]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
Rollup merge of #34175 - rwz:patch-2, r=alexcrichton
[rust.git] / src / librustc / middle / liveness.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST.  Computes,
12 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
13 //! at a given point.  Program execution points are identified by their
14 //! id.
15 //!
16 //! # Basic idea
17 //!
18 //! The basic model is that each local variable is assigned an index.  We
19 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
20 //! index.  The value in the vector is either 0, indicating the variable
21 //! is dead, or the id of an expression that uses the variable.
22 //!
23 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order.  If we
24 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables.  If
25 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
26 //! variables.  When we have to merge two flows, we take the union of
27 //! those two flows---if the variable is live on both paths, we simply
28 //! pick one id.  In the event of loops, we continue doing this until a
29 //! fixed point is reached.
30 //!
31 //! ## Checking initialization
32 //!
33 //! At the function entry point, all variables must be dead.  If this is
34 //! not the case, we can report an error using the id found in the set of
35 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
36 //! dominated by an assignment.
37 //!
38 //! ## Checking moves
39 //!
40 //! After each explicit move, the variable must be dead.
41 //!
42 //! ## Computing last uses
43 //!
44 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
45 //! last use.
46 //!
47 //! # Implementation details
48 //!
49 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
50 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
51 //! enclosing function.  On the way down the tree, it identifies those AST
52 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
53 //! and assigns them contiguous IDs.  The liveness id for an AST node is
54 //! called a `live_node` (it's a newtype'd usize) and the id for a variable
55 //! is called a `variable` (another newtype'd usize).
56 //!
57 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
58 //! declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
59 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
60 //! the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
61 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
62 //!
63 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
64 //! methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
65 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
66 //!
67 //! ## The `Users` struct
68 //!
69 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
70 //! variable `V` (these are encapsulated in the `Users` struct):
71 //!
72 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
73 //!    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
74 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
75 //!    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
76 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
77 //!
78 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
79 //!    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
80 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
81 //!    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
82 //!    of `V` that follows `N`.
83 //!
84 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
85 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
86 //!   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
87 //!   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
88 //!
89 //! ## Special Variables
90 //!
91 //! We generate various special variables for various, well, special purposes.
92 //! These are described in the `specials` struct:
93 //!
94 //! - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
95 //!   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
96 //!
97 //! - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
98 //!
99 //! - `no_ret_var`: a synthetic variable that is only 'read' from, the
100 //!   fallthrough node.  This allows us to detect functions where we fail
101 //!   to return explicitly.
102 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
103 //!   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
104 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
105 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
106 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
107 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
108 use self::LoopKind::*;
109 use self::LiveNodeKind::*;
110 use self::VarKind::*;
111
112 use dep_graph::DepNode;
113 use hir::def::*;
114 use hir::pat_util;
115 use ty::{self, TyCtxt, ParameterEnvironment};
116 use traits::{self, ProjectionMode};
117 use ty::subst::Subst;
118 use lint;
119 use util::nodemap::NodeMap;
120
121 use std::{fmt, usize};
122 use std::io::prelude::*;
123 use std::io;
124 use std::rc::Rc;
125 use syntax::ast::{self, NodeId};
126 use syntax::codemap::{BytePos, original_sp, Span};
127 use syntax::parse::token::keywords;
128 use syntax::ptr::P;
129
130 use hir::Expr;
131 use hir;
132 use hir::print::{expr_to_string, block_to_string};
133 use hir::intravisit::{self, Visitor, FnKind};
134
135 /// For use with `propagate_through_loop`.
136 enum LoopKind<'a> {
137     /// An endless `loop` loop.
138     LoopLoop,
139     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
140     WhileLoop(&'a Expr),
141 }
142
143 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
144 struct Variable(usize);
145
146 #[derive(Copy, PartialEq)]
147 struct LiveNode(usize);
148
149 impl Variable {
150     fn get(&self) -> usize { let Variable(v) = *self; v }
151 }
152
153 impl LiveNode {
154     fn get(&self) -> usize { let LiveNode(v) = *self; v }
155 }
156
157 impl Clone for LiveNode {
158     fn clone(&self) -> LiveNode {
159         LiveNode(self.get())
160     }
161 }
162
163 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
164 enum LiveNodeKind {
165     FreeVarNode(Span),
166     ExprNode(Span),
167     VarDefNode(Span),
168     ExitNode
169 }
170
171 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt) -> String {
172     let cm = tcx.sess.codemap();
173     match lnk {
174         FreeVarNode(s) => {
175             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
176         }
177         ExprNode(s) => {
178             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
179         }
180         VarDefNode(s) => {
181             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
182         }
183         ExitNode => "Exit node".to_string(),
184     }
185 }
186
187 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
188     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v hir::FnDecl,
189                 b: &'v hir::Block, s: Span, id: NodeId) {
190         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
191     }
192     fn visit_local(&mut self, l: &hir::Local) { visit_local(self, l); }
193     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
194     fn visit_arm(&mut self, a: &hir::Arm) { visit_arm(self, a); }
195 }
196
197 pub fn check_crate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) {
198     let _task = tcx.dep_graph.in_task(DepNode::Liveness);
199     tcx.map.krate().visit_all_items(&mut IrMaps::new(tcx));
200     tcx.sess.abort_if_errors();
201 }
202
203 impl fmt::Debug for LiveNode {
204     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
205         write!(f, "ln({})", self.get())
206     }
207 }
208
209 impl fmt::Debug for Variable {
210     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
211         write!(f, "v({})", self.get())
212     }
213 }
214
215 // ______________________________________________________________________
216 // Creating ir_maps
217 //
218 // This is the first pass and the one that drives the main
219 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
220 // we count for each function the number of variables as well as
221 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
222 // capture clause that does something of interest: either it has
223 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
224 //
225 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
226 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
227 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
228 // of live variables at each program point.
229 //
230 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
231 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
232 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
233 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
234 // variable must not be assigned if there is some successor
235 // assignment.  And so forth.
236
237 impl LiveNode {
238     fn is_valid(&self) -> bool {
239         self.get() != usize::MAX
240     }
241 }
242
243 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(usize::MAX) }
244
245 struct CaptureInfo {
246     ln: LiveNode,
247     var_nid: NodeId
248 }
249
250 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
251 struct LocalInfo {
252     id: NodeId,
253     name: ast::Name
254 }
255
256 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
257 enum VarKind {
258     Arg(NodeId, ast::Name),
259     Local(LocalInfo),
260     ImplicitRet,
261     CleanExit
262 }
263
264 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
265     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
266
267     num_live_nodes: usize,
268     num_vars: usize,
269     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
270     variable_map: NodeMap<Variable>,
271     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
272     var_kinds: Vec<VarKind>,
273     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
274 }
275
276 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
277     fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
278         IrMaps {
279             tcx: tcx,
280             num_live_nodes: 0,
281             num_vars: 0,
282             live_node_map: NodeMap(),
283             variable_map: NodeMap(),
284             capture_info_map: NodeMap(),
285             var_kinds: Vec::new(),
286             lnks: Vec::new(),
287         }
288     }
289
290     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
291         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
292         self.lnks.push(lnk);
293         self.num_live_nodes += 1;
294
295         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
296                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
297
298         ln
299     }
300
301     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
302         let ln = self.add_live_node(lnk);
303         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
304
305         debug!("{:?} is node {}", ln, node_id);
306     }
307
308     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
309         let v = Variable(self.num_vars);
310         self.var_kinds.push(vk);
311         self.num_vars += 1;
312
313         match vk {
314             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
315                 self.variable_map.insert(node_id, v);
316             },
317             ImplicitRet | CleanExit => {}
318         }
319
320         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
321
322         v
323     }
324
325     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
326         match self.variable_map.get(&node_id) {
327             Some(&var) => var,
328             None => {
329                 span_bug!(span, "no variable registered for id {}", node_id);
330             }
331         }
332     }
333
334     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
335         match self.var_kinds[var.get()] {
336             Local(LocalInfo { name, .. }) | Arg(_, name) => {
337                 name.to_string()
338             },
339             ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string(),
340             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
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 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
354     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v hir::FnDecl,
355                 b: &'v hir::Block, s: Span, n: NodeId) {
356         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
357     }
358     fn visit_local(&mut self, l: &hir::Local) {
359         check_local(self, l);
360     }
361     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
362         check_expr(self, ex);
363     }
364     fn visit_arm(&mut self, a: &hir::Arm) {
365         check_arm(self, a);
366     }
367 }
368
369 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
370             fk: FnKind,
371             decl: &hir::FnDecl,
372             body: &hir::Block,
373             sp: Span,
374             id: ast::NodeId) {
375     debug!("visit_fn");
376
377     // swap in a new set of IR maps for this function body:
378     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
379
380     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps);
381
382     for arg in &decl.inputs {
383         pat_util::pat_bindings(&arg.pat, |_bm, arg_id, _x, path1| {
384             debug!("adding argument {}", arg_id);
385             let name = path1.node;
386             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, name));
387         })
388     };
389
390     // gather up the various local variables, significant expressions,
391     // and so forth:
392     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
393
394     // Special nodes and variables:
395     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
396     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
397     //   an implicit return
398     let specials = Specials {
399         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
400         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
401         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
402         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
403     };
404
405     // compute liveness
406     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
407     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
408
409     // check for various error conditions
410     lsets.visit_block(body);
411     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
412     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
413 }
414
415 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &hir::Local) {
416     pat_util::pat_bindings(&local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
417         debug!("adding local variable {}", p_id);
418         let name = path1.node;
419         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
420         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
421           id: p_id,
422           name: name
423         }));
424     });
425     intravisit::walk_local(ir, local);
426 }
427
428 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &hir::Arm) {
429     for pat in &arm.pats {
430         pat_util::pat_bindings(&pat, |bm, p_id, sp, path1| {
431             debug!("adding local variable {} from match with bm {:?}",
432                    p_id, bm);
433             let name = path1.node;
434             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
435             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
436                 id: p_id,
437                 name: name
438             }));
439         })
440     }
441     intravisit::walk_arm(ir, arm);
442 }
443
444 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
445     match expr.node {
446       // live nodes required for uses or definitions of variables:
447       hir::ExprPath(..) => {
448         let def = ir.tcx.expect_def(expr.id);
449         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, def);
450         if let Def::Local(..) = def {
451             ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
452         }
453         intravisit::walk_expr(ir, expr);
454       }
455       hir::ExprClosure(..) => {
456         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
457         // breaks or continues)
458         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
459
460         // Make a live_node for each captured variable, with the span
461         // being the location that the variable is used.  This results
462         // in better error messages than just pointing at the closure
463         // construction site.
464         let mut call_caps = Vec::new();
465         ir.tcx.with_freevars(expr.id, |freevars| {
466             for fv in freevars {
467                 if let Def::Local(_, rv) = fv.def {
468                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
469                     call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
470                                                 var_nid: rv});
471                 }
472             }
473         });
474         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
475
476         intravisit::walk_expr(ir, expr);
477       }
478
479       // live nodes required for interesting control flow:
480       hir::ExprIf(..) | hir::ExprMatch(..) | hir::ExprWhile(..) | hir::ExprLoop(..) => {
481         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
482         intravisit::walk_expr(ir, expr);
483       }
484       hir::ExprBinary(op, _, _) if op.node.is_lazy() => {
485         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
486         intravisit::walk_expr(ir, expr);
487       }
488
489       // otherwise, live nodes are not required:
490       hir::ExprIndex(..) | hir::ExprField(..) | hir::ExprTupField(..) |
491       hir::ExprVec(..) | hir::ExprCall(..) | hir::ExprMethodCall(..) |
492       hir::ExprTup(..) | hir::ExprBinary(..) | hir::ExprAddrOf(..) |
493       hir::ExprCast(..) | hir::ExprUnary(..) | hir::ExprBreak(_) |
494       hir::ExprAgain(_) | hir::ExprLit(_) | hir::ExprRet(..) |
495       hir::ExprBlock(..) | hir::ExprAssign(..) | hir::ExprAssignOp(..) |
496       hir::ExprStruct(..) | hir::ExprRepeat(..) |
497       hir::ExprInlineAsm(..) | hir::ExprBox(..) |
498       hir::ExprType(..) => {
499           intravisit::walk_expr(ir, expr);
500       }
501     }
502 }
503
504 // ______________________________________________________________________
505 // Computing liveness sets
506 //
507 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
508 // the same basic propagation framework in all cases.
509
510 #[derive(Clone, Copy)]
511 struct Users {
512     reader: LiveNode,
513     writer: LiveNode,
514     used: bool
515 }
516
517 fn invalid_users() -> Users {
518     Users {
519         reader: invalid_node(),
520         writer: invalid_node(),
521         used: false
522     }
523 }
524
525 #[derive(Copy, Clone)]
526 struct Specials {
527     exit_ln: LiveNode,
528     fallthrough_ln: LiveNode,
529     no_ret_var: Variable,
530     clean_exit_var: Variable
531 }
532
533 const ACC_READ: u32 = 1;
534 const ACC_WRITE: u32 = 2;
535 const ACC_USE: u32 = 4;
536
537 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
538     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
539     s: Specials,
540     successors: Vec<LiveNode>,
541     users: Vec<Users>,
542     // The list of node IDs for the nested loop scopes
543     // we're in.
544     loop_scope: Vec<NodeId>,
545     // mappings from loop node ID to LiveNode
546     // ("break" label should map to loop node ID,
547     // it probably doesn't now)
548     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
549     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
550 }
551
552 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
553     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
554         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
555         let num_vars = ir.num_vars;
556         Liveness {
557             ir: ir,
558             s: specials,
559             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
560             users: vec![invalid_users(); num_live_nodes * num_vars],
561             loop_scope: Vec::new(),
562             break_ln: NodeMap(),
563             cont_ln: NodeMap(),
564         }
565     }
566
567     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
568         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
569           Some(&ln) => ln,
570           None => {
571             // This must be a mismatch between the ir_map construction
572             // above and the propagation code below; the two sets of
573             // code have to agree about which AST nodes are worth
574             // creating liveness nodes for.
575             span_bug!(
576                 span,
577                 "no live node registered for node {}",
578                 node_id);
579           }
580         }
581     }
582
583     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
584         self.ir.variable(node_id, span)
585     }
586
587     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &hir::Pat, mut f: F) where
588         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
589     {
590         pat_util::pat_bindings(pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
591             let ln = self.live_node(p_id, sp);
592             let var = self.variable(p_id, sp);
593             f(self, ln, var, sp, p_id);
594         })
595     }
596
597     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, f: F) where
598         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
599     {
600         match pat {
601             Some(pat) => {
602                 self.pat_bindings(pat, f);
603             }
604             None => {}
605         }
606     }
607
608     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat, succ: LiveNode)
609                               -> LiveNode {
610         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
611     }
612
613     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, succ: LiveNode)
614                                    -> LiveNode {
615         let mut succ = succ;
616         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
617             this.init_from_succ(ln, succ);
618             this.define(ln, var);
619             succ = ln;
620         });
621         succ
622     }
623
624     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
625         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
626     }
627
628     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
629                       -> Option<LiveNodeKind> {
630         assert!(ln.is_valid());
631         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
632         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
633     }
634
635     /*
636     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
637     */
638     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
639                     -> Option<LiveNodeKind> {
640         let successor = self.successors[ln.get()];
641         self.live_on_entry(successor, var)
642     }
643
644     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
645         assert!(ln.is_valid());
646         self.users[self.idx(ln, var)].used
647     }
648
649     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
650                          -> Option<LiveNodeKind> {
651         assert!(ln.is_valid());
652         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
653         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
654     }
655
656     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
657                         -> Option<LiveNodeKind> {
658         let successor = self.successors[ln.get()];
659         self.assigned_on_entry(successor, var)
660     }
661
662     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
663         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
664     {
665         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
666         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
667         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
668             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
669         }
670     }
671
672     fn write_vars<F>(&self,
673                      wr: &mut Write,
674                      ln: LiveNode,
675                      mut test: F)
676                      -> io::Result<()> where
677         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
678     {
679         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
680         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
681             let idx = node_base_idx + var_idx;
682             if test(idx).is_valid() {
683                 write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx))?;
684             }
685         }
686         Ok(())
687     }
688
689     fn find_loop_scope(&self,
690                        opt_label: Option<ast::Name>,
691                        id: NodeId,
692                        sp: Span)
693                        -> NodeId {
694         match opt_label {
695             Some(_) => {
696                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
697                 // to find with one
698                 match self.ir.tcx.expect_def(id) {
699                     Def::Label(loop_id) => loop_id,
700                     _ => span_bug!(sp, "label on break/loop \
701                                         doesn't refer to a loop")
702                 }
703             }
704             None => {
705                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
706                 // loop scope
707                 if self.loop_scope.is_empty() {
708                     span_bug!(sp, "break outside loop");
709                 } else {
710                     *self.loop_scope.last().unwrap()
711                 }
712             }
713         }
714     }
715
716     #[allow(unused_must_use)]
717     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
718         let mut wr = Vec::new();
719         {
720             let wr = &mut wr as &mut Write;
721             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
722             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
723             write!(wr, "  writes");
724             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
725             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
726         }
727         String::from_utf8(wr).unwrap()
728     }
729
730     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
731         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
732
733         // It is not necessary to initialize the
734         // values to empty because this is the value
735         // they have when they are created, and the sets
736         // only grow during iterations.
737         //
738         // self.indices(ln) { |idx|
739         //     self.users[idx] = invalid_users();
740         // }
741     }
742
743     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
744         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
745         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
746
747         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
748             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
749         });
750         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
751                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
752     }
753
754     fn merge_from_succ(&mut self,
755                        ln: LiveNode,
756                        succ_ln: LiveNode,
757                        first_merge: bool)
758                        -> bool {
759         if ln == succ_ln { return false; }
760
761         let mut changed = false;
762         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
763             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
764                                        &mut this.users[idx].reader);
765             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
766                                        &mut this.users[idx].writer);
767             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
768                 this.users[idx].used = true;
769                 changed = true;
770             }
771         });
772
773         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
774                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
775         return changed;
776
777         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
778             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
779                 *dst = src;
780                 true
781             } else {
782                 false
783             }
784         }
785     }
786
787     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
788     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
789     // this) so we just clear out all the data.
790     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
791         let idx = self.idx(writer, var);
792         self.users[idx].reader = invalid_node();
793         self.users[idx].writer = invalid_node();
794
795         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
796                idx, self.ln_str(writer));
797     }
798
799     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
800     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
801         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
802                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
803
804         let idx = self.idx(ln, var);
805         let user = &mut self.users[idx];
806
807         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
808             user.reader = invalid_node();
809             user.writer = ln;
810         }
811
812         // Important: if we both read/write, must do read second
813         // or else the write will override.
814         if (acc & ACC_READ) != 0 {
815             user.reader = ln;
816         }
817
818         if (acc & ACC_USE) != 0 {
819             user.used = true;
820         }
821     }
822
823     // _______________________________________________________________________
824
825     fn compute(&mut self, decl: &hir::FnDecl, body: &hir::Block) -> LiveNode {
826         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
827         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
828         // where the body is really a closure.
829
830         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
831
832         let exit_ln = self.s.exit_ln;
833         let entry_ln: LiveNode =
834             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
835               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
836
837         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
838         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
839                {
840                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
841                        debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
842                    }
843                    body.id
844                },
845                entry_ln);
846
847         entry_ln
848     }
849
850     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &hir::FnDecl, blk: &hir::Block)
851                                   -> LiveNode {
852         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
853         // explicitly return:
854         let s = self.s;
855         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
856         if blk.expr.is_none() {
857             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
858         }
859         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
860
861         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
862     }
863
864     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block, succ: LiveNode)
865                                -> LiveNode {
866         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
867         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
868             self.propagate_through_stmt(stmt, succ)
869         })
870     }
871
872     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt, succ: LiveNode)
873                               -> LiveNode {
874         match stmt.node {
875             hir::StmtDecl(ref decl, _) => {
876                 self.propagate_through_decl(&decl, succ)
877             }
878
879             hir::StmtExpr(ref expr, _) | hir::StmtSemi(ref expr, _) => {
880                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
881             }
882         }
883     }
884
885     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &hir::Decl, succ: LiveNode)
886                               -> LiveNode {
887         match decl.node {
888             hir::DeclLocal(ref local) => {
889                 self.propagate_through_local(&local, succ)
890             }
891             hir::DeclItem(_) => succ,
892         }
893     }
894
895     fn propagate_through_local(&mut self, local: &hir::Local, succ: LiveNode)
896                                -> LiveNode {
897         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
898         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
899         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
900         // could check for uninit variables just by scanning what is live
901         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
902         // immutable variables defined in a loop:
903         //     loop { let x; x = 5; }
904         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
905         //
906         // So now we just check that variables defined w/o an
907         // initializer are not live at the point of their
908         // initialization, which is mildly more complex than checking
909         // once at the func header but otherwise equivalent.
910
911         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
912         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
913     }
914
915     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
916                                -> LiveNode {
917         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
918             self.propagate_through_expr(&expr, succ)
919         })
920     }
921
922     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
923                                   opt_expr: Option<&Expr>,
924                                   succ: LiveNode)
925                                   -> LiveNode {
926         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
927     }
928
929     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
930                               -> LiveNode {
931         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
932
933         match expr.node {
934           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
935
936           hir::ExprPath(..) => {
937               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
938           }
939
940           hir::ExprField(ref e, _) => {
941               self.propagate_through_expr(&e, succ)
942           }
943
944           hir::ExprTupField(ref e, _) => {
945               self.propagate_through_expr(&e, succ)
946           }
947
948           hir::ExprClosure(_, _, ref blk, _) => {
949               debug!("{} is an ExprClosure",
950                      expr_to_string(expr));
951
952               /*
953               The next-node for a break is the successor of the entire
954               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
955               */
956               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
957               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
958
959                  // the construction of a closure itself is not important,
960                  // but we have to consider the closed over variables.
961                  let caps = match this.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
962                     Some(caps) => caps.clone(),
963                     None => {
964                         span_bug!(expr.span, "no registered caps");
965                      }
966                  };
967                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
968                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
969                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
970                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
971                      cap.ln
972                  })
973               })
974           }
975
976           hir::ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
977             //
978             //     (cond)
979             //       |
980             //       v
981             //     (expr)
982             //     /   \
983             //    |     |
984             //    v     v
985             //  (then)(els)
986             //    |     |
987             //    v     v
988             //   (  succ  )
989             //
990             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
991             let then_ln = self.propagate_through_block(&then, succ);
992             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
993             self.init_from_succ(ln, else_ln);
994             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
995             self.propagate_through_expr(&cond, ln)
996           }
997
998           hir::ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
999             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&cond), &blk, succ)
1000           }
1001
1002           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1003           // at the label ident
1004           hir::ExprLoop(ref blk, _) => {
1005             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &blk, succ)
1006           }
1007
1008           hir::ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1009             //
1010             //      (e)
1011             //       |
1012             //       v
1013             //     (expr)
1014             //     / | \
1015             //    |  |  |
1016             //    v  v  v
1017             //   (..arms..)
1018             //    |  |  |
1019             //    v  v  v
1020             //   (  succ  )
1021             //
1022             //
1023             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1024             self.init_empty(ln, succ);
1025             let mut first_merge = true;
1026             for arm in arms {
1027                 let body_succ =
1028                     self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1029                 let guard_succ =
1030                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1031                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1032                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1033                 // the "authoritative" set of ids
1034                 let arm_succ =
1035                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1036                                                      guard_succ);
1037                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1038                 first_merge = false;
1039             };
1040             self.propagate_through_expr(&e, ln)
1041           }
1042
1043           hir::ExprRet(ref o_e) => {
1044             // ignore succ and subst exit_ln:
1045             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1046             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1047           }
1048
1049           hir::ExprBreak(opt_label) => {
1050               // Find which label this break jumps to
1051               let sc = self.find_loop_scope(opt_label.map(|l| l.node), expr.id, expr.span);
1052
1053               // Now that we know the label we're going to,
1054               // look it up in the break loop nodes table
1055
1056               match self.break_ln.get(&sc) {
1057                   Some(&b) => b,
1058                   None => span_bug!(expr.span, "break to unknown label")
1059               }
1060           }
1061
1062           hir::ExprAgain(opt_label) => {
1063               // Find which label this expr continues to
1064               let sc = self.find_loop_scope(opt_label.map(|l| l.node), expr.id, expr.span);
1065
1066               // Now that we know the label we're going to,
1067               // look it up in the continue loop nodes table
1068
1069               match self.cont_ln.get(&sc) {
1070                   Some(&b) => b,
1071                   None => span_bug!(expr.span, "loop to unknown label")
1072               }
1073           }
1074
1075           hir::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1076             // see comment on lvalues in
1077             // propagate_through_lvalue_components()
1078             let succ = self.write_lvalue(&l, succ, ACC_WRITE);
1079             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&l, succ);
1080             self.propagate_through_expr(&r, succ)
1081           }
1082
1083           hir::ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1084             // an overloaded assign op is like a method call
1085             if self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) {
1086                 let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1087                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1088             } else {
1089                 // see comment on lvalues in
1090                 // propagate_through_lvalue_components()
1091                 let succ = self.write_lvalue(&l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1092                 let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1093                 self.propagate_through_lvalue_components(&l, succ)
1094             }
1095           }
1096
1097           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1098
1099           hir::ExprVec(ref exprs) => {
1100             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1101           }
1102
1103           hir::ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1104             let succ = self.propagate_through_expr(&count, succ);
1105             self.propagate_through_expr(&element, succ)
1106           }
1107
1108           hir::ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1109             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1110             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1111                 self.propagate_through_expr(&field.expr, succ)
1112             })
1113           }
1114
1115           hir::ExprCall(ref f, ref args) => {
1116             let diverges = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) &&
1117                 self.ir.tcx.expr_ty_adjusted(&f).fn_ret().diverges();
1118             let succ = if diverges {
1119                 self.s.exit_ln
1120             } else {
1121                 succ
1122             };
1123             let succ = self.propagate_through_exprs(&args[..], succ);
1124             self.propagate_through_expr(&f, succ)
1125           }
1126
1127           hir::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1128             let method_call = ty::MethodCall::expr(expr.id);
1129             let method_ty = self.ir.tcx.tables.borrow().method_map[&method_call].ty;
1130             let succ = if method_ty.fn_ret().diverges() {
1131                 self.s.exit_ln
1132             } else {
1133                 succ
1134             };
1135             self.propagate_through_exprs(&args[..], succ)
1136           }
1137
1138           hir::ExprTup(ref exprs) => {
1139             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1140           }
1141
1142           hir::ExprBinary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1143             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1144
1145             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1146             self.init_from_succ(ln, succ);
1147             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1148
1149             self.propagate_through_expr(&l, ln)
1150           }
1151
1152           hir::ExprIndex(ref l, ref r) |
1153           hir::ExprBinary(_, ref l, ref r) => {
1154             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1155             self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1156           }
1157
1158           hir::ExprBox(ref e) |
1159           hir::ExprAddrOf(_, ref e) |
1160           hir::ExprCast(ref e, _) |
1161           hir::ExprType(ref e, _) |
1162           hir::ExprUnary(_, ref e) => {
1163             self.propagate_through_expr(&e, succ)
1164           }
1165
1166           hir::ExprInlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1167             let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1168                 // see comment on lvalues
1169                 // in propagate_through_lvalue_components()
1170                 if o.is_indirect {
1171                     self.propagate_through_expr(output, succ)
1172                 } else {
1173                     let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE|ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1174                     let succ = self.write_lvalue(output, succ, acc);
1175                     self.propagate_through_lvalue_components(output, succ)
1176                 }
1177             });
1178
1179             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1180             self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1181           }
1182
1183           hir::ExprLit(..) => {
1184             succ
1185           }
1186
1187           hir::ExprBlock(ref blk) => {
1188             self.propagate_through_block(&blk, succ)
1189           }
1190         }
1191     }
1192
1193     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1194                                            expr: &Expr,
1195                                            succ: LiveNode)
1196                                            -> LiveNode {
1197         // # Lvalues
1198         //
1199         // In general, the full flow graph structure for an
1200         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1201         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1202         // value" or not. A tracked value is basically a local
1203         // variable or argument.
1204         //
1205         // The two kinds of graphs are:
1206         //
1207         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1208         // ----------------------++-----------------------
1209         //                       ||
1210         //         |             ||           |
1211         //         v             ||           v
1212         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1213         //         |             ||           |
1214         //         v             ||           v
1215         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1216         //         |             ||           |
1217         //         v             ||           v
1218         //      (succ)           ||        (succ)
1219         //                       ||
1220         // ----------------------++-----------------------
1221         //
1222         // I will cover the two cases in turn:
1223         //
1224         // # Tracked lvalues
1225         //
1226         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1227         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1228         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1229         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1230         // consider.
1231         //
1232         // # Non-tracked lvalues
1233         //
1234         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1235         // basically ignore the value which is written to but generate
1236         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1237         // components reads are generated by
1238         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1239         //
1240         // # Illegal lvalues
1241         //
1242         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1243         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1244         // just ignore such cases and treat them as reads.
1245
1246         match expr.node {
1247             hir::ExprPath(..) => succ,
1248             hir::ExprField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1249             hir::ExprTupField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1250             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1251         }
1252     }
1253
1254     // see comment on propagate_through_lvalue()
1255     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1256                     -> LiveNode {
1257         match expr.node {
1258           hir::ExprPath(..) => {
1259               self.access_path(expr, succ, acc)
1260           }
1261
1262           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1263           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1264           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1265           // later pass borrowck.
1266           _ => succ
1267         }
1268     }
1269
1270     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1271                    -> LiveNode {
1272         match self.ir.tcx.expect_def(expr.id) {
1273           Def::Local(_, nid) => {
1274             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1275             if acc != 0 {
1276                 self.init_from_succ(ln, succ);
1277                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1278                 self.acc(ln, var, acc);
1279             }
1280             ln
1281           }
1282           _ => succ
1283         }
1284     }
1285
1286     fn propagate_through_loop(&mut self,
1287                               expr: &Expr,
1288                               kind: LoopKind,
1289                               body: &hir::Block,
1290                               succ: LiveNode)
1291                               -> LiveNode {
1292
1293         /*
1294
1295         We model control flow like this:
1296
1297               (cond) <--+
1298                 |       |
1299                 v       |
1300           +-- (expr)    |
1301           |     |       |
1302           |     v       |
1303           |   (body) ---+
1304           |
1305           |
1306           v
1307         (succ)
1308
1309         */
1310
1311
1312         // first iteration:
1313         let mut first_merge = true;
1314         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1315         self.init_empty(ln, succ);
1316         match kind {
1317             LoopLoop => {}
1318             _ => {
1319                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1320                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1321                 // in the loop body.
1322                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1323                 first_merge = false;
1324             }
1325         }
1326         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1327                expr.id, block_to_string(body));
1328
1329         let cond_ln = match kind {
1330             LoopLoop => ln,
1331             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&cond, ln),
1332         };
1333         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1334             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1335         });
1336
1337         // repeat until fixed point is reached:
1338         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1339             first_merge = false;
1340
1341             let new_cond_ln = match kind {
1342                 LoopLoop => ln,
1343                 WhileLoop(ref cond) => {
1344                     self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1345                 }
1346             };
1347             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1348             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1349             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1350         }
1351
1352         cond_ln
1353     }
1354
1355     fn with_loop_nodes<R, F>(&mut self,
1356                              loop_node_id: NodeId,
1357                              break_ln: LiveNode,
1358                              cont_ln: LiveNode,
1359                              f: F)
1360                              -> R where
1361         F: FnOnce(&mut Liveness<'a, 'tcx>) -> R,
1362     {
1363         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1364         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1365         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1366         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1367         let r = f(self);
1368         self.loop_scope.pop();
1369         r
1370     }
1371 }
1372
1373 // _______________________________________________________________________
1374 // Checking for error conditions
1375
1376 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &hir::Local) {
1377     match local.init {
1378         Some(_) => {
1379             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&local.pat);
1380         },
1381         None => {
1382             this.pat_bindings(&local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1383                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1384             })
1385         }
1386     }
1387
1388     intravisit::walk_local(this, local);
1389 }
1390
1391 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &hir::Arm) {
1392     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1393     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1394     // the "authoritative" set of ids
1395     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1396         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1397     });
1398     intravisit::walk_arm(this, arm);
1399 }
1400
1401 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1402     match expr.node {
1403       hir::ExprAssign(ref l, _) => {
1404         this.check_lvalue(&l);
1405
1406         intravisit::walk_expr(this, expr);
1407       }
1408
1409       hir::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1410         if !this.ir.tcx.is_method_call(expr.id) {
1411             this.check_lvalue(&l);
1412         }
1413
1414         intravisit::walk_expr(this, expr);
1415       }
1416
1417       hir::ExprInlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1418         for input in inputs {
1419           this.visit_expr(input);
1420         }
1421
1422         // Output operands must be lvalues
1423         for (o, output) in ia.outputs.iter().zip(outputs) {
1424           if !o.is_indirect {
1425             this.check_lvalue(output);
1426           }
1427           this.visit_expr(output);
1428         }
1429
1430         intravisit::walk_expr(this, expr);
1431       }
1432
1433       // no correctness conditions related to liveness
1434       hir::ExprCall(..) | hir::ExprMethodCall(..) | hir::ExprIf(..) |
1435       hir::ExprMatch(..) | hir::ExprWhile(..) | hir::ExprLoop(..) |
1436       hir::ExprIndex(..) | hir::ExprField(..) | hir::ExprTupField(..) |
1437       hir::ExprVec(..) | hir::ExprTup(..) | hir::ExprBinary(..) |
1438       hir::ExprCast(..) | hir::ExprUnary(..) | hir::ExprRet(..) |
1439       hir::ExprBreak(..) | hir::ExprAgain(..) | hir::ExprLit(_) |
1440       hir::ExprBlock(..) | hir::ExprAddrOf(..) |
1441       hir::ExprStruct(..) | hir::ExprRepeat(..) |
1442       hir::ExprClosure(..) | hir::ExprPath(..) | hir::ExprBox(..) |
1443       hir::ExprType(..) => {
1444         intravisit::walk_expr(this, expr);
1445       }
1446     }
1447 }
1448
1449 fn check_fn(_v: &Liveness,
1450             _fk: FnKind,
1451             _decl: &hir::FnDecl,
1452             _body: &hir::Block,
1453             _sp: Span,
1454             _id: NodeId) {
1455     // do not check contents of nested fns
1456 }
1457
1458 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1459     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::PolyFnOutput<'tcx> {
1460         let fn_ty = self.ir.tcx.node_id_to_type(id);
1461         match fn_ty.sty {
1462             ty::TyClosure(closure_def_id, substs) =>
1463                 self.ir.tcx.closure_type(closure_def_id, substs).sig.output(),
1464             _ => fn_ty.fn_ret()
1465         }
1466     }
1467
1468     fn check_ret(&self,
1469                  id: NodeId,
1470                  sp: Span,
1471                  _fk: FnKind,
1472                  entry_ln: LiveNode,
1473                  body: &hir::Block)
1474     {
1475         // within the fn body, late-bound regions are liberated
1476         // and must outlive the *call-site* of the function.
1477         let fn_ret =
1478             self.ir.tcx.liberate_late_bound_regions(
1479                 self.ir.tcx.region_maps.call_site_extent(id, body.id),
1480                 &self.fn_ret(id));
1481
1482         match fn_ret {
1483             ty::FnConverging(t_ret)
1484                     if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() => {
1485
1486                 let param_env = ParameterEnvironment::for_item(self.ir.tcx, id);
1487                 let t_ret_subst = t_ret.subst(self.ir.tcx, &param_env.free_substs);
1488                 let is_nil = self.ir.tcx.infer_ctxt(None, Some(param_env),
1489                                                     ProjectionMode::Any).enter(|infcx| {
1490                     let cause = traits::ObligationCause::dummy();
1491                     traits::fully_normalize(&infcx, cause, &t_ret_subst).unwrap().is_nil()
1492                 });
1493
1494                 // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1495                 if !is_nil {
1496                     let ends_with_stmt = match body.expr {
1497                         None if !body.stmts.is_empty() =>
1498                             match body.stmts.last().unwrap().node {
1499                                 hir::StmtSemi(ref e, _) => {
1500                                     self.ir.tcx.expr_ty(&e) == t_ret
1501                                 },
1502                                 _ => false
1503                             },
1504                         _ => false
1505                     };
1506                     let mut err = struct_span_err!(self.ir.tcx.sess,
1507                                                    sp,
1508                                                    E0269,
1509                                                    "not all control paths return a value");
1510                     if ends_with_stmt {
1511                         let last_stmt = body.stmts.last().unwrap();
1512                         let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1513                                                         last_stmt.span, sp);
1514                         let span_semicolon = Span {
1515                             lo: original_span.hi - BytePos(1),
1516                             hi: original_span.hi,
1517                             expn_id: original_span.expn_id
1518                         };
1519                         err.span_help(span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1520                     }
1521                     err.emit();
1522                 }
1523             }
1524             ty::FnDiverging
1525                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.clean_exit_var).is_some() => {
1526                     span_err!(self.ir.tcx.sess, sp, E0270,
1527                         "computation may converge in a function marked as diverging");
1528                 }
1529
1530             _ => {}
1531         }
1532     }
1533
1534     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1535         match expr.node {
1536             hir::ExprPath(..) => {
1537                 if let Def::Local(_, nid) = self.ir.tcx.expect_def(expr.id) {
1538                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1539                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1540                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1541                     // as being used.
1542                     let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1543                     let var = self.variable(nid, expr.span);
1544                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1545                 }
1546             }
1547             _ => {
1548                 // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1549                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1550                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1551             }
1552         }
1553     }
1554
1555     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1556         let name = self.ir.variable_name(var);
1557         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1558             None
1559         } else {
1560             Some(name)
1561         }
1562     }
1563
1564     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &hir::FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1565         for arg in &decl.inputs {
1566             pat_util::pat_bindings(&arg.pat, |_bm, p_id, sp, path1| {
1567                 let var = self.variable(p_id, sp);
1568                 // Ignore unused self.
1569                 let name = path1.node;
1570                 if name != keywords::SelfValue.name() {
1571                     if !self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var) {
1572                         if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1573                             self.report_dead_assign(p_id, sp, var, true);
1574                         }
1575                     }
1576                 }
1577             })
1578         }
1579     }
1580
1581     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat) {
1582         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1583             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1584                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1585             }
1586         })
1587     }
1588
1589     fn warn_about_unused(&self,
1590                          sp: Span,
1591                          id: NodeId,
1592                          ln: LiveNode,
1593                          var: Variable)
1594                          -> bool {
1595         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1596             let r = self.should_warn(var);
1597             if let Some(name) = r {
1598
1599                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1600                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1601                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1602                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1603                     false
1604                 } else {
1605                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1606                 };
1607
1608                 if is_assigned {
1609                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1610                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1611                                 name));
1612                 } else if name != "self" {
1613                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1614                         format!("unused variable: `{}`", name));
1615                 }
1616             }
1617             true
1618         } else {
1619             false
1620         }
1621     }
1622
1623     fn warn_about_dead_assign(&self,
1624                               sp: Span,
1625                               id: NodeId,
1626                               ln: LiveNode,
1627                               var: Variable) {
1628         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1629             self.report_dead_assign(id, sp, var, false);
1630         }
1631     }
1632
1633     fn report_dead_assign(&self, id: NodeId, sp: Span, var: Variable, is_argument: bool) {
1634         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1635             if is_argument {
1636                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1637                     format!("value passed to `{}` is never read", name));
1638             } else {
1639                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1640                     format!("value assigned to `{}` is never read", name));
1641             }
1642         }
1643     }
1644 }