]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
Auto merge of #22541 - Manishearth:rollup, r=Gankro
[rust.git] / src / librustc / middle / liveness.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST.  Computes,
12 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
13 //! at a given point.  Program execution points are identified by their
14 //! id.
15 //!
16 //! # Basic idea
17 //!
18 //! The basic model is that each local variable is assigned an index.  We
19 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
20 //! index.  The value in the vector is either 0, indicating the variable
21 //! is dead, or the id of an expression that uses the variable.
22 //!
23 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order.  If we
24 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables.  If
25 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
26 //! variables.  When we have to merge two flows, we take the union of
27 //! those two flows---if the variable is live on both paths, we simply
28 //! pick one id.  In the event of loops, we continue doing this until a
29 //! fixed point is reached.
30 //!
31 //! ## Checking initialization
32 //!
33 //! At the function entry point, all variables must be dead.  If this is
34 //! not the case, we can report an error using the id found in the set of
35 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
36 //! dominated by an assignment.
37 //!
38 //! ## Checking moves
39 //!
40 //! After each explicit move, the variable must be dead.
41 //!
42 //! ## Computing last uses
43 //!
44 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
45 //! last use.
46 //!
47 //! # Implementation details
48 //!
49 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
50 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
51 //! enclosing function.  On the way down the tree, it identifies those AST
52 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
53 //! and assigns them contiguous IDs.  The liveness id for an AST node is
54 //! called a `live_node` (it's a newtype'd uint) and the id for a variable
55 //! is called a `variable` (another newtype'd uint).
56 //!
57 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
58 //! declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
59 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
60 //! the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
61 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
62 //!
63 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
64 //! methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
65 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
66 //!
67 //! ## The `Users` struct
68 //!
69 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
70 //! variable `V` (these are encapsulated in the `Users` struct):
71 //!
72 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
73 //!    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
74 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
75 //!    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
76 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
77 //!
78 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
79 //!    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
80 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
81 //!    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
82 //!    of `V` that follows `N`.
83 //!
84 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
85 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
86 //!   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
87 //!   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
88 //!
89 //! ## Special Variables
90 //!
91 //! We generate various special variables for various, well, special purposes.
92 //! These are described in the `specials` struct:
93 //!
94 //! - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
95 //!   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
96 //!
97 //! - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
98 //!
99 //! - `no_ret_var`: a synthetic variable that is only 'read' from, the
100 //!   fallthrough node.  This allows us to detect functions where we fail
101 //!   to return explicitly.
102 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
103 //!   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
104 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
105 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
106 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
107 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
108 use self::LoopKind::*;
109 use self::LiveNodeKind::*;
110 use self::VarKind::*;
111
112 use middle::def::*;
113 use middle::mem_categorization::Typer;
114 use middle::pat_util;
115 use middle::region;
116 use middle::ty;
117 use middle::ty::ClosureTyper;
118 use lint;
119 use util::nodemap::NodeMap;
120
121 use std::{fmt, old_io, uint};
122 use std::rc::Rc;
123 use std::iter::repeat;
124 use syntax::ast::{self, NodeId, Expr};
125 use syntax::codemap::{BytePos, original_sp, Span};
126 use syntax::parse::token::{self, special_idents};
127 use syntax::print::pprust::{expr_to_string, block_to_string};
128 use syntax::ptr::P;
129 use syntax::ast_util;
130 use syntax::visit::{self, Visitor, FnKind};
131
132 /// For use with `propagate_through_loop`.
133 enum LoopKind<'a> {
134     /// An endless `loop` loop.
135     LoopLoop,
136     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
137     WhileLoop(&'a Expr),
138 }
139
140 #[derive(Copy, PartialEq)]
141 struct Variable(uint);
142
143 #[derive(Copy, PartialEq)]
144 struct LiveNode(uint);
145
146 impl Variable {
147     fn get(&self) -> uint { let Variable(v) = *self; v }
148 }
149
150 impl LiveNode {
151     fn get(&self) -> uint { let LiveNode(v) = *self; v }
152 }
153
154 impl Clone for LiveNode {
155     fn clone(&self) -> LiveNode {
156         LiveNode(self.get())
157     }
158 }
159
160 #[derive(Copy, PartialEq, Debug)]
161 enum LiveNodeKind {
162     FreeVarNode(Span),
163     ExprNode(Span),
164     VarDefNode(Span),
165     ExitNode
166 }
167
168 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &ty::ctxt) -> String {
169     let cm = cx.sess.codemap();
170     match lnk {
171         FreeVarNode(s) => {
172             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
173         }
174         ExprNode(s) => {
175             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
176         }
177         VarDefNode(s) => {
178             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
179         }
180         ExitNode => "Exit node".to_string(),
181     }
182 }
183
184 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
185     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
186                 b: &'v ast::Block, s: Span, id: NodeId) {
187         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
188     }
189     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) { visit_local(self, l); }
190     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
191     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) { visit_arm(self, a); }
192 }
193
194 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
195     visit::walk_crate(&mut IrMaps::new(tcx), tcx.map.krate());
196     tcx.sess.abort_if_errors();
197 }
198
199 impl fmt::Debug for LiveNode {
200     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
201         write!(f, "ln({})", self.get())
202     }
203 }
204
205 impl fmt::Debug for Variable {
206     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
207         write!(f, "v({})", self.get())
208     }
209 }
210
211 // ______________________________________________________________________
212 // Creating ir_maps
213 //
214 // This is the first pass and the one that drives the main
215 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
216 // we count for each function the number of variables as well as
217 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
218 // capture clause that does something of interest: either it has
219 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
220 //
221 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
222 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
223 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
224 // of live variables at each program point.
225 //
226 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
227 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
228 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
229 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
230 // variable must not be assigned if there is some successor
231 // assignment.  And so forth.
232
233 impl LiveNode {
234     fn is_valid(&self) -> bool {
235         self.get() != uint::MAX
236     }
237 }
238
239 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(uint::MAX) }
240
241 struct CaptureInfo {
242     ln: LiveNode,
243     var_nid: NodeId
244 }
245
246 #[derive(Copy, Debug)]
247 struct LocalInfo {
248     id: NodeId,
249     ident: ast::Ident
250 }
251
252 #[derive(Copy, Debug)]
253 enum VarKind {
254     Arg(NodeId, ast::Ident),
255     Local(LocalInfo),
256     ImplicitRet,
257     CleanExit
258 }
259
260 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
261     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
262
263     num_live_nodes: uint,
264     num_vars: uint,
265     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
266     variable_map: NodeMap<Variable>,
267     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
268     var_kinds: Vec<VarKind>,
269     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
270 }
271
272 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
273     fn new(tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
274         IrMaps {
275             tcx: tcx,
276             num_live_nodes: 0,
277             num_vars: 0,
278             live_node_map: NodeMap(),
279             variable_map: NodeMap(),
280             capture_info_map: NodeMap(),
281             var_kinds: Vec::new(),
282             lnks: Vec::new(),
283         }
284     }
285
286     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
287         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
288         self.lnks.push(lnk);
289         self.num_live_nodes += 1;
290
291         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
292                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
293
294         ln
295     }
296
297     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
298         let ln = self.add_live_node(lnk);
299         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
300
301         debug!("{:?} is node {}", ln, node_id);
302     }
303
304     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
305         let v = Variable(self.num_vars);
306         self.var_kinds.push(vk);
307         self.num_vars += 1;
308
309         match vk {
310             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
311                 self.variable_map.insert(node_id, v);
312             },
313             ImplicitRet | CleanExit => {}
314         }
315
316         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
317
318         v
319     }
320
321     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
322         match self.variable_map.get(&node_id) {
323           Some(&var) => var,
324           None => {
325             self.tcx
326                 .sess
327                 .span_bug(span, &format!("no variable registered for id {}",
328                                         node_id)[]);
329           }
330         }
331     }
332
333     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
334         match self.var_kinds[var.get()] {
335             Local(LocalInfo { ident: nm, .. }) | Arg(_, nm) => {
336                 token::get_ident(nm).to_string()
337             },
338             ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string(),
339             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
340         }
341     }
342
343     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
344         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
345     }
346
347     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
348         self.lnks[ln.get()]
349     }
350 }
351
352 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
353     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
354                 b: &'v ast::Block, s: Span, n: NodeId) {
355         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
356     }
357     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) {
358         check_local(self, l);
359     }
360     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
361         check_expr(self, ex);
362     }
363     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) {
364         check_arm(self, a);
365     }
366 }
367
368 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
369             fk: FnKind,
370             decl: &ast::FnDecl,
371             body: &ast::Block,
372             sp: Span,
373             id: ast::NodeId) {
374     debug!("visit_fn");
375
376     // swap in a new set of IR maps for this function body:
377     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
378
379     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps);
380
381     for arg in &decl.inputs {
382         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
383                                &*arg.pat,
384                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
385             debug!("adding argument {}", arg_id);
386             let ident = path1.node;
387             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, ident));
388         })
389     };
390
391     // gather up the various local variables, significant expressions,
392     // and so forth:
393     visit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
394
395     // Special nodes and variables:
396     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
397     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
398     //   an implicit return
399     let specials = Specials {
400         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
401         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
402         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
403         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
404     };
405
406     // compute liveness
407     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
408     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
409
410     // check for various error conditions
411     lsets.visit_block(body);
412     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
413     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
414 }
415
416 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &ast::Local) {
417     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &*local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
418         debug!("adding local variable {}", p_id);
419         let name = path1.node;
420         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
421         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
422           id: p_id,
423           ident: name
424         }));
425     });
426     visit::walk_local(ir, local);
427 }
428
429 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &ast::Arm) {
430     for pat in &arm.pats {
431         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
432             debug!("adding local variable {} from match with bm {:?}",
433                    p_id, bm);
434             let name = path1.node;
435             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
436             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
437                 id: p_id,
438                 ident: name
439             }));
440         })
441     }
442     visit::walk_arm(ir, arm);
443 }
444
445 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
446     match expr.node {
447       // live nodes required for uses or definitions of variables:
448       ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => {
449         let def = ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone();
450         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, def);
451         if let DefLocal(..) = def {
452             ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
453         }
454         visit::walk_expr(ir, expr);
455       }
456       ast::ExprClosure(..) => {
457         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
458         // breaks or continues)
459         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
460
461         // Make a live_node for each captured variable, with the span
462         // being the location that the variable is used.  This results
463         // in better error messages than just pointing at the closure
464         // construction site.
465         let mut call_caps = Vec::new();
466         ty::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
467             for fv in freevars {
468                 if let DefLocal(rv) = fv.def {
469                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
470                     call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
471                                                 var_nid: rv});
472                 }
473             }
474         });
475         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
476
477         visit::walk_expr(ir, expr);
478       }
479
480       // live nodes required for interesting control flow:
481       ast::ExprIf(..) | ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) => {
482         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
483         visit::walk_expr(ir, expr);
484       }
485       ast::ExprIfLet(..) => {
486           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
487       }
488       ast::ExprWhileLet(..) => {
489           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
490       }
491       ast::ExprForLoop(..) => {
492           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprForLoop");
493       }
494       ast::ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op.node) => {
495         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
496         visit::walk_expr(ir, expr);
497       }
498
499       // otherwise, live nodes are not required:
500       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
501       ast::ExprVec(..) | ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) |
502       ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
503       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprBreak(_) |
504       ast::ExprAgain(_) | ast::ExprLit(_) | ast::ExprRet(..) |
505       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprAssign(..) | ast::ExprAssignOp(..) |
506       ast::ExprMac(..) | ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) |
507       ast::ExprParen(..) | ast::ExprInlineAsm(..) | ast::ExprBox(..) |
508       ast::ExprRange(..) => {
509           visit::walk_expr(ir, expr);
510       }
511     }
512 }
513
514 // ______________________________________________________________________
515 // Computing liveness sets
516 //
517 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
518 // the same basic propagation framework in all cases.
519
520 #[derive(Clone, Copy)]
521 struct Users {
522     reader: LiveNode,
523     writer: LiveNode,
524     used: bool
525 }
526
527 fn invalid_users() -> Users {
528     Users {
529         reader: invalid_node(),
530         writer: invalid_node(),
531         used: false
532     }
533 }
534
535 #[derive(Copy)]
536 struct Specials {
537     exit_ln: LiveNode,
538     fallthrough_ln: LiveNode,
539     no_ret_var: Variable,
540     clean_exit_var: Variable
541 }
542
543 static ACC_READ: uint = 1;
544 static ACC_WRITE: uint = 2;
545 static ACC_USE: uint = 4;
546
547 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
548     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
549     s: Specials,
550     successors: Vec<LiveNode>,
551     users: Vec<Users>,
552     // The list of node IDs for the nested loop scopes
553     // we're in.
554     loop_scope: Vec<NodeId>,
555     // mappings from loop node ID to LiveNode
556     // ("break" label should map to loop node ID,
557     // it probably doesn't now)
558     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
559     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
560 }
561
562 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
563     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
564         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
565         let num_vars = ir.num_vars;
566         Liveness {
567             ir: ir,
568             s: specials,
569             successors: repeat(invalid_node()).take(num_live_nodes).collect(),
570             users: repeat(invalid_users()).take(num_live_nodes * num_vars).collect(),
571             loop_scope: Vec::new(),
572             break_ln: NodeMap(),
573             cont_ln: NodeMap(),
574         }
575     }
576
577     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
578         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
579           Some(&ln) => ln,
580           None => {
581             // This must be a mismatch between the ir_map construction
582             // above and the propagation code below; the two sets of
583             // code have to agree about which AST nodes are worth
584             // creating liveness nodes for.
585             self.ir.tcx.sess.span_bug(
586                 span,
587                 &format!("no live node registered for node {}",
588                         node_id)[]);
589           }
590         }
591     }
592
593     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
594         self.ir.variable(node_id, span)
595     }
596
597     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &ast::Pat, mut f: F) where
598         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
599     {
600         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
601             let ln = self.live_node(p_id, sp);
602             let var = self.variable(p_id, sp);
603             f(self, ln, var, sp, p_id);
604         })
605     }
606
607     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, f: F) where
608         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
609     {
610         match pat {
611             Some(pat) => {
612                 self.pat_bindings(pat, f);
613             }
614             None => {}
615         }
616     }
617
618     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat, succ: LiveNode)
619                               -> LiveNode {
620         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
621     }
622
623     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, succ: LiveNode)
624                                    -> LiveNode {
625         let mut succ = succ;
626         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
627             this.init_from_succ(ln, succ);
628             this.define(ln, var);
629             succ = ln;
630         });
631         succ
632     }
633
634     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
635         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
636     }
637
638     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
639                       -> Option<LiveNodeKind> {
640         assert!(ln.is_valid());
641         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
642         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
643     }
644
645     /*
646     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
647     */
648     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
649                     -> Option<LiveNodeKind> {
650         let successor = self.successors[ln.get()];
651         self.live_on_entry(successor, var)
652     }
653
654     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
655         assert!(ln.is_valid());
656         self.users[self.idx(ln, var)].used
657     }
658
659     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
660                          -> Option<LiveNodeKind> {
661         assert!(ln.is_valid());
662         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
663         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
664     }
665
666     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
667                         -> Option<LiveNodeKind> {
668         let successor = self.successors[ln.get()];
669         self.assigned_on_entry(successor, var)
670     }
671
672     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
673         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint),
674     {
675         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
676         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
677         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
678             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
679         }
680     }
681
682     fn write_vars<F>(&self,
683                      wr: &mut old_io::Writer,
684                      ln: LiveNode,
685                      mut test: F)
686                      -> old_io::IoResult<()> where
687         F: FnMut(uint) -> LiveNode,
688     {
689         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
690         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
691             let idx = node_base_idx + var_idx;
692             if test(idx).is_valid() {
693                 try!(write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx)));
694             }
695         }
696         Ok(())
697     }
698
699     fn find_loop_scope(&self,
700                        opt_label: Option<ast::Ident>,
701                        id: NodeId,
702                        sp: Span)
703                        -> NodeId {
704         match opt_label {
705             Some(_) => {
706                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
707                 // to find with one
708                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().get(&id) {
709                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
710                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
711                                                         doesn't refer to a loop")
712                 }
713             }
714             None => {
715                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
716                 // loop scope
717                 if self.loop_scope.len() == 0 {
718                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
719                 } else {
720                     *self.loop_scope.last().unwrap()
721                 }
722             }
723         }
724     }
725
726     #[allow(unused_must_use)]
727     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
728         let mut wr = Vec::new();
729         {
730             let wr = &mut wr as &mut old_io::Writer;
731             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
732             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
733             write!(wr, "  writes");
734             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
735             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
736         }
737         String::from_utf8(wr).unwrap()
738     }
739
740     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
741         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
742
743         // It is not necessary to initialize the
744         // values to empty because this is the value
745         // they have when they are created, and the sets
746         // only grow during iterations.
747         //
748         // self.indices(ln) { |idx|
749         //     self.users[idx] = invalid_users();
750         // }
751     }
752
753     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
754         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
755         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
756
757         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
758             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
759         });
760         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
761                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
762     }
763
764     fn merge_from_succ(&mut self,
765                        ln: LiveNode,
766                        succ_ln: LiveNode,
767                        first_merge: bool)
768                        -> bool {
769         if ln == succ_ln { return false; }
770
771         let mut changed = false;
772         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
773             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
774                                        &mut this.users[idx].reader);
775             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
776                                        &mut this.users[idx].writer);
777             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
778                 this.users[idx].used = true;
779                 changed = true;
780             }
781         });
782
783         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
784                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
785         return changed;
786
787         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
788             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
789                 *dst = src;
790                 true
791             } else {
792                 false
793             }
794         }
795     }
796
797     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
798     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
799     // this) so we just clear out all the data.
800     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
801         let idx = self.idx(writer, var);
802         self.users[idx].reader = invalid_node();
803         self.users[idx].writer = invalid_node();
804
805         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
806                idx, self.ln_str(writer));
807     }
808
809     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
810     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
811         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
812                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
813
814         let idx = self.idx(ln, var);
815         let user = &mut self.users[idx];
816
817         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
818             user.reader = invalid_node();
819             user.writer = ln;
820         }
821
822         // Important: if we both read/write, must do read second
823         // or else the write will override.
824         if (acc & ACC_READ) != 0 {
825             user.reader = ln;
826         }
827
828         if (acc & ACC_USE) != 0 {
829             user.used = true;
830         }
831     }
832
833     // _______________________________________________________________________
834
835     fn compute(&mut self, decl: &ast::FnDecl, body: &ast::Block) -> LiveNode {
836         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
837         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
838         // where the body is really a closure.
839
840         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
841
842         let exit_ln = self.s.exit_ln;
843         let entry_ln: LiveNode =
844             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
845               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
846
847         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
848         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
849                {
850                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
851                        debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
852                    }
853                    body.id
854                },
855                entry_ln);
856
857         entry_ln
858     }
859
860     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &ast::FnDecl, blk: &ast::Block)
861                                   -> LiveNode {
862         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
863         // explicitly return:
864         let s = self.s;
865         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
866         if blk.expr.is_none() {
867             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
868         }
869         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
870
871         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
872     }
873
874     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &ast::Block, succ: LiveNode)
875                                -> LiveNode {
876         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
877         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
878             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
879         })
880     }
881
882     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &ast::Stmt, succ: LiveNode)
883                               -> LiveNode {
884         match stmt.node {
885             ast::StmtDecl(ref decl, _) => {
886                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
887             }
888
889             ast::StmtExpr(ref expr, _) | ast::StmtSemi(ref expr, _) => {
890                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
891             }
892
893             ast::StmtMac(..) => {
894                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
895             }
896         }
897     }
898
899     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &ast::Decl, succ: LiveNode)
900                               -> LiveNode {
901         match decl.node {
902             ast::DeclLocal(ref local) => {
903                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
904             }
905             ast::DeclItem(_) => succ,
906         }
907     }
908
909     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
910                                -> LiveNode {
911         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
912         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
913         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
914         // could check for uninit variables just by scanning what is live
915         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
916         // immutable variables defined in a loop:
917         //     loop { let x; x = 5; }
918         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
919         //
920         // So now we just check that variables defined w/o an
921         // initializer are not live at the point of their
922         // initialization, which is mildly more complex than checking
923         // once at the func header but otherwise equivalent.
924
925         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
926         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
927     }
928
929     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
930                                -> LiveNode {
931         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
932             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
933         })
934     }
935
936     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
937                                   opt_expr: Option<&Expr>,
938                                   succ: LiveNode)
939                                   -> LiveNode {
940         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
941     }
942
943     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
944                               -> LiveNode {
945         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
946
947         match expr.node {
948           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
949
950           ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => {
951               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
952           }
953
954           ast::ExprField(ref e, _) => {
955               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
956           }
957
958           ast::ExprTupField(ref e, _) => {
959               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
960           }
961
962           ast::ExprClosure(_, _, ref blk) => {
963               debug!("{} is an ExprClosure",
964                      expr_to_string(expr));
965
966               /*
967               The next-node for a break is the successor of the entire
968               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
969               */
970               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
971               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
972
973                  // the construction of a closure itself is not important,
974                  // but we have to consider the closed over variables.
975                  let caps = match this.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
976                     Some(caps) => caps.clone(),
977                     None => {
978                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
979                      }
980                  };
981                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
982                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
983                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
984                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
985                      cap.ln
986                  })
987               })
988           }
989
990           ast::ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
991             //
992             //     (cond)
993             //       |
994             //       v
995             //     (expr)
996             //     /   \
997             //    |     |
998             //    v     v
999             //  (then)(els)
1000             //    |     |
1001             //    v     v
1002             //   (  succ  )
1003             //
1004             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1005             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1006             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1007             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1008             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1009             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1010           }
1011
1012           ast::ExprIfLet(..) => {
1013               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1014           }
1015
1016           ast::ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1017             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1018           }
1019
1020           ast::ExprWhileLet(..) => {
1021               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1022           }
1023
1024           ast::ExprForLoop(..) => {
1025               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprForLoop");
1026           }
1027
1028           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1029           // at the label ident
1030           ast::ExprLoop(ref blk, _) => {
1031             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1032           }
1033
1034           ast::ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1035             //
1036             //      (e)
1037             //       |
1038             //       v
1039             //     (expr)
1040             //     / | \
1041             //    |  |  |
1042             //    v  v  v
1043             //   (..arms..)
1044             //    |  |  |
1045             //    v  v  v
1046             //   (  succ  )
1047             //
1048             //
1049             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1050             self.init_empty(ln, succ);
1051             let mut first_merge = true;
1052             for arm in arms {
1053                 let body_succ =
1054                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1055                 let guard_succ =
1056                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1057                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1058                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1059                 // the "authoritative" set of ids
1060                 let arm_succ =
1061                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1062                                                      guard_succ);
1063                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1064                 first_merge = false;
1065             };
1066             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1067           }
1068
1069           ast::ExprRet(ref o_e) => {
1070             // ignore succ and subst exit_ln:
1071             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1072             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1073           }
1074
1075           ast::ExprBreak(opt_label) => {
1076               // Find which label this break jumps to
1077               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1078
1079               // Now that we know the label we're going to,
1080               // look it up in the break loop nodes table
1081
1082               match self.break_ln.get(&sc) {
1083                   Some(&b) => b,
1084                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1085                                                     "break to unknown label")
1086               }
1087           }
1088
1089           ast::ExprAgain(opt_label) => {
1090               // Find which label this expr continues to
1091               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1092
1093               // Now that we know the label we're going to,
1094               // look it up in the continue loop nodes table
1095
1096               match self.cont_ln.get(&sc) {
1097                   Some(&b) => b,
1098                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1099                                                     "loop to unknown label")
1100               }
1101           }
1102
1103           ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1104             // see comment on lvalues in
1105             // propagate_through_lvalue_components()
1106             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1107             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1108             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1109           }
1110
1111           ast::ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1112             // see comment on lvalues in
1113             // propagate_through_lvalue_components()
1114             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1115             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1116             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1117           }
1118
1119           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1120
1121           ast::ExprVec(ref exprs) => {
1122             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1123           }
1124
1125           ast::ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1126             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1127             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1128           }
1129
1130           ast::ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1131             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1132             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1133                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1134             })
1135           }
1136
1137           ast::ExprCall(ref f, ref args) => {
1138             let diverges = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1139                 ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty_adjusted(self.ir.tcx, &**f)).diverges()
1140             };
1141             let succ = if diverges {
1142                 self.s.exit_ln
1143             } else {
1144                 succ
1145             };
1146             let succ = self.propagate_through_exprs(&args[..], succ);
1147             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1148           }
1149
1150           ast::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1151             let method_call = ty::MethodCall::expr(expr.id);
1152             let method_ty = self.ir.tcx.method_map.borrow().get(&method_call).unwrap().ty;
1153             let diverges = ty::ty_fn_ret(method_ty).diverges();
1154             let succ = if diverges {
1155                 self.s.exit_ln
1156             } else {
1157                 succ
1158             };
1159             self.propagate_through_exprs(&args[..], succ)
1160           }
1161
1162           ast::ExprTup(ref exprs) => {
1163             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1164           }
1165
1166           ast::ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op.node) => {
1167             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1168
1169             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1170             self.init_from_succ(ln, succ);
1171             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1172
1173             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1174           }
1175
1176           ast::ExprIndex(ref l, ref r) |
1177           ast::ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1178           ast::ExprBox(Some(ref l), ref r) => {
1179             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1180             self.propagate_through_expr(&**l, r_succ)
1181           }
1182
1183           ast::ExprRange(ref e1, ref e2) => {
1184             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1185             e1.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ))
1186           }
1187
1188           ast::ExprBox(None, ref e) |
1189           ast::ExprAddrOf(_, ref e) |
1190           ast::ExprCast(ref e, _) |
1191           ast::ExprUnary(_, ref e) |
1192           ast::ExprParen(ref e) => {
1193             self.propagate_through_expr(&**e, succ)
1194           }
1195
1196           ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1197
1198             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr, _)| {
1199                 // see comment on lvalues
1200                 // in propagate_through_lvalue_components()
1201                 let succ = self.write_lvalue(&**expr, succ, ACC_WRITE);
1202                 self.propagate_through_lvalue_components(&**expr, succ)
1203             });
1204             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1205             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1206                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
1207             })
1208           }
1209
1210           ast::ExprLit(..) => {
1211             succ
1212           }
1213
1214           ast::ExprBlock(ref blk) => {
1215             self.propagate_through_block(&**blk, succ)
1216           }
1217
1218           ast::ExprMac(..) => {
1219             self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "unexpanded macro");
1220           }
1221         }
1222     }
1223
1224     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1225                                            expr: &Expr,
1226                                            succ: LiveNode)
1227                                            -> LiveNode {
1228         // # Lvalues
1229         //
1230         // In general, the full flow graph structure for an
1231         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1232         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1233         // value" or not. A tracked value is basically a local
1234         // variable or argument.
1235         //
1236         // The two kinds of graphs are:
1237         //
1238         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1239         // ----------------------++-----------------------
1240         //                       ||
1241         //         |             ||           |
1242         //         v             ||           v
1243         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1244         //         |             ||           |
1245         //         v             ||           v
1246         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1247         //         |             ||           |
1248         //         v             ||           v
1249         //      (succ)           ||        (succ)
1250         //                       ||
1251         // ----------------------++-----------------------
1252         //
1253         // I will cover the two cases in turn:
1254         //
1255         // # Tracked lvalues
1256         //
1257         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1258         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1259         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1260         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1261         // consider.
1262         //
1263         // # Non-tracked lvalues
1264         //
1265         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1266         // basically ignore the value which is written to but generate
1267         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1268         // components reads are generated by
1269         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1270         //
1271         // # Illegal lvalues
1272         //
1273         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1274         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1275         // just ignore such cases and treat them as reads.
1276
1277         match expr.node {
1278             ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => succ,
1279             ast::ExprField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1280             ast::ExprTupField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1281             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1282         }
1283     }
1284
1285     // see comment on propagate_through_lvalue()
1286     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1287                     -> LiveNode {
1288         match expr.node {
1289           ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => {
1290               self.access_path(expr, succ, acc)
1291           }
1292
1293           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1294           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1295           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1296           // later pass borrowck.
1297           _ => succ
1298         }
1299     }
1300
1301     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1302                    -> LiveNode {
1303         match self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone() {
1304           DefLocal(nid) => {
1305             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1306             if acc != 0 {
1307                 self.init_from_succ(ln, succ);
1308                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1309                 self.acc(ln, var, acc);
1310             }
1311             ln
1312           }
1313           _ => succ
1314         }
1315     }
1316
1317     fn propagate_through_loop(&mut self,
1318                               expr: &Expr,
1319                               kind: LoopKind,
1320                               body: &ast::Block,
1321                               succ: LiveNode)
1322                               -> LiveNode {
1323
1324         /*
1325
1326         We model control flow like this:
1327
1328               (cond) <--+
1329                 |       |
1330                 v       |
1331           +-- (expr)    |
1332           |     |       |
1333           |     v       |
1334           |   (body) ---+
1335           |
1336           |
1337           v
1338         (succ)
1339
1340         */
1341
1342
1343         // first iteration:
1344         let mut first_merge = true;
1345         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1346         self.init_empty(ln, succ);
1347         match kind {
1348             LoopLoop => {}
1349             _ => {
1350                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1351                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1352                 // in the loop body.
1353                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1354                 first_merge = false;
1355             }
1356         }
1357         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1358                expr.id, block_to_string(body));
1359
1360         let cond_ln = match kind {
1361             LoopLoop => ln,
1362             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1363         };
1364         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1365             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1366         });
1367
1368         // repeat until fixed point is reached:
1369         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1370             first_merge = false;
1371
1372             let new_cond_ln = match kind {
1373                 LoopLoop => ln,
1374                 WhileLoop(ref cond) => {
1375                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1376                 }
1377             };
1378             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1379             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1380             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1381         }
1382
1383         cond_ln
1384     }
1385
1386     fn with_loop_nodes<R, F>(&mut self,
1387                              loop_node_id: NodeId,
1388                              break_ln: LiveNode,
1389                              cont_ln: LiveNode,
1390                              f: F)
1391                              -> R where
1392         F: FnOnce(&mut Liveness<'a, 'tcx>) -> R,
1393     {
1394         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1395         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1396         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1397         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1398         let r = f(self);
1399         self.loop_scope.pop();
1400         r
1401     }
1402 }
1403
1404 // _______________________________________________________________________
1405 // Checking for error conditions
1406
1407 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1408     match local.init {
1409         Some(_) => {
1410             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1411         },
1412         None => {
1413             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1414                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1415             })
1416         }
1417     }
1418
1419     visit::walk_local(this, local);
1420 }
1421
1422 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &ast::Arm) {
1423     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1424     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1425     // the "authoritative" set of ids
1426     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1427         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1428     });
1429     visit::walk_arm(this, arm);
1430 }
1431
1432 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1433     match expr.node {
1434       ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1435         this.check_lvalue(&**l);
1436         this.visit_expr(&**r);
1437
1438         visit::walk_expr(this, expr);
1439       }
1440
1441       ast::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1442         this.check_lvalue(&**l);
1443
1444         visit::walk_expr(this, expr);
1445       }
1446
1447       ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1448         for &(_, ref input) in &ia.inputs {
1449           this.visit_expr(&**input);
1450         }
1451
1452         // Output operands must be lvalues
1453         for &(_, ref out, _) in &ia.outputs {
1454           this.check_lvalue(&**out);
1455           this.visit_expr(&**out);
1456         }
1457
1458         visit::walk_expr(this, expr);
1459       }
1460
1461       // no correctness conditions related to liveness
1462       ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) | ast::ExprIf(..) |
1463       ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) |
1464       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
1465       ast::ExprVec(..) | ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) |
1466       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprRet(..) |
1467       ast::ExprBreak(..) | ast::ExprAgain(..) | ast::ExprLit(_) |
1468       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprMac(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
1469       ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) | ast::ExprParen(..) |
1470       ast::ExprClosure(..) | ast::ExprPath(..) | ast::ExprBox(..) |
1471       ast::ExprRange(..) | ast::ExprQPath(..) => {
1472         visit::walk_expr(this, expr);
1473       }
1474       ast::ExprIfLet(..) => {
1475         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1476       }
1477       ast::ExprWhileLet(..) => {
1478         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1479       }
1480       ast::ExprForLoop(..) => {
1481         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprForLoop");
1482       }
1483     }
1484 }
1485
1486 fn check_fn(_v: &Liveness,
1487             _fk: FnKind,
1488             _decl: &ast::FnDecl,
1489             _body: &ast::Block,
1490             _sp: Span,
1491             _id: NodeId) {
1492     // do not check contents of nested fns
1493 }
1494
1495 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1496     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::PolyFnOutput<'tcx> {
1497         let fn_ty = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id);
1498         match fn_ty.sty {
1499             ty::ty_closure(closure_def_id, _, substs) =>
1500                 self.ir.tcx.closure_type(closure_def_id, substs).sig.output(),
1501             _ =>
1502                 ty::ty_fn_ret(fn_ty),
1503         }
1504     }
1505
1506     fn check_ret(&self,
1507                  id: NodeId,
1508                  sp: Span,
1509                  _fk: FnKind,
1510                  entry_ln: LiveNode,
1511                  body: &ast::Block)
1512     {
1513         // within the fn body, late-bound regions are liberated:
1514         let fn_ret =
1515             ty::liberate_late_bound_regions(
1516                 self.ir.tcx,
1517                 region::DestructionScopeData::new(body.id),
1518                 &self.fn_ret(id));
1519
1520         match fn_ret {
1521             ty::FnConverging(t_ret)
1522                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() => {
1523
1524                 if ty::type_is_nil(t_ret) {
1525                     // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1526                 } else {
1527                     let ends_with_stmt = match body.expr {
1528                         None if body.stmts.len() > 0 =>
1529                             match body.stmts.first().unwrap().node {
1530                                 ast::StmtSemi(ref e, _) => {
1531                                     ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e) == t_ret
1532                                 },
1533                                 _ => false
1534                             },
1535                         _ => false
1536                     };
1537                     span_err!(self.ir.tcx.sess, sp, E0269, "not all control paths return a value");
1538                     if ends_with_stmt {
1539                         let last_stmt = body.stmts.first().unwrap();
1540                         let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1541                                                         last_stmt.span, sp);
1542                         let span_semicolon = Span {
1543                             lo: original_span.hi - BytePos(1),
1544                             hi: original_span.hi,
1545                             expn_id: original_span.expn_id
1546                         };
1547                         self.ir.tcx.sess.span_help(
1548                             span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1549                     }
1550                 }
1551             }
1552             ty::FnDiverging
1553                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.clean_exit_var).is_some() => {
1554                     span_err!(self.ir.tcx.sess, sp, E0270,
1555                         "computation may converge in a function marked as diverging");
1556                 }
1557
1558             _ => {}
1559         }
1560     }
1561
1562     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1563         match expr.node {
1564             ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => {
1565                 if let DefLocal(nid) = self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone() {
1566                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1567                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1568                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1569                     // as being used.
1570                     let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1571                     let var = self.variable(nid, expr.span);
1572                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1573                 }
1574             }
1575             _ => {
1576                 // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1577                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1578                 visit::walk_expr(self, expr);
1579             }
1580         }
1581     }
1582
1583     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1584         let name = self.ir.variable_name(var);
1585         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1586             None
1587         } else {
1588             Some(name)
1589         }
1590     }
1591
1592     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &ast::FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1593         for arg in &decl.inputs {
1594             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1595                                    &*arg.pat,
1596                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1597                 let var = self.variable(p_id, sp);
1598                 // Ignore unused self.
1599                 let ident = path1.node;
1600                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1601                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1602                 }
1603             })
1604         }
1605     }
1606
1607     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat) {
1608         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1609             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1610                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1611             }
1612         })
1613     }
1614
1615     fn warn_about_unused(&self,
1616                          sp: Span,
1617                          id: NodeId,
1618                          ln: LiveNode,
1619                          var: Variable)
1620                          -> bool {
1621         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1622             let r = self.should_warn(var);
1623             if let Some(name) = r {
1624
1625                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1626                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1627                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1628                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1629                     false
1630                 } else {
1631                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1632                 };
1633
1634                 if is_assigned {
1635                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1636                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1637                                 name));
1638                 } else {
1639                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1640                         format!("unused variable: `{}`", name));
1641                 }
1642             }
1643             true
1644         } else {
1645             false
1646         }
1647     }
1648
1649     fn warn_about_dead_assign(&self,
1650                               sp: Span,
1651                               id: NodeId,
1652                               ln: LiveNode,
1653                               var: Variable) {
1654         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1655             let r = self.should_warn(var);
1656             if let Some(name) = r {
1657                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1658                     format!("value assigned to `{}` is never read", name));
1659             }
1660         }
1661     }
1662  }