!    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
80 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
81 //!    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
82 //!    of `V` that follows `N`.
83 //!
84 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
85 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
86 //!   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
87 //!   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
88 //!
89 //! ## Special Variables
90 //!
91 //! We generate various special variables for various, well, special purposes.
92 //! These are described in the `specials` struct:
93 //!
94 //! - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
95 //!   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
96 //!
97 //! - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
98 //!
99 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
100 //!   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
101 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
102 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
103 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
104 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
105
106 use self::LoopKind::*;
107 use self::LiveNodeKind::*;
108 use self::VarKind::*;
109
110 use hir::def::*;
111 use hir::Node;
112 use ty::{self, TyCtxt};
113 use lint;
114 use errors::Applicability;
115 use util::nodemap::{NodeMap, HirIdMap, HirIdSet};
116
117 use std::collections::VecDeque;
118 use std::{fmt, u32};
119 use std::io::prelude::*;
120 use std::io;
121 use std::rc::Rc;
122 use syntax::ast::{self, NodeId};
123 use syntax::ptr::P;
124 use syntax::symbol::keywords;
125 use syntax_pos::Span;
126
127 use hir::{Expr, HirId};
128 use hir;
129 use hir::intravisit::{self, Visitor, FnKind, NestedVisitorMap};
130
131 /// For use with `propagate_through_loop`.
132 enum LoopKind<'a> {
133     /// An endless `loop` loop.
134     LoopLoop,
135     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
136     WhileLoop(&'a Expr),
137 }
138
139 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
140 struct Variable(u32);
141
142 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
143 struct LiveNode(u32);
144
145 impl Variable {
146     fn get(&self) -> usize { self.0 as usize }
147 }
148
149 impl LiveNode {
150     fn get(&self) -> usize { self.0 as usize }
151 }
152
153 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
154 enum LiveNodeKind {
155     FreeVarNode(Span),
156     ExprNode(Span),
157     VarDefNode(Span),
158     ExitNode
159 }
160
161 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> String {
162     let cm = tcx.sess.source_map();
163     match lnk {
164         FreeVarNode(s) => {
165             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
166         }
167         ExprNode(s) => {
168             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
169         }
170         VarDefNode(s) => {
171             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
172         }
173         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
174     }
175 }
176
177 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'a, 'tcx> {
178     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
179         NestedVisitorMap::OnlyBodies(&self.tcx.hir())
180     }
181
182     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'tcx>, fd: &'tcx hir::FnDecl,
183                 b: hir::BodyId, s: Span, id: NodeId) {
184         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
185     }
186
187     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) { visit_local(self, l); }
188     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) { visit_expr(self, ex); }
189     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) { visit_arm(self, a); }
190 }
191
192 pub fn check_crate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) {
193     tcx.hir().krate().visit_all_item_likes(&mut IrMaps::new(tcx).as_deep_visitor());
194     tcx.sess.abort_if_errors();
195 }
196
197 impl fmt::Debug for LiveNode {
198     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
199         write!(f, "ln({})", self.get())
200     }
201 }
202
203 impl fmt::Debug for Variable {
204     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
205         write!(f, "v({})", self.get())
206     }
207 }
208
209 // ______________________________________________________________________
210 // Creating ir_maps
211 //
212 // This is the first pass and the one that drives the main
213 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
214 // we count for each function the number of variables as well as
215 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
216 // capture clause that does something of interest: either it has
217 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
218 //
219 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
220 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
221 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
222 // of live variables at each program point.
223 //
224 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
225 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
226 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
227 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
228 // variable must not be assigned if there is some successor
229 // assignment.  And so forth.
230
231 impl LiveNode {
232     fn is_valid(&self) -> bool {
233         self.0 != u32::MAX
234     }
235 }
236
237 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(u32::MAX) }
238
239 struct CaptureInfo {
240     ln: LiveNode,
241     var_hid: HirId
242 }
243
244 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
245 struct LocalInfo {
246     id: HirId,
247     name: ast::Name,
248     is_shorthand: bool,
249 }
250
251 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
252 enum VarKind {
253     Arg(HirId, ast::Name),
254     Local(LocalInfo),
255     CleanExit
256 }
257
258 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
259     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
260     num_live_nodes: usize,
261     num_vars: usize,
262     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
263     variable_map: HirIdMap<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: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
271         IrMaps {
272             tcx,
273             num_live_nodes: 0,
274             num_vars: 0,
275             live_node_map: HirIdMap::default(),
276             variable_map: HirIdMap::default(),
277             capture_info_map: Default::default(),
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 as u32);
285         self.lnks.push(lnk);
286         self.num_live_nodes += 1;
287
288         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
289                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
290
291         ln
292     }
293
294     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
295         let ln = self.add_live_node(lnk);
296         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
297
298         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
299     }
300
301     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
302         let v = Variable(self.num_vars as u32);
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             CleanExit => {}
311         }
312
313         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
314
315         v
316     }
317
318     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
319         match self.variable_map.get(&hir_id) {
320             Some(&var) => var,
321             None => {
322                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
323             }
324         }
325     }
326
327     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
328         match self.var_kinds[var.get()] {
329             Local(LocalInfo { name, .. }) | Arg(_, name) => {
330                 name.to_string()
331             },
332             CleanExit => "<clean-exit>".to_owned()
333         }
334     }
335
336     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
337         match self.var_kinds[var.get()] {
338             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
339             Arg(..) | CleanExit => false
340         }
341     }
342
343     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
344         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
345     }
346
347     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
348         self.lnks[ln.get()]
349     }
350 }
351
352 fn visit_fn<'a, 'tcx: 'a>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>,
353                           fk: FnKind<'tcx>,
354                           decl: &'tcx hir::FnDecl,
355                           body_id: hir::BodyId,
356                           sp: Span,
357                           id: ast::NodeId) {
358     debug!("visit_fn");
359
360     // swap in a new set of IR maps for this function body:
361     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
362
363     // Don't run unused pass for #[derive()]
364     if let FnKind::Method(..) = fk {
365         let parent = ir.tcx.hir().get_parent(id);
366         if let Some(Node::Item(i)) = ir.tcx.hir().find(parent) {
367             if i.attrs.iter().any(|a| a.check_name("automatically_derived")) {
368                 return;
369             }
370         }
371     }
372
373     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps<'_, '_>);
374
375     let body = ir.tcx.hir().body(body_id);
376
377     for arg in &body.arguments {
378         arg.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
379             debug!("adding argument {:?}", hir_id);
380             fn_maps.add_variable(Arg(hir_id, ident.name));
381         })
382     };
383
384     // gather up the various local variables, significant expressions,
385     // and so forth:
386     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body_id, sp, id);
387
388     // compute liveness
389     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, body_id);
390     let entry_ln = lsets.compute(&body.value);
391
392     // check for various error conditions
393     lsets.visit_body(body);
394     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
395 }
396
397 fn add_from_pat<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, pat: &P<hir::Pat>) {
398     // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
399     // (`x` rather than `x: x`).
400     let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
401     let mut pats = VecDeque::new();
402     pats.push_back(pat);
403     while let Some(pat) = pats.pop_front() {
404         use hir::PatKind::*;
405         match pat.node {
406             Binding(_, _, _, ref inner_pat) => {
407                 pats.extend(inner_pat.iter());
408             }
409             Struct(_, ref fields, _) => {
410                 for field in fields {
411                     if field.node.is_shorthand {
412                         shorthand_field_ids.insert(field.node.pat.hir_id);
413                     }
414                 }
415             }
416             Ref(ref inner_pat, _) |
417             Box(ref inner_pat) => {
418                 pats.push_back(inner_pat);
419             }
420             TupleStruct(_, ref inner_pats, _) |
421             Tuple(ref inner_pats, _) => {
422                 pats.extend(inner_pats.iter());
423             }
424             Slice(ref pre_pats, ref inner_pat, ref post_pats) => {
425                 pats.extend(pre_pats.iter());
426                 pats.extend(inner_pat.iter());
427                 pats.extend(post_pats.iter());
428             }
429             _ => {}
430         }
431     }
432
433     pat.each_binding(|_bm, hir_id, _sp, ident| {
434         ir.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span));
435         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
436             id: hir_id,
437             name: ident.name,
438             is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id)
439         }));
440     });
441 }
442
443 fn visit_local<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
444     add_from_pat(ir, &local.pat);
445     intravisit::walk_local(ir, local);
446 }
447
448 fn visit_arm<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
449     for pat in &arm.pats {
450         add_from_pat(ir, pat);
451     }
452     intravisit::walk_arm(ir, arm);
453 }
454
455 fn visit_expr<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
456     match expr.node {
457       // live nodes required for uses or definitions of variables:
458       hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
459         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, path.def);
460         if let Def::Local(..) = path.def {
461             ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
462         }
463         intravisit::walk_expr(ir, expr);
464       }
465       hir::ExprKind::Closure(..) => {
466         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
467         // breaks or continues)
468         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
469
470         // Make a live_node for each captured variable, with the span
471         // being the location that the variable is used.  This results
472         // in better error messages than just pointing at the closure
473         // construction site.
474         let mut call_caps = Vec::new();
475         ir.tcx.with_freevars(expr.id, |freevars| {
476             call_caps.extend(freevars.iter().filter_map(|fv| {
477                 if let Def::Local(rv) = fv.def {
478                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
479                     let var_hid = ir.tcx.hir().node_to_hir_id(rv);
480                     Some(CaptureInfo { ln: fv_ln, var_hid })
481                 } else {
482                     None
483                 }
484             }));
485         });
486         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
487
488         intravisit::walk_expr(ir, expr);
489       }
490
491       // live nodes required for interesting control flow:
492       hir::ExprKind::If(..) |
493       hir::ExprKind::Match(..) |
494       hir::ExprKind::While(..) |
495       hir::ExprKind::Loop(..) => {
496         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
497         intravisit::walk_expr(ir, expr);
498       }
499       hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
500         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
501         intravisit::walk_expr(ir, expr);
502       }
503
504       // otherwise, live nodes are not required:
505       hir::ExprKind::Index(..) |
506       hir::ExprKind::Field(..) |
507       hir::ExprKind::Array(..) |
508       hir::ExprKind::Call(..) |
509       hir::ExprKind::MethodCall(..) |
510       hir::ExprKind::Tup(..) |
511       hir::ExprKind::Binary(..) |
512       hir::ExprKind::AddrOf(..) |
513       hir::ExprKind::Cast(..) |
514       hir::ExprKind::Unary(..) |
515       hir::ExprKind::Break(..) |
516       hir::ExprKind::Continue(_) |
517       hir::ExprKind::Lit(_) |
518       hir::ExprKind::Ret(..) |
519       hir::ExprKind::Block(..) |
520       hir::ExprKind::Assign(..) |
521       hir::ExprKind::AssignOp(..) |
522       hir::ExprKind::Struct(..) |
523       hir::ExprKind::Repeat(..) |
524       hir::ExprKind::InlineAsm(..) |
525       hir::ExprKind::Box(..) |
526       hir::ExprKind::Yield(..) |
527       hir::ExprKind::Type(..) |
528       hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
529           intravisit::walk_expr(ir, expr);
530       }
531     }
532 }
533
534 // ______________________________________________________________________
535 // Computing liveness sets
536 //
537 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
538 // the same basic propagation framework in all cases.
539
540 #[derive(Clone, Copy)]
541 struct RWU {
542     reader: LiveNode,
543     writer: LiveNode,
544     used: bool
545 }
546
547 /// Conceptually, this is like a `Vec<RWU>`. But the number of `RWU`s can get
548 /// very large, so it uses a more compact representation that takes advantage
549 /// of the fact that when the number of `RWU`s is large, most of them have an
550 /// invalid reader and an invalid writer.
551 struct RWUTable {
552     /// Each entry in `packed_rwus` is either INV_INV_FALSE, INV_INV_TRUE, or
553     /// an index into `unpacked_rwus`. In the common cases, this compacts the
554     /// 65 bits of data into 32; in the uncommon cases, it expands the 65 bits
555     /// in 96.
556     ///
557     /// More compact representations are possible -- e.g. use only 2 bits per
558     /// packed `RWU` and make the secondary table a HashMap that maps from
559     /// indices to `RWU`s -- but this one strikes a good balance between size
560     /// and speed.
561     packed_rwus: Vec<u32>,
562     unpacked_rwus: Vec<RWU>,
563 }
564
565 // A constant representing `RWU { reader: invalid_node(); writer: invalid_node(); used: false }`.
566 const INV_INV_FALSE: u32 = u32::MAX;
567
568 // A constant representing `RWU { reader: invalid_node(); writer: invalid_node(); used: true }`.
569 const INV_INV_TRUE: u32 = u32::MAX - 1;
570
571 impl RWUTable {
572     fn new(num_rwus: usize) -> RWUTable {
573         Self {
574             packed_rwus: vec![INV_INV_FALSE; num_rwus],
575             unpacked_rwus: vec![],
576         }
577     }
578
579     fn get(&self, idx: usize) -> RWU {
580         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
581         match packed_rwu {
582             INV_INV_FALSE => RWU { reader: invalid_node(), writer: invalid_node(), used: false },
583             INV_INV_TRUE => RWU { reader: invalid_node(), writer: invalid_node(), used: true },
584             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize],
585         }
586     }
587
588     fn get_reader(&self, idx: usize) -> LiveNode {
589         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
590         match packed_rwu {
591             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => invalid_node(),
592             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].reader,
593         }
594     }
595
596     fn get_writer(&self, idx: usize) -> LiveNode {
597         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
598         match packed_rwu {
599             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => invalid_node(),
600             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].writer,
601         }
602     }
603
604     fn get_used(&self, idx: usize) -> bool {
605         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
606         match packed_rwu {
607             INV_INV_FALSE => false,
608             INV_INV_TRUE => true,
609             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].used,
610         }
611     }
612
613     #[inline]
614     fn copy_packed(&mut self, dst_idx: usize, src_idx: usize) {
615         self.packed_rwus[dst_idx] = self.packed_rwus[src_idx];
616     }
617
618     fn assign_unpacked(&mut self, idx: usize, rwu: RWU) {
619         if rwu.reader == invalid_node() && rwu.writer == invalid_node() {
620             // When we overwrite an indexing entry in `self.packed_rwus` with
621             // `INV_INV_{TRUE,FALSE}` we don't remove the corresponding entry
622             // from `self.unpacked_rwus`; it's not worth the effort, and we
623             // can't have entries shifting around anyway.
624             self.packed_rwus[idx] = if rwu.used {
625                 INV_INV_TRUE
626             } else {
627                 INV_INV_FALSE
628             }
629         } else {
630             // Add a new RWU to `unpacked_rwus` and make `packed_rwus[idx]`
631             // point to it.
632             self.packed_rwus[idx] = self.unpacked_rwus.len() as u32;
633             self.unpacked_rwus.push(rwu);
634         }
635     }
636
637     fn assign_inv_inv(&mut self, idx: usize) {
638         self.packed_rwus[idx] = if self.get_used(idx) {
639             INV_INV_TRUE
640         } else {
641             INV_INV_FALSE
642         };
643     }
644 }
645
646 #[derive(Copy, Clone)]
647 struct Specials {
648     exit_ln: LiveNode,
649     fallthrough_ln: LiveNode,
650     clean_exit_var: Variable
651 }
652
653 const ACC_READ: u32 = 1;
654 const ACC_WRITE: u32 = 2;
655 const ACC_USE: u32 = 4;
656
657 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
658     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
659     tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
660     s: Specials,
661     successors: Vec<LiveNode>,
662     rwu_table: RWUTable,
663
664     // mappings from loop node ID to LiveNode
665     // ("break" label should map to loop node ID,
666     // it probably doesn't now)
667     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
668     cont_ln: NodeMap<LiveNode>,
669 }
670
671 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
672     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, body: hir::BodyId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
673         // Special nodes and variables:
674         // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
675         // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
676         //   an implicit return
677         let specials = Specials {
678             exit_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
679             fallthrough_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
680             clean_exit_var: ir.add_variable(CleanExit)
681         };
682
683         let tables = ir.tcx.body_tables(body);
684
685         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
686         let num_vars = ir.num_vars;
687
688         Liveness {
689             ir,
690             tables,
691             s: specials,
692             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
693             rwu_table: RWUTable::new(num_live_nodes * num_vars),
694             break_ln: Default::default(),
695             cont_ln: Default::default(),
696         }
697     }
698
699     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
700         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
701           Some(&ln) => ln,
702           None => {
703             // This must be a mismatch between the ir_map construction
704             // above and the propagation code below; the two sets of
705             // code have to agree about which AST nodes are worth
706             // creating liveness nodes for.
707             span_bug!(
708                 span,
709                 "no live node registered for node {:?}",
710                 hir_id);
711           }
712         }
713     }
714
715     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
716         self.ir.variable(hir_id, span)
717     }
718
719     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &hir::Pat, mut f: F) where
720         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, HirId),
721     {
722         pat.each_binding(|_bm, hir_id, sp, n| {
723             let ln = self.live_node(hir_id, sp);
724             let var = self.variable(hir_id, n.span);
725             f(self, ln, var, n.span, hir_id);
726         })
727     }
728
729     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, f: F) where
730         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, HirId),
731     {
732         if let Some(pat) = pat {
733             self.pat_bindings(pat, f);
734         }
735     }
736
737     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat, succ: LiveNode)
738                               -> LiveNode {
739         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
740     }
741
742     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, succ: LiveNode)
743                                    -> LiveNode {
744         let mut succ = succ;
745         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
746             this.init_from_succ(ln, succ);
747             this.define(ln, var);
748             succ = ln;
749         });
750         succ
751     }
752
753     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
754         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
755     }
756
757     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
758         assert!(ln.is_valid());
759         let reader = self.rwu_table.get_reader(self.idx(ln, var));
760         if reader.is_valid() { Some(self.ir.lnk(reader)) } else { None }
761     }
762
763     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
764     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
765                     -> Option<LiveNodeKind> {
766         let successor = self.successors[ln.get()];
767         self.live_on_entry(successor, var)
768     }
769
770     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
771         assert!(ln.is_valid());
772         self.rwu_table.get_used(self.idx(ln, var))
773     }
774
775     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
776                          -> Option<LiveNodeKind> {
777         assert!(ln.is_valid());
778         let writer = self.rwu_table.get_writer(self.idx(ln, var));
779         if writer.is_valid() { Some(self.ir.lnk(writer)) } else { None }
780     }
781
782     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
783                         -> Option<LiveNodeKind> {
784         let successor = self.successors[ln.get()];
785         self.assigned_on_entry(successor, var)
786     }
787
788     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
789         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
790     {
791         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
792         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
793         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
794             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
795         }
796     }
797
798     fn write_vars<F>(&self,
799                      wr: &mut dyn Write,
800                      ln: LiveNode,
801                      mut test: F)
802                      -> io::Result<()> where
803         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
804     {
805         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
806         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
807             let idx = node_base_idx + var_idx;
808             if test(idx).is_valid() {
809                 write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx as u32))?;
810             }
811         }
812         Ok(())
813     }
814
815
816     #[allow(unused_must_use)]
817     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
818         let mut wr = Vec::new();
819         {
820             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
821             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
822             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_reader(idx));
823             write!(wr, "  writes");
824             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_writer(idx));
825             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
826         }
827         String::from_utf8(wr).unwrap()
828     }
829
830     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
831         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
832
833         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
834         // set to INV_INV_FALSE when they are created, and the sets only grow
835         // during iterations.
836     }
837
838     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
839         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
840         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
841
842         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
843             this.rwu_table.copy_packed(idx, succ_idx);
844         });
845         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
846                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
847     }
848
849     fn merge_from_succ(&mut self,
850                        ln: LiveNode,
851                        succ_ln: LiveNode,
852                        first_merge: bool)
853                        -> bool {
854         if ln == succ_ln { return false; }
855
856         let mut changed = false;
857         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
858             let mut rwu = this.rwu_table.get(idx);
859             let succ_rwu = this.rwu_table.get(succ_idx);
860             if succ_rwu.reader.is_valid() && !rwu.reader.is_valid() {
861                 rwu.reader = succ_rwu.reader;
862                 changed = true
863             }
864
865             if succ_rwu.writer.is_valid() && !rwu.writer.is_valid() {
866                 rwu.writer = succ_rwu.writer;
867                 changed = true
868             }
869
870             if succ_rwu.used && !rwu.used {
871                 rwu.used = true;
872                 changed = true;
873             }
874
875             if changed {
876                 this.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
877             }
878         });
879
880         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
881                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
882         return changed;
883     }
884
885     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
886     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
887     // this) so we just clear out all the data.
888     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
889         let idx = self.idx(writer, var);
890         self.rwu_table.assign_inv_inv(idx);
891
892         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
893                idx, self.ln_str(writer));
894     }
895
896     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
897     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
898         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
899                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
900
901         let idx = self.idx(ln, var);
902         let mut rwu = self.rwu_table.get(idx);
903
904         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
905             rwu.reader = invalid_node();
906             rwu.writer = ln;
907         }
908
909         // Important: if we both read/write, must do read second
910         // or else the write will override.
911         if (acc & ACC_READ) != 0 {
912             rwu.reader = ln;
913         }
914
915         if (acc & ACC_USE) != 0 {
916             rwu.used = true;
917         }
918
919         self.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
920     }
921
922     fn compute(&mut self, body: &hir::Expr) -> LiveNode {
923         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
924         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
925         // where the body is really a closure.
926
927         debug!("compute: using id for body, {}", self.ir.tcx.hir().node_to_pretty_string(body.id));
928
929         let exit_ln = self.s.exit_ln;
930
931         self.break_ln.insert(body.id, exit_ln);
932         self.cont_ln.insert(body.id, exit_ln);
933
934         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
935         // explicitly return:
936         let s = self.s;
937         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
938         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
939
940         let entry_ln = self.propagate_through_expr(body, s.fallthrough_ln);
941
942         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
943         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})", {
944                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
945                         debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx as u32)));
946                    }
947                    body.id
948                },
949                entry_ln);
950
951         entry_ln
952     }
953
954     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block, succ: LiveNode)
955                                -> LiveNode {
956         if blk.targeted_by_break {
957             self.break_ln.insert(blk.id, succ);
958         }
959         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
960         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
961             self.propagate_through_stmt(stmt, succ)
962         })
963     }
964
965     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt, succ: LiveNode)
966                               -> LiveNode {
967         match stmt.node {
968             hir::StmtKind::Decl(ref decl, _) => {
969                 self.propagate_through_decl(&decl, succ)
970             }
971
972             hir::StmtKind::Expr(ref expr, _) | hir::StmtKind::Semi(ref expr, _) => {
973                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
974             }
975         }
976     }
977
978     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &hir::Decl, succ: LiveNode)
979                               -> LiveNode {
980         match decl.node {
981             hir::DeclKind::Local(ref local) => {
982                 self.propagate_through_local(&local, succ)
983             }
984             hir::DeclKind::Item(_) => succ,
985         }
986     }
987
988     fn propagate_through_local(&mut self, local: &hir::Local, succ: LiveNode)
989                                -> LiveNode {
990         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
991         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
992         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
993         // could check for uninit variables just by scanning what is live
994         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
995         // immutable variables defined in a loop:
996         //     loop { let x; x = 5; }
997         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
998         //
999         // So now we just check that variables defined w/o an
1000         // initializer are not live at the point of their
1001         // initialization, which is mildly more complex than checking
1002         // once at the func header but otherwise equivalent.
1003
1004         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1005         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
1006     }
1007
1008     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr], succ: LiveNode)
1009                                -> LiveNode {
1010         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
1011             self.propagate_through_expr(&expr, succ)
1012         })
1013     }
1014
1015     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
1016                                   opt_expr: Option<&Expr>,
1017                                   succ: LiveNode)
1018                                   -> LiveNode {
1019         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
1020     }
1021
1022     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
1023                               -> LiveNode {
1024         debug!("propagate_through_expr: {}", self.ir.tcx.hir().node_to_pretty_string(expr.id));
1025
1026         match expr.node {
1027             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
1028             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1029                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
1030             }
1031
1032             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => {
1033                 self.propagate_through_expr(&e, succ)
1034             }
1035
1036             hir::ExprKind::Closure(.., blk_id, _, _) => {
1037                 debug!("{} is an ExprKind::Closure",
1038                        self.ir.tcx.hir().node_to_pretty_string(expr.id));
1039
1040                 // The next-node for a break is the successor of the entire
1041                 // loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
1042                 let node = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1043
1044                 let break_ln = succ;
1045                 let cont_ln = node;
1046                 self.break_ln.insert(blk_id.node_id, break_ln);
1047                 self.cont_ln.insert(blk_id.node_id, cont_ln);
1048
1049                 // the construction of a closure itself is not important,
1050                 // but we have to consider the closed over variables.
1051                 let caps = self.ir.capture_info_map.get(&expr.id).cloned().unwrap_or_else(||
1052                     span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
1053
1054                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
1055                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
1056                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
1057                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
1058                     cap.ln
1059                 })
1060             }
1061
1062             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref els) => {
1063                 //
1064                 //     (cond)
1065                 //       |
1066                 //       v
1067                 //     (expr)
1068                 //     /   \
1069                 //    |     |
1070                 //    v     v
1071                 //  (then)(els)
1072                 //    |     |
1073                 //    v     v
1074                 //   (  succ  )
1075                 //
1076                 let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1077                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
1078                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1079                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
1080                 self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1081                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1082             }
1083
1084             hir::ExprKind::While(ref cond, ref blk, _) => {
1085                 self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&cond), &blk, succ)
1086             }
1087
1088             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1089             // at the label ident
1090             hir::ExprKind::Loop(ref blk, _, _) => {
1091                 self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &blk, succ)
1092             }
1093
1094             hir::ExprKind::Match(ref e, ref arms, _) => {
1095                 //
1096                 //      (e)
1097                 //       |
1098                 //       v
1099                 //     (expr)
1100                 //     / | \
1101                 //    |  |  |
1102                 //    v  v  v
1103                 //   (..arms..)
1104                 //    |  |  |
1105                 //    v  v  v
1106                 //   (  succ  )
1107                 //
1108                 //
1109                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1110                 self.init_empty(ln, succ);
1111                 let mut first_merge = true;
1112                 for arm in arms {
1113                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1114
1115                     let guard_succ = self.propagate_through_opt_expr(
1116                         arm.guard.as_ref().map(|hir::Guard::If(e)| &**e),
1117                         body_succ
1118                     );
1119                     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1120                     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1121                     // the "authoritative" set of ids
1122                     let arm_succ =
1123                         self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1124                                                          guard_succ);
1125                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1126                     first_merge = false;
1127                 };
1128                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
1129             }
1130
1131             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
1132                 // ignore succ and subst exit_ln:
1133                 let exit_ln = self.s.exit_ln;
1134                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1135             }
1136
1137             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
1138                 // Find which label this break jumps to
1139                 let target = match label.target_id {
1140                     Ok(node_id) => self.break_ln.get(&node_id),
1141                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1142                 }.cloned();
1143
1144                 // Now that we know the label we're going to,
1145                 // look it up in the break loop nodes table
1146
1147                 match target {
1148                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
1149                     None => span_bug!(expr.span, "break to unknown label")
1150                 }
1151             }
1152
1153             hir::ExprKind::Continue(label) => {
1154                 // Find which label this expr continues to
1155                 let sc = label.target_id.unwrap_or_else(|err|
1156                     span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
1157
1158                 // Now that we know the label we're going to,
1159                 // look it up in the continue loop nodes table
1160                 self.cont_ln.get(&sc).cloned().unwrap_or_else(||
1161                     span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
1162             }
1163
1164             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r) => {
1165                 // see comment on places in
1166                 // propagate_through_place_components()
1167                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1168                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1169                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1170             }
1171
1172             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1173                 // an overloaded assign op is like a method call
1174                 if self.tables.is_method_call(expr) {
1175                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1176                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1177                 } else {
1178                     // see comment on places in
1179                     // propagate_through_place_components()
1180                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1181                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1182                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1183                 }
1184             }
1185
1186             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1187
1188             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => {
1189                 self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1190             }
1191
1192             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1193                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1194                 fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1195                     self.propagate_through_expr(&field.expr, succ)
1196                 })
1197             }
1198
1199             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1200                 // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1201                 let succ = if self.tables.expr_ty(expr).is_never() {
1202                     self.s.exit_ln
1203                 } else {
1204                     succ
1205                 };
1206                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1207                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1208             }
1209
1210             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args) => {
1211                 // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1212                 let succ = if self.tables.expr_ty(expr).is_never() {
1213                     self.s.exit_ln
1214                 } else {
1215                     succ
1216                 };
1217
1218                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1219             }
1220
1221             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => {
1222                 self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1223             }
1224
1225             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1226                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1227
1228                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1229                 self.init_from_succ(ln, succ);
1230                 self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1231
1232                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1233             }
1234
1235             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) |
1236             hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1237                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1238                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1239             }
1240
1241             hir::ExprKind::Box(ref e) |
1242             hir::ExprKind::AddrOf(_, ref e) |
1243             hir::ExprKind::Cast(ref e, _) |
1244             hir::ExprKind::Type(ref e, _) |
1245             hir::ExprKind::Unary(_, ref e) |
1246             hir::ExprKind::Yield(ref e) |
1247             hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => {
1248                 self.propagate_through_expr(&e, succ)
1249             }
1250
1251             hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1252                 let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1253                 // see comment on places
1254                 // in propagate_through_place_components()
1255                 if o.is_indirect {
1256                     self.propagate_through_expr(output, succ)
1257                 } else {
1258                     let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE|ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1259                     let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1260                     self.propagate_through_place_components(output, succ)
1261                 }});
1262
1263                 // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1264                 self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1265             }
1266
1267             hir::ExprKind::Lit(..) | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
1268                 succ
1269             }
1270
1271             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1272             // at the label ident
1273             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => {
1274                 self.propagate_through_block(&blk, succ)
1275             }
1276         }
1277     }
1278
1279     fn propagate_through_place_components(&mut self,
1280                                           expr: &Expr,
1281                                           succ: LiveNode)
1282                                           -> LiveNode {
1283         // # Places
1284         //
1285         // In general, the full flow graph structure for an
1286         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1287         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1288         // value" or not. A tracked value is basically a local
1289         // variable or argument.
1290         //
1291         // The two kinds of graphs are:
1292         //
1293         //    Tracked place          Untracked place
1294         // ----------------------++-----------------------
1295         //                       ||
1296         //         |             ||           |
1297         //         v             ||           v
1298         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1299         //         |             ||           |
1300         //         v             ||           v
1301         // (write of place)     ||   (place components)
1302         //         |             ||           |
1303         //         v             ||           v
1304         //      (succ)           ||        (succ)
1305         //                       ||
1306         // ----------------------++-----------------------
1307         //
1308         // I will cover the two cases in turn:
1309         //
1310         // # Tracked places
1311         //
1312         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1313         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1314         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1315         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1316         // consider.
1317         //
1318         // # Non-tracked places
1319         //
1320         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1321         // basically ignore the value which is written to but generate
1322         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1323         // components reads are generated by
1324         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1325         //
1326         // # Illegal places
1327         //
1328         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1329         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1330         // just ignore such cases and treat them as reads.
1331
1332         match expr.node {
1333             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1334             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1335             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1336         }
1337     }
1338
1339     // see comment on propagate_through_place()
1340     fn write_place(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1341         match expr.node {
1342             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1343                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1344             }
1345
1346             // We do not track other places, so just propagate through
1347             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1348             // non-places occur here, because those are detected in the
1349             // later pass borrowck.
1350             _ => succ
1351         }
1352     }
1353
1354     fn access_var(&mut self, hir_id: HirId, nid: NodeId, succ: LiveNode, acc: u32, span: Span)
1355                   -> LiveNode {
1356         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1357         if acc != 0 {
1358             self.init_from_succ(ln, succ);
1359             let var_hid = self.ir.tcx.hir().node_to_hir_id(nid);
1360             let var = self.variable(var_hid, span);
1361             self.acc(ln, var, acc);
1362         }
1363         ln
1364     }
1365
1366     fn access_path(&mut self, hir_id: HirId, path: &hir::Path, succ: LiveNode, acc: u32)
1367                    -> LiveNode {
1368         match path.def {
1369             Def::Local(nid) => {
1370               self.access_var(hir_id, nid, succ, acc, path.span)
1371             }
1372             _ => succ
1373         }
1374     }
1375
1376     fn propagate_through_loop(&mut self,
1377                               expr: &Expr,
1378                               kind: LoopKind<'_>,
1379                               body: &hir::Block,
1380                               succ: LiveNode)
1381                               -> LiveNode {
1382         /*
1383
1384         We model control flow like this:
1385
1386               (cond) <--+
1387                 |       |
1388                 v       |
1389           +-- (expr)    |
1390           |     |       |
1391           |     v       |
1392           |   (body) ---+
1393           |
1394           |
1395           v
1396         (succ)
1397
1398         */
1399
1400
1401         // first iteration:
1402         let mut first_merge = true;
1403         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1404         self.init_empty(ln, succ);
1405         match kind {
1406             LoopLoop => {}
1407             _ => {
1408                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1409                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1410                 // in the loop body.
1411                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1412                 first_merge = false;
1413             }
1414         }
1415         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1416                expr.id, self.ir.tcx.hir().node_to_pretty_string(body.id));
1417
1418         let break_ln = succ;
1419         let cont_ln = ln;
1420         self.break_ln.insert(expr.id, break_ln);
1421         self.cont_ln.insert(expr.id, cont_ln);
1422
1423         let cond_ln = match kind {
1424             LoopLoop => ln,
1425             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&cond, ln),
1426         };
1427         let body_ln = self.propagate_through_block(body, cond_ln);
1428
1429         // repeat until fixed point is reached:
1430         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1431             first_merge = false;
1432
1433             let new_cond_ln = match kind {
1434                 LoopLoop => ln,
1435                 WhileLoop(ref cond) => {
1436                     self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1437                 }
1438             };
1439             assert_eq!(cond_ln, new_cond_ln);
1440             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, cond_ln));
1441         }
1442
1443         cond_ln
1444     }
1445 }
1446
1447 // _______________________________________________________________________
1448 // Checking for error conditions
1449
1450 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1451     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1452         NestedVisitorMap::None
1453     }
1454
1455     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) {
1456         check_local(self, l);
1457     }
1458     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
1459         check_expr(self, ex);
1460     }
1461     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) {
1462         check_arm(self, a);
1463     }
1464 }
1465
1466 fn check_local<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
1467     match local.init {
1468         Some(_) => {
1469             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&local.pat);
1470         },
1471         None => {
1472             this.pat_bindings(&local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1473                 let span = local.pat.simple_ident().map_or(sp, |ident| ident.span);
1474                 this.warn_about_unused(span, id, ln, var);
1475             })
1476         }
1477     }
1478
1479     intravisit::walk_local(this, local);
1480 }
1481
1482 fn check_arm<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
1483     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1484     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1485     // the "authoritative" set of ids
1486     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1487         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1488     });
1489     intravisit::walk_arm(this, arm);
1490 }
1491
1492 fn check_expr<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
1493     match expr.node {
1494         hir::ExprKind::Assign(ref l, _) => {
1495             this.check_place(&l);
1496
1497             intravisit::walk_expr(this, expr);
1498         }
1499
1500         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1501             if !this.tables.is_method_call(expr) {
1502                 this.check_place(&l);
1503             }
1504
1505             intravisit::walk_expr(this, expr);
1506         }
1507
1508         hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1509             for input in inputs {
1510                 this.visit_expr(input);
1511             }
1512
1513             // Output operands must be places
1514             for (o, output) in ia.outputs.iter().zip(outputs) {
1515                 if !o.is_indirect {
1516                     this.check_place(output);
1517                 }
1518                 this.visit_expr(output);
1519             }
1520
1521             intravisit::walk_expr(this, expr);
1522         }
1523
1524         // no correctness conditions related to liveness
1525         hir::ExprKind::Call(..) | hir::ExprKind::MethodCall(..) | hir::ExprKind::If(..) |
1526         hir::ExprKind::Match(..) | hir::ExprKind::While(..) | hir::ExprKind::Loop(..) |
1527         hir::ExprKind::Index(..) | hir::ExprKind::Field(..) |
1528         hir::ExprKind::Array(..) | hir::ExprKind::Tup(..) | hir::ExprKind::Binary(..) |
1529         hir::ExprKind::Cast(..) | hir::ExprKind::Unary(..) | hir::ExprKind::Ret(..) |
1530         hir::ExprKind::Break(..) | hir::ExprKind::Continue(..) | hir::ExprKind::Lit(_) |
1531         hir::ExprKind::Block(..) | hir::ExprKind::AddrOf(..) |
1532         hir::ExprKind::Struct(..) | hir::ExprKind::Repeat(..) |
1533         hir::ExprKind::Closure(..) | hir::ExprKind::Path(_) | hir::ExprKind::Yield(..) |
1534         hir::ExprKind::Box(..) | hir::ExprKind::Type(..) => {
1535             intravisit::walk_expr(this, expr);
1536         }
1537     }
1538 }
1539
1540 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1541     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1542         match expr.node {
1543             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1544                 if let Def::Local(nid) = path.def {
1545                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1546                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1547                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1548                     // as being used.
1549                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1550                     let var_hid = self.ir.tcx.hir().node_to_hir_id(nid);
1551                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1552                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.hir_id, ln, var);
1553                 }
1554             }
1555             _ => {
1556                 // For other kinds of places, no checks are required,
1557                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1558                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1559             }
1560         }
1561     }
1562
1563     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1564         let name = self.ir.variable_name(var);
1565         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == b'_' {
1566             None
1567         } else {
1568             Some(name)
1569         }
1570     }
1571
1572     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body, entry_ln: LiveNode) {
1573         for arg in &body.arguments {
1574             arg.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _, ident| {
1575                 let sp = ident.span;
1576                 let var = self.variable(hir_id, sp);
1577                 // Ignore unused self.
1578                 if ident.name != keywords::SelfLower.name() {
1579                     if !self.warn_about_unused(sp, hir_id, entry_ln, var) {
1580                         if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1581                             self.report_dead_assign(hir_id, sp, var, true);
1582                         }
1583                     }
1584                 }
1585             })
1586         }
1587     }
1588
1589     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat) {
1590         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1591             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1592                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1593             }
1594         })
1595     }
1596
1597     fn warn_about_unused(&self,
1598                          sp: Span,
1599                          hir_id: HirId,
1600                          ln: LiveNode,
1601                          var: Variable)
1602                          -> bool {
1603         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1604             let r = self.should_warn(var);
1605             if let Some(name) = r {
1606                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1607                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1608                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1609                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1610                     false
1611                 } else {
1612                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1613                 };
1614
1615                 let suggest_underscore_msg = format!("consider using `_{}` instead", name);
1616
1617                 if is_assigned {
1618                     self.ir.tcx
1619                         .lint_hir_note(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, hir_id, sp,
1620                                        &format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1621                                                 name),
1622                                        &suggest_underscore_msg);
1623                 } else if name != "self" {
1624                     let msg = format!("unused variable: `{}`", name);
1625                     let mut err = self.ir.tcx
1626                         .struct_span_lint_hir(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, hir_id, sp, &msg);
1627                     if self.ir.variable_is_shorthand(var) {
1628                         err.span_suggestion_with_applicability(sp, "try ignoring the field",
1629                                                                format!("{}: _", name),
1630                                                                Applicability::MachineApplicable);
1631                     } else {
1632                         err.span_suggestion_short_with_applicability(
1633                             sp, &suggest_underscore_msg,
1634                             format!("_{}", name),
1635                             Applicability::MachineApplicable,
1636                         );
1637                     }
1638                     err.emit()
1639                 }
1640             }
1641             true
1642         } else {
1643             false
1644         }
1645     }
1646
1647     fn warn_about_dead_assign(&self,
1648                               sp: Span,
1649                               hir_id: HirId,
1650                               ln: LiveNode,
1651                               var: Variable) {
1652         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1653             self.report_dead_assign(hir_id, sp, var, false);
1654         }
1655     }
1656
1657     fn report_dead_assign(&self, hir_id: HirId, sp: Span, var: Variable, is_argument: bool) {
1658         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1659             if is_argument {
1660                 self.ir.tcx.lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, sp,
1661                     &format!("value passed to `{}` is never read", name));
1662             } else {
1663                 self.ir.tcx.lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, sp,
1664                     &format!("value assigned to `{}` is never read", name));
1665             }
1666         }
1667     }
1668 }