]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
Auto merge of #53815 - F001:if-let-guard, r=petrochenkov
[rust.git] / src / librustc / middle / liveness.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST.  Computes,
12 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
13 //! at a given point.  Program execution points are identified by their
14 //! id.
15 //!
16 //! # Basic idea
17 //!
18 //! The basic model is that each local variable is assigned an index.  We
19 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
20 //! index.  The value in the vector is either 0, indicating the variable
21 //! is dead, or the id of an expression that uses the variable.
22 //!
23 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order.  If we
24 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables.  If
25 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
26 //! variables.  When we have to merge two flows, we take the union of
27 //! those two flows---if the variable is live on both paths, we simply
28 //! pick one id.  In the event of loops, we continue doing this until a
29 //! fixed point is reached.
30 //!
31 //! ## Checking initialization
32 //!
33 //! At the function entry point, all variables must be dead.  If this is
34 //! not the case, we can report an error using the id found in the set of
35 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
36 //! dominated by an assignment.
37 //!
38 //! ## Checking moves
39 //!
40 //! After each explicit move, the variable must be dead.
41 //!
42 //! ## Computing last uses
43 //!
44 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
45 //! last use.
46 //!
47 //! # Implementation details
48 //!
49 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
50 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
51 //! enclosing function.  On the way down the tree, it identifies those AST
52 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
53 //! and assigns them contiguous IDs.  The liveness id for an AST node is
54 //! called a `live_node` (it's a newtype'd u32) and the id for a variable
55 //! is called a `variable` (another newtype'd u32).
56 //!
57 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
58 //! declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
59 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
60 //! the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
61 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
62 //!
63 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
64 //! methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
65 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
66 //!
67 //! ## The `Users` struct
68 //!
69 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
70 //! variable `V` (these are encapsulated in the `Users` struct):
71 //!
72 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
73 //!    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
74 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
75 //!    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
76 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
77 //!
78 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
79 //!    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
80 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
81 //!    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
82 //!    of `V` that follows `N`.
83 //!
84 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
85 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
86 //!   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
87 //!   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
88 //!
89 //! ## Special Variables
90 //!
91 //! We generate various special variables for various, well, special purposes.
92 //! These are described in the `specials` struct:
93 //!
94 //! - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
95 //!   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
96 //!
97 //! - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
98 //!
99 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
100 //!   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
101 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
102 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
103 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
104 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
105
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_string(),
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
261     num_live_nodes: usize,
262     num_vars: usize,
263     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
264     variable_map: HirIdMap<Variable>,
265     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
266     var_kinds: Vec<VarKind>,
267     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
268 }
269
270 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
271     fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
272         IrMaps {
273             tcx,
274             num_live_nodes: 0,
275             num_vars: 0,
276             live_node_map: HirIdMap(),
277             variable_map: HirIdMap(),
278             capture_info_map: NodeMap(),
279             var_kinds: Vec::new(),
280             lnks: Vec::new(),
281         }
282     }
283
284     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
285         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes as u32);
286         self.lnks.push(lnk);
287         self.num_live_nodes += 1;
288
289         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
290                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
291
292         ln
293     }
294
295     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
296         let ln = self.add_live_node(lnk);
297         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
298
299         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
300     }
301
302     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
303         let v = Variable(self.num_vars as u32);
304         self.var_kinds.push(vk);
305         self.num_vars += 1;
306
307         match vk {
308             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
309                 self.variable_map.insert(node_id, v);
310             },
311             CleanExit => {}
312         }
313
314         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
315
316         v
317     }
318
319     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
320         match self.variable_map.get(&hir_id) {
321             Some(&var) => var,
322             None => {
323                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
324             }
325         }
326     }
327
328     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
329         match self.var_kinds[var.get()] {
330             Local(LocalInfo { name, .. }) | Arg(_, name) => {
331                 name.to_string()
332             },
333             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
334         }
335     }
336
337     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
338         match self.var_kinds[var.get()] {
339             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
340             Arg(..) | CleanExit => false
341         }
342     }
343
344     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
345         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
346     }
347
348     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
349         self.lnks[ln.get()]
350     }
351 }
352
353 fn visit_fn<'a, 'tcx: 'a>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>,
354                           fk: FnKind<'tcx>,
355                           decl: &'tcx hir::FnDecl,
356                           body_id: hir::BodyId,
357                           sp: Span,
358                           id: ast::NodeId) {
359     debug!("visit_fn");
360
361     // swap in a new set of IR maps for this function body:
362     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
363
364     // Don't run unused pass for #[derive()]
365     if let FnKind::Method(..) = fk {
366         let parent = ir.tcx.hir.get_parent(id);
367         if let Some(Node::Item(i)) = ir.tcx.hir.find(parent) {
368             if i.attrs.iter().any(|a| a.check_name("automatically_derived")) {
369                 return;
370             }
371         }
372     }
373
374     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps);
375
376     let body = ir.tcx.hir.body(body_id);
377
378     for arg in &body.arguments {
379         arg.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
380             debug!("adding argument {:?}", hir_id);
381             fn_maps.add_variable(Arg(hir_id, ident.name));
382         })
383     };
384
385     // gather up the various local variables, significant expressions,
386     // and so forth:
387     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body_id, sp, id);
388
389     // compute liveness
390     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, body_id);
391     let entry_ln = lsets.compute(&body.value);
392
393     // check for various error conditions
394     lsets.visit_body(body);
395     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
396 }
397
398 fn add_from_pat<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, pat: &P<hir::Pat>) {
399     // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
400     // (`x` rather than `x: x`).
401     let mut shorthand_field_ids = HirIdSet();
402     let mut pats = VecDeque::new();
403     pats.push_back(pat);
404     while let Some(pat) = pats.pop_front() {
405         use hir::PatKind::*;
406         match pat.node {
407             Binding(_, _, _, ref inner_pat) => {
408                 pats.extend(inner_pat.iter());
409             }
410             Struct(_, ref fields, _) => {
411                 for field in fields {
412                     if field.node.is_shorthand {
413                         shorthand_field_ids.insert(field.node.pat.hir_id);
414                     }
415                 }
416             }
417             Ref(ref inner_pat, _) |
418             Box(ref inner_pat) => {
419                 pats.push_back(inner_pat);
420             }
421             TupleStruct(_, ref inner_pats, _) |
422             Tuple(ref inner_pats, _) => {
423                 pats.extend(inner_pats.iter());
424             }
425             Slice(ref pre_pats, ref inner_pat, ref post_pats) => {
426                 pats.extend(pre_pats.iter());
427                 pats.extend(inner_pat.iter());
428                 pats.extend(post_pats.iter());
429             }
430             _ => {}
431         }
432     }
433
434     pat.each_binding(|_bm, hir_id, _sp, ident| {
435         ir.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span));
436         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
437             id: hir_id,
438             name: ident.name,
439             is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id)
440         }));
441     });
442 }
443
444 fn visit_local<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
445     add_from_pat(ir, &local.pat);
446     intravisit::walk_local(ir, local);
447 }
448
449 fn visit_arm<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
450     for pat in &arm.pats {
451         add_from_pat(ir, pat);
452     }
453     intravisit::walk_arm(ir, arm);
454 }
455
456 fn visit_expr<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
457     match expr.node {
458       // live nodes required for uses or definitions of variables:
459       hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
460         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, path.def);
461         if let Def::Local(..) = path.def {
462             ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
463         }
464         intravisit::walk_expr(ir, expr);
465       }
466       hir::ExprKind::Closure(..) => {
467         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
468         // breaks or continues)
469         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
470
471         // Make a live_node for each captured variable, with the span
472         // being the location that the variable is used.  This results
473         // in better error messages than just pointing at the closure
474         // construction site.
475         let mut call_caps = Vec::new();
476         ir.tcx.with_freevars(expr.id, |freevars| {
477             for fv in freevars {
478                 if let Def::Local(rv) = fv.def {
479                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
480                     let var_hid = ir.tcx.hir.node_to_hir_id(rv);
481                     call_caps.push(CaptureInfo { ln: fv_ln, var_hid });
482                 }
483             }
484         });
485         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
486
487         intravisit::walk_expr(ir, expr);
488       }
489
490       // live nodes required for interesting control flow:
491       hir::ExprKind::If(..) |
492       hir::ExprKind::Match(..) |
493       hir::ExprKind::While(..) |
494       hir::ExprKind::Loop(..) => {
495         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
496         intravisit::walk_expr(ir, expr);
497       }
498       hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
499         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
500         intravisit::walk_expr(ir, expr);
501       }
502
503       // otherwise, live nodes are not required:
504       hir::ExprKind::Index(..) |
505       hir::ExprKind::Field(..) |
506       hir::ExprKind::Array(..) |
507       hir::ExprKind::Call(..) |
508       hir::ExprKind::MethodCall(..) |
509       hir::ExprKind::Tup(..) |
510       hir::ExprKind::Binary(..) |
511       hir::ExprKind::AddrOf(..) |
512       hir::ExprKind::Cast(..) |
513       hir::ExprKind::Unary(..) |
514       hir::ExprKind::Break(..) |
515       hir::ExprKind::Continue(_) |
516       hir::ExprKind::Lit(_) |
517       hir::ExprKind::Ret(..) |
518       hir::ExprKind::Block(..) |
519       hir::ExprKind::Assign(..) |
520       hir::ExprKind::AssignOp(..) |
521       hir::ExprKind::Struct(..) |
522       hir::ExprKind::Repeat(..) |
523       hir::ExprKind::InlineAsm(..) |
524       hir::ExprKind::Box(..) |
525       hir::ExprKind::Yield(..) |
526       hir::ExprKind::Type(..) |
527       hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
528           intravisit::walk_expr(ir, expr);
529       }
530     }
531 }
532
533 // ______________________________________________________________________
534 // Computing liveness sets
535 //
536 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
537 // the same basic propagation framework in all cases.
538
539 #[derive(Clone, Copy)]
540 struct Users {
541     reader: LiveNode,
542     writer: LiveNode,
543     used: bool
544 }
545
546 fn invalid_users() -> Users {
547     Users {
548         reader: invalid_node(),
549         writer: invalid_node(),
550         used: false
551     }
552 }
553
554 #[derive(Copy, Clone)]
555 struct Specials {
556     exit_ln: LiveNode,
557     fallthrough_ln: LiveNode,
558     clean_exit_var: Variable
559 }
560
561 const ACC_READ: u32 = 1;
562 const ACC_WRITE: u32 = 2;
563 const ACC_USE: u32 = 4;
564
565 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
566     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
567     tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
568     s: Specials,
569     successors: Vec<LiveNode>,
570     users: Vec<Users>,
571
572     // mappings from loop node ID to LiveNode
573     // ("break" label should map to loop node ID,
574     // it probably doesn't now)
575     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
576     cont_ln: NodeMap<LiveNode>,
577 }
578
579 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
580     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, body: hir::BodyId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
581         // Special nodes and variables:
582         // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
583         // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
584         //   an implicit return
585         let specials = Specials {
586             exit_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
587             fallthrough_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
588             clean_exit_var: ir.add_variable(CleanExit)
589         };
590
591         let tables = ir.tcx.body_tables(body);
592
593         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
594         let num_vars = ir.num_vars;
595
596         Liveness {
597             ir,
598             tables,
599             s: specials,
600             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
601             users: vec![invalid_users(); num_live_nodes * num_vars],
602             break_ln: NodeMap(),
603             cont_ln: NodeMap(),
604         }
605     }
606
607     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
608         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
609           Some(&ln) => ln,
610           None => {
611             // This must be a mismatch between the ir_map construction
612             // above and the propagation code below; the two sets of
613             // code have to agree about which AST nodes are worth
614             // creating liveness nodes for.
615             span_bug!(
616                 span,
617                 "no live node registered for node {:?}",
618                 hir_id);
619           }
620         }
621     }
622
623     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
624         self.ir.variable(hir_id, span)
625     }
626
627     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &hir::Pat, mut f: F) where
628         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, HirId),
629     {
630         pat.each_binding(|_bm, hir_id, sp, n| {
631             let ln = self.live_node(hir_id, sp);
632             let var = self.variable(hir_id, n.span);
633             f(self, ln, var, n.span, hir_id);
634         })
635     }
636
637     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, f: F) where
638         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, HirId),
639     {
640         if let Some(pat) = pat {
641             self.pat_bindings(pat, f);
642         }
643     }
644
645     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat, succ: LiveNode)
646                               -> LiveNode {
647         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
648     }
649
650     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, succ: LiveNode)
651                                    -> LiveNode {
652         let mut succ = succ;
653         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
654             this.init_from_succ(ln, succ);
655             this.define(ln, var);
656             succ = ln;
657         });
658         succ
659     }
660
661     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
662         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
663     }
664
665     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
666                       -> Option<LiveNodeKind> {
667         assert!(ln.is_valid());
668         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
669         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
670     }
671
672     /*
673     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
674     */
675     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
676                     -> Option<LiveNodeKind> {
677         let successor = self.successors[ln.get()];
678         self.live_on_entry(successor, var)
679     }
680
681     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
682         assert!(ln.is_valid());
683         self.users[self.idx(ln, var)].used
684     }
685
686     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
687                          -> Option<LiveNodeKind> {
688         assert!(ln.is_valid());
689         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
690         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
691     }
692
693     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
694                         -> Option<LiveNodeKind> {
695         let successor = self.successors[ln.get()];
696         self.assigned_on_entry(successor, var)
697     }
698
699     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
700         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
701     {
702         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
703         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
704         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
705             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
706         }
707     }
708
709     fn write_vars<F>(&self,
710                      wr: &mut dyn Write,
711                      ln: LiveNode,
712                      mut test: F)
713                      -> io::Result<()> where
714         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
715     {
716         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
717         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
718             let idx = node_base_idx + var_idx;
719             if test(idx).is_valid() {
720                 write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx as u32))?;
721             }
722         }
723         Ok(())
724     }
725
726
727     #[allow(unused_must_use)]
728     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
729         let mut wr = Vec::new();
730         {
731             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
732             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
733             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
734             write!(wr, "  writes");
735             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
736             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
737         }
738         String::from_utf8(wr).unwrap()
739     }
740
741     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
742         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
743
744         // It is not necessary to initialize the
745         // values to empty because this is the value
746         // they have when they are created, and the sets
747         // only grow during iterations.
748         //
749         // self.indices(ln) { |idx|
750         //     self.users[idx] = invalid_users();
751         // }
752     }
753
754     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
755         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
756         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
757
758         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
759             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
760         });
761         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
762                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
763     }
764
765     fn merge_from_succ(&mut self,
766                        ln: LiveNode,
767                        succ_ln: LiveNode,
768                        first_merge: bool)
769                        -> bool {
770         if ln == succ_ln { return false; }
771
772         let mut changed = false;
773         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
774             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
775                                        &mut this.users[idx].reader);
776             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
777                                        &mut this.users[idx].writer);
778             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
779                 this.users[idx].used = true;
780                 changed = true;
781             }
782         });
783
784         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
785                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
786         return changed;
787
788         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
789             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
790                 *dst = src;
791                 true
792             } else {
793                 false
794             }
795         }
796     }
797
798     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
799     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
800     // this) so we just clear out all the data.
801     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
802         let idx = self.idx(writer, var);
803         self.users[idx].reader = invalid_node();
804         self.users[idx].writer = invalid_node();
805
806         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
807                idx, self.ln_str(writer));
808     }
809
810     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
811     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
812         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
813                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
814
815         let idx = self.idx(ln, var);
816         let user = &mut self.users[idx];
817
818         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
819             user.reader = invalid_node();
820             user.writer = ln;
821         }
822
823         // Important: if we both read/write, must do read second
824         // or else the write will override.
825         if (acc & ACC_READ) != 0 {
826             user.reader = ln;
827         }
828
829         if (acc & ACC_USE) != 0 {
830             user.used = true;
831         }
832     }
833
834     // _______________________________________________________________________
835
836     fn compute(&mut self, body: &hir::Expr) -> LiveNode {
837         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
838         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
839         // where the body is really a closure.
840
841         debug!("compute: using id for body, {}", self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(body.id));
842
843         let exit_ln = self.s.exit_ln;
844
845         self.break_ln.insert(body.id, exit_ln);
846         self.cont_ln.insert(body.id, exit_ln);
847
848         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
849         // explicitly return:
850         let s = self.s;
851         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
852         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
853
854         let entry_ln = self.propagate_through_expr(body, s.fallthrough_ln);
855
856         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
857         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
858                {
859                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
860                        debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx as u32)));
861                    }
862                    body.id
863                },
864                entry_ln);
865
866         entry_ln
867     }
868
869     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block, succ: LiveNode)
870                                -> LiveNode {
871         if blk.targeted_by_break {
872             self.break_ln.insert(blk.id, succ);
873         }
874         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
875         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
876             self.propagate_through_stmt(stmt, succ)
877         })
878     }
879
880     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt, succ: LiveNode)
881                               -> LiveNode {
882         match stmt.node {
883             hir::StmtKind::Decl(ref decl, _) => {
884                 self.propagate_through_decl(&decl, succ)
885             }
886
887             hir::StmtKind::Expr(ref expr, _) | hir::StmtKind::Semi(ref expr, _) => {
888                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
889             }
890         }
891     }
892
893     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &hir::Decl, succ: LiveNode)
894                               -> LiveNode {
895         match decl.node {
896             hir::DeclKind::Local(ref local) => {
897                 self.propagate_through_local(&local, succ)
898             }
899             hir::DeclKind::Item(_) => succ,
900         }
901     }
902
903     fn propagate_through_local(&mut self, local: &hir::Local, succ: LiveNode)
904                                -> LiveNode {
905         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
906         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
907         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
908         // could check for uninit variables just by scanning what is live
909         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
910         // immutable variables defined in a loop:
911         //     loop { let x; x = 5; }
912         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
913         //
914         // So now we just check that variables defined w/o an
915         // initializer are not live at the point of their
916         // initialization, which is mildly more complex than checking
917         // once at the func header but otherwise equivalent.
918
919         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
920         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
921     }
922
923     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr], succ: LiveNode)
924                                -> LiveNode {
925         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
926             self.propagate_through_expr(&expr, succ)
927         })
928     }
929
930     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
931                                   opt_expr: Option<&Expr>,
932                                   succ: LiveNode)
933                                   -> LiveNode {
934         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
935     }
936
937     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
938                               -> LiveNode {
939         debug!("propagate_through_expr: {}", self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(expr.id));
940
941         match expr.node {
942           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
943           hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
944               self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
945           }
946
947           hir::ExprKind::Field(ref e, _) => {
948               self.propagate_through_expr(&e, succ)
949           }
950
951           hir::ExprKind::Closure(.., blk_id, _, _) => {
952               debug!("{} is an ExprKind::Closure", self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(expr.id));
953
954               // The next-node for a break is the successor of the entire
955               // loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
956               let node = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
957
958               let break_ln = succ;
959               let cont_ln = node;
960               self.break_ln.insert(blk_id.node_id, break_ln);
961               self.cont_ln.insert(blk_id.node_id, cont_ln);
962
963               // the construction of a closure itself is not important,
964               // but we have to consider the closed over variables.
965               let caps = match self.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
966                   Some(caps) => caps.clone(),
967                   None => {
968                       span_bug!(expr.span, "no registered caps");
969                   }
970               };
971               caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
972                   self.init_from_succ(cap.ln, succ);
973                   let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
974                   self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
975                   cap.ln
976               })
977           }
978
979           hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref els) => {
980             //
981             //     (cond)
982             //       |
983             //       v
984             //     (expr)
985             //     /   \
986             //    |     |
987             //    v     v
988             //  (then)(els)
989             //    |     |
990             //    v     v
991             //   (  succ  )
992             //
993             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
994             let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
995             let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
996             self.init_from_succ(ln, else_ln);
997             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
998             self.propagate_through_expr(&cond, ln)
999           }
1000
1001           hir::ExprKind::While(ref cond, ref blk, _) => {
1002             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&cond), &blk, succ)
1003           }
1004
1005           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1006           // at the label ident
1007           hir::ExprKind::Loop(ref blk, _, _) => {
1008             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &blk, succ)
1009           }
1010
1011           hir::ExprKind::Match(ref e, ref arms, _) => {
1012             //
1013             //      (e)
1014             //       |
1015             //       v
1016             //     (expr)
1017             //     / | \
1018             //    |  |  |
1019             //    v  v  v
1020             //   (..arms..)
1021             //    |  |  |
1022             //    v  v  v
1023             //   (  succ  )
1024             //
1025             //
1026             let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1027             self.init_empty(ln, succ);
1028             let mut first_merge = true;
1029             for arm in arms {
1030                 let body_succ =
1031                     self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1032                 let guard_succ =
1033                     self.propagate_through_opt_expr(
1034                         arm.guard.as_ref().map(|g|
1035                             match g {
1036                                 hir::Guard::If(e) => &**e,
1037                             }),
1038                         body_succ);
1039                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1040                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1041                 // the "authoritative" set of ids
1042                 let arm_succ =
1043                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1044                                                      guard_succ);
1045                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1046                 first_merge = false;
1047             };
1048             self.propagate_through_expr(&e, ln)
1049           }
1050
1051           hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
1052             // ignore succ and subst exit_ln:
1053             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1054             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1055           }
1056
1057           hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
1058               // Find which label this break jumps to
1059               let target = match label.target_id {
1060                     Ok(node_id) => self.break_ln.get(&node_id),
1061                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1062               }.map(|x| *x);
1063
1064               // Now that we know the label we're going to,
1065               // look it up in the break loop nodes table
1066
1067               match target {
1068                   Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
1069                   None => span_bug!(expr.span, "break to unknown label")
1070               }
1071           }
1072
1073           hir::ExprKind::Continue(label) => {
1074               // Find which label this expr continues to
1075               let sc = match label.target_id {
1076                     Ok(node_id) => node_id,
1077                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1078               };
1079
1080               // Now that we know the label we're going to,
1081               // look it up in the continue loop nodes table
1082
1083               match self.cont_ln.get(&sc) {
1084                   Some(&b) => b,
1085                   None => span_bug!(expr.span, "continue to unknown label")
1086               }
1087           }
1088
1089           hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r) => {
1090             // see comment on places in
1091             // propagate_through_place_components()
1092             let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1093             let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1094             self.propagate_through_expr(&r, succ)
1095           }
1096
1097           hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1098             // an overloaded assign op is like a method call
1099             if self.tables.is_method_call(expr) {
1100                 let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1101                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1102             } else {
1103                 // see comment on places in
1104                 // propagate_through_place_components()
1105                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1106                 let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1107                 self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1108             }
1109           }
1110
1111           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1112
1113           hir::ExprKind::Array(ref exprs) => {
1114             self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1115           }
1116
1117           hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1118             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1119             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1120                 self.propagate_through_expr(&field.expr, succ)
1121             })
1122           }
1123
1124           hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1125             // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1126             let succ = if self.tables.expr_ty(expr).is_never() {
1127                 self.s.exit_ln
1128             } else {
1129                 succ
1130             };
1131             let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1132             self.propagate_through_expr(&f, succ)
1133           }
1134
1135           hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args) => {
1136             // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1137             let succ = if self.tables.expr_ty(expr).is_never() {
1138                 self.s.exit_ln
1139             } else {
1140                 succ
1141             };
1142             self.propagate_through_exprs(args, succ)
1143           }
1144
1145           hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => {
1146             self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1147           }
1148
1149           hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1150             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1151
1152             let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1153             self.init_from_succ(ln, succ);
1154             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1155
1156             self.propagate_through_expr(&l, ln)
1157           }
1158
1159           hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) |
1160           hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1161             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1162             self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1163           }
1164
1165           hir::ExprKind::Box(ref e) |
1166           hir::ExprKind::AddrOf(_, ref e) |
1167           hir::ExprKind::Cast(ref e, _) |
1168           hir::ExprKind::Type(ref e, _) |
1169           hir::ExprKind::Unary(_, ref e) |
1170           hir::ExprKind::Yield(ref e) |
1171           hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => {
1172             self.propagate_through_expr(&e, succ)
1173           }
1174
1175           hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1176             let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1177                 // see comment on places
1178                 // in propagate_through_place_components()
1179                 if o.is_indirect {
1180                     self.propagate_through_expr(output, succ)
1181                 } else {
1182                     let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE|ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1183                     let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1184                     self.propagate_through_place_components(output, succ)
1185                 }
1186             });
1187
1188             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1189             self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1190           }
1191
1192           hir::ExprKind::Lit(..) | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
1193             succ
1194           }
1195
1196           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1197           // at the label ident
1198           hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => {
1199             self.propagate_through_block(&blk, succ)
1200           }
1201         }
1202     }
1203
1204     fn propagate_through_place_components(&mut self,
1205                                            expr: &Expr,
1206                                            succ: LiveNode)
1207                                            -> LiveNode {
1208         // # Places
1209         //
1210         // In general, the full flow graph structure for an
1211         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1212         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1213         // value" or not. A tracked value is basically a local
1214         // variable or argument.
1215         //
1216         // The two kinds of graphs are:
1217         //
1218         //    Tracked place          Untracked place
1219         // ----------------------++-----------------------
1220         //                       ||
1221         //         |             ||           |
1222         //         v             ||           v
1223         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1224         //         |             ||           |
1225         //         v             ||           v
1226         // (write of place)     ||   (place components)
1227         //         |             ||           |
1228         //         v             ||           v
1229         //      (succ)           ||        (succ)
1230         //                       ||
1231         // ----------------------++-----------------------
1232         //
1233         // I will cover the two cases in turn:
1234         //
1235         // # Tracked places
1236         //
1237         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1238         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1239         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1240         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1241         // consider.
1242         //
1243         // # Non-tracked places
1244         //
1245         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1246         // basically ignore the value which is written to but generate
1247         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1248         // components reads are generated by
1249         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1250         //
1251         // # Illegal places
1252         //
1253         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1254         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1255         // just ignore such cases and treat them as reads.
1256
1257         match expr.node {
1258             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1259             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1260             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1261         }
1262     }
1263
1264     // see comment on propagate_through_place()
1265     fn write_place(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1266                     -> LiveNode {
1267         match expr.node {
1268           hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1269               self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1270           }
1271
1272           // We do not track other places, so just propagate through
1273           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1274           // non-places occur here, because those are detected in the
1275           // later pass borrowck.
1276           _ => succ
1277         }
1278     }
1279
1280     fn access_var(&mut self, hir_id: HirId, nid: NodeId, succ: LiveNode, acc: u32, span: Span)
1281                   -> LiveNode {
1282         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1283         if acc != 0 {
1284             self.init_from_succ(ln, succ);
1285             let var_hid = self.ir.tcx.hir.node_to_hir_id(nid);
1286             let var = self.variable(var_hid, span);
1287             self.acc(ln, var, acc);
1288         }
1289         ln
1290     }
1291
1292     fn access_path(&mut self, hir_id: HirId, path: &hir::Path, succ: LiveNode, acc: u32)
1293                    -> LiveNode {
1294         match path.def {
1295           Def::Local(nid) => {
1296             self.access_var(hir_id, nid, succ, acc, path.span)
1297           }
1298           _ => succ
1299         }
1300     }
1301
1302     fn propagate_through_loop(&mut self,
1303                               expr: &Expr,
1304                               kind: LoopKind,
1305                               body: &hir::Block,
1306                               succ: LiveNode)
1307                               -> LiveNode {
1308
1309         /*
1310
1311         We model control flow like this:
1312
1313               (cond) <--+
1314                 |       |
1315                 v       |
1316           +-- (expr)    |
1317           |     |       |
1318           |     v       |
1319           |   (body) ---+
1320           |
1321           |
1322           v
1323         (succ)
1324
1325         */
1326
1327
1328         // first iteration:
1329         let mut first_merge = true;
1330         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1331         self.init_empty(ln, succ);
1332         match kind {
1333             LoopLoop => {}
1334             _ => {
1335                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1336                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1337                 // in the loop body.
1338                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1339                 first_merge = false;
1340             }
1341         }
1342         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1343                expr.id, self.ir.tcx.hir.node_to_pretty_string(body.id));
1344
1345         let break_ln = succ;
1346         let cont_ln = ln;
1347         self.break_ln.insert(expr.id, break_ln);
1348         self.cont_ln.insert(expr.id, cont_ln);
1349
1350         let cond_ln = match kind {
1351             LoopLoop => ln,
1352             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&cond, ln),
1353         };
1354         let body_ln = self.propagate_through_block(body, cond_ln);
1355
1356         // repeat until fixed point is reached:
1357         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1358             first_merge = false;
1359
1360             let new_cond_ln = match kind {
1361                 LoopLoop => ln,
1362                 WhileLoop(ref cond) => {
1363                     self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1364                 }
1365             };
1366             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1367             assert!(body_ln == self.propagate_through_block(body, cond_ln));
1368         }
1369
1370         cond_ln
1371     }
1372 }
1373
1374 // _______________________________________________________________________
1375 // Checking for error conditions
1376
1377 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1378     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1379         NestedVisitorMap::None
1380     }
1381
1382     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) {
1383         check_local(self, l);
1384     }
1385     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
1386         check_expr(self, ex);
1387     }
1388     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) {
1389         check_arm(self, a);
1390     }
1391 }
1392
1393 fn check_local<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
1394     match local.init {
1395         Some(_) => {
1396             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&local.pat);
1397         },
1398         None => {
1399             this.pat_bindings(&local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1400                 let span = local.pat.simple_ident().map_or(sp, |ident| ident.span);
1401                 this.warn_about_unused(span, id, ln, var);
1402             })
1403         }
1404     }
1405
1406     intravisit::walk_local(this, local);
1407 }
1408
1409 fn check_arm<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
1410     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1411     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1412     // the "authoritative" set of ids
1413     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1414         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1415     });
1416     intravisit::walk_arm(this, arm);
1417 }
1418
1419 fn check_expr<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
1420     match expr.node {
1421       hir::ExprKind::Assign(ref l, _) => {
1422         this.check_place(&l);
1423
1424         intravisit::walk_expr(this, expr);
1425       }
1426
1427       hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1428         if !this.tables.is_method_call(expr) {
1429             this.check_place(&l);
1430         }
1431
1432         intravisit::walk_expr(this, expr);
1433       }
1434
1435       hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1436         for input in inputs {
1437           this.visit_expr(input);
1438         }
1439
1440         // Output operands must be places
1441         for (o, output) in ia.outputs.iter().zip(outputs) {
1442           if !o.is_indirect {
1443             this.check_place(output);
1444           }
1445           this.visit_expr(output);
1446         }
1447
1448         intravisit::walk_expr(this, expr);
1449       }
1450
1451       // no correctness conditions related to liveness
1452       hir::ExprKind::Call(..) | hir::ExprKind::MethodCall(..) | hir::ExprKind::If(..) |
1453       hir::ExprKind::Match(..) | hir::ExprKind::While(..) | hir::ExprKind::Loop(..) |
1454       hir::ExprKind::Index(..) | hir::ExprKind::Field(..) |
1455       hir::ExprKind::Array(..) | hir::ExprKind::Tup(..) | hir::ExprKind::Binary(..) |
1456       hir::ExprKind::Cast(..) | hir::ExprKind::Unary(..) | hir::ExprKind::Ret(..) |
1457       hir::ExprKind::Break(..) | hir::ExprKind::Continue(..) | hir::ExprKind::Lit(_) |
1458       hir::ExprKind::Block(..) | hir::ExprKind::AddrOf(..) |
1459       hir::ExprKind::Struct(..) | hir::ExprKind::Repeat(..) |
1460       hir::ExprKind::Closure(..) | hir::ExprKind::Path(_) | hir::ExprKind::Yield(..) |
1461       hir::ExprKind::Box(..) | hir::ExprKind::Type(..) => {
1462         intravisit::walk_expr(this, expr);
1463       }
1464     }
1465 }
1466
1467 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1468     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1469         match expr.node {
1470             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1471                 if let Def::Local(nid) = path.def {
1472                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1473                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1474                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1475                     // as being used.
1476                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1477                     let var_hid = self.ir.tcx.hir.node_to_hir_id(nid);
1478                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1479                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.hir_id, ln, var);
1480                 }
1481             }
1482             _ => {
1483                 // For other kinds of places, no checks are required,
1484                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1485                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1486             }
1487         }
1488     }
1489
1490     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1491         let name = self.ir.variable_name(var);
1492         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1493             None
1494         } else {
1495             Some(name)
1496         }
1497     }
1498
1499     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body, entry_ln: LiveNode) {
1500         for arg in &body.arguments {
1501             arg.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _, ident| {
1502                 let sp = ident.span;
1503                 let var = self.variable(hir_id, sp);
1504                 // Ignore unused self.
1505                 if ident.name != keywords::SelfValue.name() {
1506                     if !self.warn_about_unused(sp, hir_id, entry_ln, var) {
1507                         if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1508                             self.report_dead_assign(hir_id, sp, var, true);
1509                         }
1510                     }
1511                 }
1512             })
1513         }
1514     }
1515
1516     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat) {
1517         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1518             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1519                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1520             }
1521         })
1522     }
1523
1524     fn warn_about_unused(&self,
1525                          sp: Span,
1526                          hir_id: HirId,
1527                          ln: LiveNode,
1528                          var: Variable)
1529                          -> bool {
1530         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1531             let r = self.should_warn(var);
1532             if let Some(name) = r {
1533
1534                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1535                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1536                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1537                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1538                     false
1539                 } else {
1540                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1541                 };
1542
1543                 let suggest_underscore_msg = format!("consider using `_{}` instead",
1544                                                      name);
1545
1546                 if is_assigned {
1547                     self.ir.tcx
1548                         .lint_hir_note(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, hir_id, sp,
1549                                        &format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1550                                                 name),
1551                                        &suggest_underscore_msg);
1552                 } else if name != "self" {
1553                     let msg = format!("unused variable: `{}`", name);
1554                     let mut err = self.ir.tcx
1555                         .struct_span_lint_hir(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, hir_id, sp, &msg);
1556                     if self.ir.variable_is_shorthand(var) {
1557                         err.span_suggestion_with_applicability(sp, "try ignoring the field",
1558                                                                format!("{}: _", name),
1559                                                                Applicability::MachineApplicable);
1560                     } else {
1561                         err.span_suggestion_short_with_applicability(
1562                             sp, &suggest_underscore_msg,
1563                             format!("_{}", name),
1564                             Applicability::MachineApplicable,
1565                         );
1566                     }
1567                     err.emit()
1568                 }
1569             }
1570             true
1571         } else {
1572             false
1573         }
1574     }
1575
1576     fn warn_about_dead_assign(&self,
1577                               sp: Span,
1578                               hir_id: HirId,
1579                               ln: LiveNode,
1580                               var: Variable) {
1581         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1582             self.report_dead_assign(hir_id, sp, var, false);
1583         }
1584     }
1585
1586     fn report_dead_assign(&self, hir_id: HirId, sp: Span, var: Variable, is_argument: bool) {
1587         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1588             if is_argument {
1589                 self.ir.tcx.lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, sp,
1590                     &format!("value passed to `{}` is never read", name));
1591             } else {
1592                 self.ir.tcx.lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, sp,
1593                     &format!("value assigned to `{}` is never read", name));
1594             }
1595         }
1596     }
1597 }