]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
rollup merge of #21438: taralx/kill-racycell
[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::CodeExtent;
116 use middle::ty;
117 use middle::ty::UnboxedClosureTyper;
118 use lint;
119 use util::nodemap::NodeMap;
120
121 use std::{fmt, 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     /// A `for` loop, with the given pattern to bind.
139     ForLoop(&'a ast::Pat),
140 }
141
142 #[derive(Copy, PartialEq)]
143 struct Variable(uint);
144
145 #[derive(Copy, PartialEq)]
146 struct LiveNode(uint);
147
148 impl Variable {
149     fn get(&self) -> uint { let Variable(v) = *self; v }
150 }
151
152 impl LiveNode {
153     fn get(&self) -> uint { let LiveNode(v) = *self; v }
154 }
155
156 impl Clone for LiveNode {
157     fn clone(&self) -> LiveNode {
158         LiveNode(self.get())
159     }
160 }
161
162 #[derive(Copy, PartialEq, Show)]
163 enum LiveNodeKind {
164     FreeVarNode(Span),
165     ExprNode(Span),
166     VarDefNode(Span),
167     ExitNode
168 }
169
170 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &ty::ctxt) -> String {
171     let cm = cx.sess.codemap();
172     match lnk {
173         FreeVarNode(s) => {
174             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
175         }
176         ExprNode(s) => {
177             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
178         }
179         VarDefNode(s) => {
180             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
181         }
182         ExitNode => "Exit node".to_string(),
183     }
184 }
185
186 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
187     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
188                 b: &'v ast::Block, s: Span, id: NodeId) {
189         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
190     }
191     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) { visit_local(self, l); }
192     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
193     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) { visit_arm(self, a); }
194 }
195
196 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
197     visit::walk_crate(&mut IrMaps::new(tcx), tcx.map.krate());
198     tcx.sess.abort_if_errors();
199 }
200
201 impl fmt::Show for LiveNode {
202     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
203         write!(f, "ln({})", self.get())
204     }
205 }
206
207 impl fmt::Show for Variable {
208     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
209         write!(f, "v({})", self.get())
210     }
211 }
212
213 // ______________________________________________________________________
214 // Creating ir_maps
215 //
216 // This is the first pass and the one that drives the main
217 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
218 // we count for each function the number of variables as well as
219 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
220 // capture clause that does something of interest: either it has
221 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
222 //
223 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
224 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
225 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
226 // of live variables at each program point.
227 //
228 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
229 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
230 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
231 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
232 // variable must not be assigned if there is some successor
233 // assignment.  And so forth.
234
235 impl LiveNode {
236     fn is_valid(&self) -> bool {
237         self.get() != uint::MAX
238     }
239 }
240
241 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(uint::MAX) }
242
243 struct CaptureInfo {
244     ln: LiveNode,
245     var_nid: NodeId
246 }
247
248 #[derive(Copy, Show)]
249 struct LocalInfo {
250     id: NodeId,
251     ident: ast::Ident
252 }
253
254 #[derive(Copy, Show)]
255 enum VarKind {
256     Arg(NodeId, ast::Ident),
257     Local(LocalInfo),
258     ImplicitRet,
259     CleanExit
260 }
261
262 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
263     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
264
265     num_live_nodes: uint,
266     num_vars: uint,
267     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
268     variable_map: NodeMap<Variable>,
269     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
270     var_kinds: Vec<VarKind>,
271     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
272 }
273
274 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
275     fn new(tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
276         IrMaps {
277             tcx: tcx,
278             num_live_nodes: 0,
279             num_vars: 0,
280             live_node_map: NodeMap(),
281             variable_map: NodeMap(),
282             capture_info_map: NodeMap(),
283             var_kinds: Vec::new(),
284             lnks: Vec::new(),
285         }
286     }
287
288     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
289         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
290         self.lnks.push(lnk);
291         self.num_live_nodes += 1;
292
293         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
294                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
295
296         ln
297     }
298
299     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
300         let ln = self.add_live_node(lnk);
301         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
302
303         debug!("{:?} is node {}", ln, node_id);
304     }
305
306     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
307         let v = Variable(self.num_vars);
308         self.var_kinds.push(vk);
309         self.num_vars += 1;
310
311         match vk {
312             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
313                 self.variable_map.insert(node_id, v);
314             },
315             ImplicitRet | CleanExit => {}
316         }
317
318         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
319
320         v
321     }
322
323     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
324         match self.variable_map.get(&node_id) {
325           Some(&var) => var,
326           None => {
327             self.tcx
328                 .sess
329                 .span_bug(span, &format!("no variable registered for id {}",
330                                         node_id)[]);
331           }
332         }
333     }
334
335     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
336         match self.var_kinds[var.get()] {
337             Local(LocalInfo { ident: nm, .. }) | Arg(_, nm) => {
338                 token::get_ident(nm).get().to_string()
339             },
340             ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string(),
341             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
342         }
343     }
344
345     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
346         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
347     }
348
349     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
350         self.lnks[ln.get()]
351     }
352 }
353
354 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
355     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v ast::FnDecl,
356                 b: &'v ast::Block, s: Span, n: NodeId) {
357         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
358     }
359     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) {
360         check_local(self, l);
361     }
362     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
363         check_expr(self, ex);
364     }
365     fn visit_arm(&mut self, a: &ast::Arm) {
366         check_arm(self, a);
367     }
368 }
369
370 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
371             fk: FnKind,
372             decl: &ast::FnDecl,
373             body: &ast::Block,
374             sp: Span,
375             id: ast::NodeId) {
376     debug!("visit_fn");
377
378     // swap in a new set of IR maps for this function body:
379     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
380
381     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps);
382
383     for arg in decl.inputs.iter() {
384         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
385                                &*arg.pat,
386                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
387             debug!("adding argument {}", arg_id);
388             let ident = path1.node;
389             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, ident));
390         })
391     };
392
393     // gather up the various local variables, significant expressions,
394     // and so forth:
395     visit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
396
397     // Special nodes and variables:
398     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
399     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
400     //   an implicit return
401     let specials = Specials {
402         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
403         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
404         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
405         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
406     };
407
408     // compute liveness
409     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
410     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
411
412     // check for various error conditions
413     lsets.visit_block(body);
414     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
415     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
416 }
417
418 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &ast::Local) {
419     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &*local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
420         debug!("adding local variable {}", p_id);
421         let name = path1.node;
422         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
423         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
424           id: p_id,
425           ident: name
426         }));
427     });
428     visit::walk_local(ir, local);
429 }
430
431 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &ast::Arm) {
432     for pat in arm.pats.iter() {
433         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
434             debug!("adding local variable {} from match with bm {:?}",
435                    p_id, bm);
436             let name = path1.node;
437             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
438             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
439                 id: p_id,
440                 ident: name
441             }));
442         })
443     }
444     visit::walk_arm(ir, arm);
445 }
446
447 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
448     match expr.node {
449       // live nodes required for uses or definitions of variables:
450       ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => {
451         let def = ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone();
452         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, def);
453         if let DefLocal(..) = def {
454             ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
455         }
456         visit::walk_expr(ir, expr);
457       }
458       ast::ExprClosure(..) => {
459         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
460         // breaks or continues)
461         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
462
463         // Make a live_node for each captured variable, with the span
464         // being the location that the variable is used.  This results
465         // in better error messages than just pointing at the closure
466         // construction site.
467         let mut call_caps = Vec::new();
468         ty::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
469             for fv in freevars.iter() {
470                 if let DefLocal(rv) = fv.def {
471                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
472                     call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
473                                                 var_nid: rv});
474                 }
475             }
476         });
477         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
478
479         visit::walk_expr(ir, expr);
480       }
481
482       // live nodes required for interesting control flow:
483       ast::ExprIf(..) | ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) => {
484         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
485         visit::walk_expr(ir, expr);
486       }
487       ast::ExprIfLet(..) => {
488           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
489       }
490       ast::ExprWhileLet(..) => {
491           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
492       }
493       ast::ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
494         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
495             debug!("adding local variable {} from for loop with bm {:?}",
496                    p_id, bm);
497             let name = path1.node;
498             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
499             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
500                 id: p_id,
501                 ident: name
502             }));
503         });
504         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
505         visit::walk_expr(ir, expr);
506       }
507       ast::ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op) => {
508         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
509         visit::walk_expr(ir, expr);
510       }
511
512       // otherwise, live nodes are not required:
513       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
514       ast::ExprVec(..) | ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) |
515       ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
516       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprBreak(_) |
517       ast::ExprAgain(_) | ast::ExprLit(_) | ast::ExprRet(..) |
518       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprAssign(..) | ast::ExprAssignOp(..) |
519       ast::ExprMac(..) | ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) |
520       ast::ExprParen(..) | ast::ExprInlineAsm(..) | ast::ExprBox(..) |
521       ast::ExprRange(..) => {
522           visit::walk_expr(ir, expr);
523       }
524     }
525 }
526
527 // ______________________________________________________________________
528 // Computing liveness sets
529 //
530 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
531 // the same basic propagation framework in all cases.
532
533 #[derive(Clone, Copy)]
534 struct Users {
535     reader: LiveNode,
536     writer: LiveNode,
537     used: bool
538 }
539
540 fn invalid_users() -> Users {
541     Users {
542         reader: invalid_node(),
543         writer: invalid_node(),
544         used: false
545     }
546 }
547
548 #[derive(Copy)]
549 struct Specials {
550     exit_ln: LiveNode,
551     fallthrough_ln: LiveNode,
552     no_ret_var: Variable,
553     clean_exit_var: Variable
554 }
555
556 static ACC_READ: uint = 1u;
557 static ACC_WRITE: uint = 2u;
558 static ACC_USE: uint = 4u;
559
560 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
561     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
562     s: Specials,
563     successors: Vec<LiveNode>,
564     users: Vec<Users>,
565     // The list of node IDs for the nested loop scopes
566     // we're in.
567     loop_scope: Vec<NodeId>,
568     // mappings from loop node ID to LiveNode
569     // ("break" label should map to loop node ID,
570     // it probably doesn't now)
571     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
572     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
573 }
574
575 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
576     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
577         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
578         let num_vars = ir.num_vars;
579         Liveness {
580             ir: ir,
581             s: specials,
582             successors: repeat(invalid_node()).take(num_live_nodes).collect(),
583             users: repeat(invalid_users()).take(num_live_nodes * num_vars).collect(),
584             loop_scope: Vec::new(),
585             break_ln: NodeMap(),
586             cont_ln: NodeMap(),
587         }
588     }
589
590     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
591         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
592           Some(&ln) => ln,
593           None => {
594             // This must be a mismatch between the ir_map construction
595             // above and the propagation code below; the two sets of
596             // code have to agree about which AST nodes are worth
597             // creating liveness nodes for.
598             self.ir.tcx.sess.span_bug(
599                 span,
600                 &format!("no live node registered for node {}",
601                         node_id)[]);
602           }
603         }
604     }
605
606     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
607         self.ir.variable(node_id, span)
608     }
609
610     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &ast::Pat, mut f: F) where
611         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
612     {
613         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
614             let ln = self.live_node(p_id, sp);
615             let var = self.variable(p_id, sp);
616             f(self, ln, var, sp, p_id);
617         })
618     }
619
620     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, f: F) where
621         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
622     {
623         match pat {
624             Some(pat) => {
625                 self.pat_bindings(pat, f);
626             }
627             None => {}
628         }
629     }
630
631     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat, succ: LiveNode)
632                               -> LiveNode {
633         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
634     }
635
636     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&ast::Pat>, succ: LiveNode)
637                                    -> LiveNode {
638         let mut succ = succ;
639         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
640             this.init_from_succ(ln, succ);
641             this.define(ln, var);
642             succ = ln;
643         });
644         succ
645     }
646
647     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
648         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
649     }
650
651     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
652                       -> Option<LiveNodeKind> {
653         assert!(ln.is_valid());
654         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
655         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
656     }
657
658     /*
659     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
660     */
661     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
662                     -> Option<LiveNodeKind> {
663         let successor = self.successors[ln.get()];
664         self.live_on_entry(successor, var)
665     }
666
667     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
668         assert!(ln.is_valid());
669         self.users[self.idx(ln, var)].used
670     }
671
672     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
673                          -> Option<LiveNodeKind> {
674         assert!(ln.is_valid());
675         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
676         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
677     }
678
679     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
680                         -> Option<LiveNodeKind> {
681         let successor = self.successors[ln.get()];
682         self.assigned_on_entry(successor, var)
683     }
684
685     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
686         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint),
687     {
688         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0u));
689         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0u));
690         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
691             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
692         }
693     }
694
695     fn write_vars<F>(&self,
696                      wr: &mut io::Writer,
697                      ln: LiveNode,
698                      mut test: F)
699                      -> io::IoResult<()> where
700         F: FnMut(uint) -> LiveNode,
701     {
702         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
703         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
704             let idx = node_base_idx + var_idx;
705             if test(idx).is_valid() {
706                 try!(write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx)));
707             }
708         }
709         Ok(())
710     }
711
712     fn find_loop_scope(&self,
713                        opt_label: Option<ast::Ident>,
714                        id: NodeId,
715                        sp: Span)
716                        -> NodeId {
717         match opt_label {
718             Some(_) => {
719                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
720                 // to find with one
721                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().get(&id) {
722                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
723                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
724                                                         doesn't refer to a loop")
725                 }
726             }
727             None => {
728                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
729                 // loop scope
730                 if self.loop_scope.len() == 0 {
731                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
732                 } else {
733                     *self.loop_scope.last().unwrap()
734                 }
735             }
736         }
737     }
738
739     #[allow(unused_must_use)]
740     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
741         let mut wr = Vec::new();
742         {
743             let wr = &mut wr as &mut io::Writer;
744             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
745             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
746             write!(wr, "  writes");
747             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
748             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
749         }
750         String::from_utf8(wr).unwrap()
751     }
752
753     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
754         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
755
756         // It is not necessary to initialize the
757         // values to empty because this is the value
758         // they have when they are created, and the sets
759         // only grow during iterations.
760         //
761         // self.indices(ln) { |idx|
762         //     self.users[idx] = invalid_users();
763         // }
764     }
765
766     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
767         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
768         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
769
770         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
771             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
772         });
773         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
774                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
775     }
776
777     fn merge_from_succ(&mut self,
778                        ln: LiveNode,
779                        succ_ln: LiveNode,
780                        first_merge: bool)
781                        -> bool {
782         if ln == succ_ln { return false; }
783
784         let mut changed = false;
785         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
786             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
787                                        &mut this.users[idx].reader);
788             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
789                                        &mut this.users[idx].writer);
790             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
791                 this.users[idx].used = true;
792                 changed = true;
793             }
794         });
795
796         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
797                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
798         return changed;
799
800         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
801             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
802                 *dst = src;
803                 true
804             } else {
805                 false
806             }
807         }
808     }
809
810     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
811     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
812     // this) so we just clear out all the data.
813     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
814         let idx = self.idx(writer, var);
815         self.users[idx].reader = invalid_node();
816         self.users[idx].writer = invalid_node();
817
818         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
819                idx, self.ln_str(writer));
820     }
821
822     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
823     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
824         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
825                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
826
827         let idx = self.idx(ln, var);
828         let user = &mut self.users[idx];
829
830         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
831             user.reader = invalid_node();
832             user.writer = ln;
833         }
834
835         // Important: if we both read/write, must do read second
836         // or else the write will override.
837         if (acc & ACC_READ) != 0 {
838             user.reader = ln;
839         }
840
841         if (acc & ACC_USE) != 0 {
842             user.used = true;
843         }
844     }
845
846     // _______________________________________________________________________
847
848     fn compute(&mut self, decl: &ast::FnDecl, body: &ast::Block) -> LiveNode {
849         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
850         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
851         // where the body is really a closure.
852
853         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
854
855         let exit_ln = self.s.exit_ln;
856         let entry_ln: LiveNode =
857             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
858               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
859
860         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
861         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
862                {
863                    for ln_idx in range(0u, self.ir.num_live_nodes) {
864                        debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
865                    }
866                    body.id
867                },
868                entry_ln);
869
870         entry_ln
871     }
872
873     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &ast::FnDecl, blk: &ast::Block)
874                                   -> LiveNode {
875         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
876         // explicitly return:
877         let s = self.s;
878         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
879         if blk.expr.is_none() {
880             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
881         }
882         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
883
884         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
885     }
886
887     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &ast::Block, succ: LiveNode)
888                                -> LiveNode {
889         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
890         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
891             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
892         })
893     }
894
895     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &ast::Stmt, succ: LiveNode)
896                               -> LiveNode {
897         match stmt.node {
898             ast::StmtDecl(ref decl, _) => {
899                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
900             }
901
902             ast::StmtExpr(ref expr, _) | ast::StmtSemi(ref expr, _) => {
903                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
904             }
905
906             ast::StmtMac(..) => {
907                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
908             }
909         }
910     }
911
912     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &ast::Decl, succ: LiveNode)
913                               -> LiveNode {
914         match decl.node {
915             ast::DeclLocal(ref local) => {
916                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
917             }
918             ast::DeclItem(_) => succ,
919         }
920     }
921
922     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
923                                -> LiveNode {
924         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
925         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
926         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
927         // could check for uninit variables just by scanning what is live
928         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
929         // immutable variables defined in a loop:
930         //     loop { let x; x = 5; }
931         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
932         //
933         // So now we just check that variables defined w/o an
934         // initializer are not live at the point of their
935         // initialization, which is mildly more complex than checking
936         // once at the func header but otherwise equivalent.
937
938         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
939         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
940     }
941
942     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
943                                -> LiveNode {
944         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
945             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
946         })
947     }
948
949     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
950                                   opt_expr: Option<&Expr>,
951                                   succ: LiveNode)
952                                   -> LiveNode {
953         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
954     }
955
956     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
957                               -> LiveNode {
958         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
959
960         match expr.node {
961           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
962
963           ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => {
964               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
965           }
966
967           ast::ExprField(ref e, _) => {
968               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
969           }
970
971           ast::ExprTupField(ref e, _) => {
972               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
973           }
974
975           ast::ExprClosure(_, _, _, ref blk) => {
976               debug!("{} is an ExprClosure",
977                      expr_to_string(expr));
978
979               /*
980               The next-node for a break is the successor of the entire
981               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
982               */
983               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
984               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
985
986                  // the construction of a closure itself is not important,
987                  // but we have to consider the closed over variables.
988                  let caps = match this.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
989                     Some(caps) => caps.clone(),
990                     None => {
991                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
992                      }
993                  };
994                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
995                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
996                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
997                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
998                      cap.ln
999                  })
1000               })
1001           }
1002
1003           ast::ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
1004             //
1005             //     (cond)
1006             //       |
1007             //       v
1008             //     (expr)
1009             //     /   \
1010             //    |     |
1011             //    v     v
1012             //  (then)(els)
1013             //    |     |
1014             //    v     v
1015             //   (  succ  )
1016             //
1017             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1018             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1019             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1020             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1021             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1022             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1023           }
1024
1025           ast::ExprIfLet(..) => {
1026               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1027           }
1028
1029           ast::ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1030             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1031           }
1032
1033           ast::ExprWhileLet(..) => {
1034               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1035           }
1036
1037           ast::ExprForLoop(ref pat, ref head, ref blk, _) => {
1038             let ln = self.propagate_through_loop(expr, ForLoop(&**pat), &**blk, succ);
1039             self.propagate_through_expr(&**head, ln)
1040           }
1041
1042           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1043           // at the label ident
1044           ast::ExprLoop(ref blk, _) => {
1045             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1046           }
1047
1048           ast::ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1049             //
1050             //      (e)
1051             //       |
1052             //       v
1053             //     (expr)
1054             //     / | \
1055             //    |  |  |
1056             //    v  v  v
1057             //   (..arms..)
1058             //    |  |  |
1059             //    v  v  v
1060             //   (  succ  )
1061             //
1062             //
1063             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1064             self.init_empty(ln, succ);
1065             let mut first_merge = true;
1066             for arm in arms.iter() {
1067                 let body_succ =
1068                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1069                 let guard_succ =
1070                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1071                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1072                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1073                 // the "authoritative" set of ids
1074                 let arm_succ =
1075                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1076                                                      guard_succ);
1077                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1078                 first_merge = false;
1079             };
1080             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1081           }
1082
1083           ast::ExprRet(ref o_e) => {
1084             // ignore succ and subst exit_ln:
1085             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1086             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1087           }
1088
1089           ast::ExprBreak(opt_label) => {
1090               // Find which label this break jumps 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 break loop nodes table
1095
1096               match self.break_ln.get(&sc) {
1097                   Some(&b) => b,
1098                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1099                                                     "break to unknown label")
1100               }
1101           }
1102
1103           ast::ExprAgain(opt_label) => {
1104               // Find which label this expr continues to
1105               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1106
1107               // Now that we know the label we're going to,
1108               // look it up in the continue loop nodes table
1109
1110               match self.cont_ln.get(&sc) {
1111                   Some(&b) => b,
1112                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1113                                                     "loop to unknown label")
1114               }
1115           }
1116
1117           ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1118             // see comment on lvalues in
1119             // propagate_through_lvalue_components()
1120             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1121             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1122             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1123           }
1124
1125           ast::ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1126             // see comment on lvalues in
1127             // propagate_through_lvalue_components()
1128             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1129             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1130             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1131           }
1132
1133           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1134
1135           ast::ExprVec(ref exprs) => {
1136             self.propagate_through_exprs(&exprs[], succ)
1137           }
1138
1139           ast::ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1140             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1141             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1142           }
1143
1144           ast::ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1145             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1146             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1147                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1148             })
1149           }
1150
1151           ast::ExprCall(ref f, ref args) => {
1152             let diverges = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1153                 ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty_adjusted(self.ir.tcx, &**f)).diverges()
1154             };
1155             let succ = if diverges {
1156                 self.s.exit_ln
1157             } else {
1158                 succ
1159             };
1160             let succ = self.propagate_through_exprs(&args[], succ);
1161             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1162           }
1163
1164           ast::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1165             let method_call = ty::MethodCall::expr(expr.id);
1166             let method_ty = self.ir.tcx.method_map.borrow().get(&method_call).unwrap().ty;
1167             let diverges = ty::ty_fn_ret(method_ty).diverges();
1168             let succ = if diverges {
1169                 self.s.exit_ln
1170             } else {
1171                 succ
1172             };
1173             self.propagate_through_exprs(&args[], succ)
1174           }
1175
1176           ast::ExprTup(ref exprs) => {
1177             self.propagate_through_exprs(&exprs[], succ)
1178           }
1179
1180           ast::ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op) => {
1181             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1182
1183             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1184             self.init_from_succ(ln, succ);
1185             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1186
1187             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1188           }
1189
1190           ast::ExprIndex(ref l, ref r) |
1191           ast::ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1192           ast::ExprBox(Some(ref l), ref r) => {
1193             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1194             self.propagate_through_expr(&**l, r_succ)
1195           }
1196
1197           ast::ExprRange(ref e1, ref e2) => {
1198             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1199             e1.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ))
1200           }
1201
1202           ast::ExprBox(None, ref e) |
1203           ast::ExprAddrOf(_, ref e) |
1204           ast::ExprCast(ref e, _) |
1205           ast::ExprUnary(_, ref e) |
1206           ast::ExprParen(ref e) => {
1207             self.propagate_through_expr(&**e, succ)
1208           }
1209
1210           ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1211
1212             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr, _)| {
1213                 // see comment on lvalues
1214                 // in propagate_through_lvalue_components()
1215                 let succ = self.write_lvalue(&**expr, succ, ACC_WRITE);
1216                 self.propagate_through_lvalue_components(&**expr, succ)
1217             });
1218             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1219             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1220                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
1221             })
1222           }
1223
1224           ast::ExprLit(..) => {
1225             succ
1226           }
1227
1228           ast::ExprBlock(ref blk) => {
1229             self.propagate_through_block(&**blk, succ)
1230           }
1231
1232           ast::ExprMac(..) => {
1233             self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "unexpanded macro");
1234           }
1235         }
1236     }
1237
1238     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1239                                            expr: &Expr,
1240                                            succ: LiveNode)
1241                                            -> LiveNode {
1242         // # Lvalues
1243         //
1244         // In general, the full flow graph structure for an
1245         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1246         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1247         // value" or not. A tracked value is basically a local
1248         // variable or argument.
1249         //
1250         // The two kinds of graphs are:
1251         //
1252         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1253         // ----------------------++-----------------------
1254         //                       ||
1255         //         |             ||           |
1256         //         v             ||           v
1257         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1258         //         |             ||           |
1259         //         v             ||           v
1260         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1261         //         |             ||           |
1262         //         v             ||           v
1263         //      (succ)           ||        (succ)
1264         //                       ||
1265         // ----------------------++-----------------------
1266         //
1267         // I will cover the two cases in turn:
1268         //
1269         // # Tracked lvalues
1270         //
1271         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1272         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1273         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1274         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1275         // consider.
1276         //
1277         // # Non-tracked lvalues
1278         //
1279         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1280         // basically ignore the value which is written to but generate
1281         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1282         // components reads are generated by
1283         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1284         //
1285         // # Illegal lvalues
1286         //
1287         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1288         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1289         // just ignore such cases and treat them as reads.
1290
1291         match expr.node {
1292             ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => succ,
1293             ast::ExprField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1294             ast::ExprTupField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1295             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1296         }
1297     }
1298
1299     // see comment on propagate_through_lvalue()
1300     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1301                     -> LiveNode {
1302         match expr.node {
1303           ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => {
1304               self.access_path(expr, succ, acc)
1305           }
1306
1307           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1308           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1309           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1310           // later pass borrowck.
1311           _ => succ
1312         }
1313     }
1314
1315     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1316                    -> LiveNode {
1317         match self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone() {
1318           DefLocal(nid) => {
1319             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1320             if acc != 0u {
1321                 self.init_from_succ(ln, succ);
1322                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1323                 self.acc(ln, var, acc);
1324             }
1325             ln
1326           }
1327           _ => succ
1328         }
1329     }
1330
1331     fn propagate_through_loop(&mut self,
1332                               expr: &Expr,
1333                               kind: LoopKind,
1334                               body: &ast::Block,
1335                               succ: LiveNode)
1336                               -> LiveNode {
1337
1338         /*
1339
1340         We model control flow like this:
1341
1342               (cond) <--+
1343                 |       |
1344                 v       |
1345           +-- (expr)    |
1346           |     |       |
1347           |     v       |
1348           |   (body) ---+
1349           |
1350           |
1351           v
1352         (succ)
1353
1354         */
1355
1356
1357         // first iteration:
1358         let mut first_merge = true;
1359         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1360         self.init_empty(ln, succ);
1361         match kind {
1362             LoopLoop => {}
1363             _ => {
1364                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1365                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1366                 // in the loop body.
1367                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1368                 first_merge = false;
1369             }
1370         }
1371         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1372                expr.id, block_to_string(body));
1373
1374         let cond_ln = match kind {
1375             LoopLoop => ln,
1376             ForLoop(ref pat) => self.define_bindings_in_pat(*pat, ln),
1377             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1378         };
1379         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1380             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1381         });
1382
1383         // repeat until fixed point is reached:
1384         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1385             first_merge = false;
1386
1387             let new_cond_ln = match kind {
1388                 LoopLoop => ln,
1389                 ForLoop(ref pat) => {
1390                     self.define_bindings_in_pat(*pat, ln)
1391                 }
1392                 WhileLoop(ref cond) => {
1393                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1394                 }
1395             };
1396             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1397             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1398             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1399         }
1400
1401         cond_ln
1402     }
1403
1404     fn with_loop_nodes<R, F>(&mut self,
1405                              loop_node_id: NodeId,
1406                              break_ln: LiveNode,
1407                              cont_ln: LiveNode,
1408                              f: F)
1409                              -> R where
1410         F: FnOnce(&mut Liveness<'a, 'tcx>) -> R,
1411     {
1412         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1413         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1414         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1415         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1416         let r = f(self);
1417         self.loop_scope.pop();
1418         r
1419     }
1420 }
1421
1422 // _______________________________________________________________________
1423 // Checking for error conditions
1424
1425 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1426     match local.init {
1427         Some(_) => {
1428             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1429         },
1430         None => {
1431             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1432                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1433             })
1434         }
1435     }
1436
1437     visit::walk_local(this, local);
1438 }
1439
1440 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &ast::Arm) {
1441     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1442     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1443     // the "authoritative" set of ids
1444     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1445         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1446     });
1447     visit::walk_arm(this, arm);
1448 }
1449
1450 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1451     match expr.node {
1452       ast::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1453         this.check_lvalue(&**l);
1454         this.visit_expr(&**r);
1455
1456         visit::walk_expr(this, expr);
1457       }
1458
1459       ast::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1460         this.check_lvalue(&**l);
1461
1462         visit::walk_expr(this, expr);
1463       }
1464
1465       ast::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1466         for &(_, ref input) in ia.inputs.iter() {
1467           this.visit_expr(&**input);
1468         }
1469
1470         // Output operands must be lvalues
1471         for &(_, ref out, _) in ia.outputs.iter() {
1472           this.check_lvalue(&**out);
1473           this.visit_expr(&**out);
1474         }
1475
1476         visit::walk_expr(this, expr);
1477       }
1478
1479       ast::ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
1480         this.pat_bindings(&**pat, |this, ln, var, sp, id| {
1481             this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1482         });
1483
1484         visit::walk_expr(this, expr);
1485       }
1486
1487       // no correctness conditions related to liveness
1488       ast::ExprCall(..) | ast::ExprMethodCall(..) | ast::ExprIf(..) |
1489       ast::ExprMatch(..) | ast::ExprWhile(..) | ast::ExprLoop(..) |
1490       ast::ExprIndex(..) | ast::ExprField(..) | ast::ExprTupField(..) |
1491       ast::ExprVec(..) | ast::ExprTup(..) | ast::ExprBinary(..) |
1492       ast::ExprCast(..) | ast::ExprUnary(..) | ast::ExprRet(..) |
1493       ast::ExprBreak(..) | ast::ExprAgain(..) | ast::ExprLit(_) |
1494       ast::ExprBlock(..) | ast::ExprMac(..) | ast::ExprAddrOf(..) |
1495       ast::ExprStruct(..) | ast::ExprRepeat(..) | ast::ExprParen(..) |
1496       ast::ExprClosure(..) | ast::ExprPath(..) | ast::ExprBox(..) |
1497       ast::ExprRange(..) | ast::ExprQPath(..) => {
1498         visit::walk_expr(this, expr);
1499       }
1500       ast::ExprIfLet(..) => {
1501         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1502       }
1503       ast::ExprWhileLet(..) => {
1504         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1505       }
1506     }
1507 }
1508
1509 fn check_fn(_v: &Liveness,
1510             _fk: FnKind,
1511             _decl: &ast::FnDecl,
1512             _body: &ast::Block,
1513             _sp: Span,
1514             _id: NodeId) {
1515     // do not check contents of nested fns
1516 }
1517
1518 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1519     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::PolyFnOutput<'tcx> {
1520         let fn_ty = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id);
1521         match fn_ty.sty {
1522             ty::ty_unboxed_closure(closure_def_id, _, substs) =>
1523                 self.ir.tcx.unboxed_closure_type(closure_def_id, substs).sig.output(),
1524             _ =>
1525                 ty::ty_fn_ret(fn_ty),
1526         }
1527     }
1528
1529     fn check_ret(&self,
1530                  id: NodeId,
1531                  sp: Span,
1532                  _fk: FnKind,
1533                  entry_ln: LiveNode,
1534                  body: &ast::Block)
1535     {
1536         // within the fn body, late-bound regions are liberated:
1537         let fn_ret =
1538             ty::liberate_late_bound_regions(
1539                 self.ir.tcx,
1540                 CodeExtent::from_node_id(body.id),
1541                 &self.fn_ret(id));
1542
1543         match fn_ret {
1544             ty::FnConverging(t_ret)
1545                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() => {
1546
1547                 if ty::type_is_nil(t_ret) {
1548                     // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1549                 } else {
1550                     let ends_with_stmt = match body.expr {
1551                         None if body.stmts.len() > 0 =>
1552                             match body.stmts.first().unwrap().node {
1553                                 ast::StmtSemi(ref e, _) => {
1554                                     ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e) == t_ret
1555                                 },
1556                                 _ => false
1557                             },
1558                         _ => false
1559                     };
1560                     span_err!(self.ir.tcx.sess, sp, E0269, "not all control paths return a value");
1561                     if ends_with_stmt {
1562                         let last_stmt = body.stmts.first().unwrap();
1563                         let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1564                                                         last_stmt.span, sp);
1565                         let span_semicolon = Span {
1566                             lo: original_span.hi - BytePos(1),
1567                             hi: original_span.hi,
1568                             expn_id: original_span.expn_id
1569                         };
1570                         self.ir.tcx.sess.span_help(
1571                             span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1572                     }
1573                 }
1574             }
1575             ty::FnDiverging
1576                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.clean_exit_var).is_some() => {
1577                     span_err!(self.ir.tcx.sess, sp, E0270,
1578                         "computation may converge in a function marked as diverging");
1579                 }
1580
1581             _ => {}
1582         }
1583     }
1584
1585     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1586         match expr.node {
1587             ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => {
1588                 if let DefLocal(nid) = self.ir.tcx.def_map.borrow()[expr.id].clone() {
1589                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1590                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1591                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1592                     // as being used.
1593                     let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1594                     let var = self.variable(nid, expr.span);
1595                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1596                 }
1597             }
1598             _ => {
1599                 // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1600                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1601                 visit::walk_expr(self, expr);
1602             }
1603         }
1604     }
1605
1606     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1607         let name = self.ir.variable_name(var);
1608         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1609             None
1610         } else {
1611             Some(name)
1612         }
1613     }
1614
1615     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &ast::FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1616         for arg in decl.inputs.iter() {
1617             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1618                                    &*arg.pat,
1619                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1620                 let var = self.variable(p_id, sp);
1621                 // Ignore unused self.
1622                 let ident = path1.node;
1623                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1624                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1625                 }
1626             })
1627         }
1628     }
1629
1630     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &ast::Pat) {
1631         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1632             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1633                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1634             }
1635         })
1636     }
1637
1638     fn warn_about_unused(&self,
1639                          sp: Span,
1640                          id: NodeId,
1641                          ln: LiveNode,
1642                          var: Variable)
1643                          -> bool {
1644         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1645             let r = self.should_warn(var);
1646             for name in r.iter() {
1647
1648                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1649                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1650                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1651                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1652                     false
1653                 } else {
1654                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1655                 };
1656
1657                 if is_assigned {
1658                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1659                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1660                                 *name));
1661                 } else {
1662                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1663                         format!("unused variable: `{}`", *name));
1664                 }
1665             }
1666             true
1667         } else {
1668             false
1669         }
1670     }
1671
1672     fn warn_about_dead_assign(&self,
1673                               sp: Span,
1674                               id: NodeId,
1675                               ln: LiveNode,
1676                               var: Variable) {
1677         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1678             let r = self.should_warn(var);
1679             for name in r.iter() {
1680                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1681                     format!("value assigned to `{}` is never read", *name));
1682             }
1683         }
1684     }
1685  }