]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
rollup merge of #18407 : thestinger/arena
[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 /*!
12  * A classic liveness analysis based on dataflow over the AST.  Computes,
13  * for each local variable in a function, whether that variable is live
14  * at a given point.  Program execution points are identified by their
15  * id.
16  *
17  * # Basic idea
18  *
19  * The basic model is that each local variable is assigned an index.  We
20  * represent sets of local variables using a vector indexed by this
21  * index.  The value in the vector is either 0, indicating the variable
22  * is dead, or the id of an expression that uses the variable.
23  *
24  * We conceptually walk over the AST in reverse execution order.  If we
25  * find a use of a variable, we add it to the set of live variables.  If
26  * we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
27  * variables.  When we have to merge two flows, we take the union of
28  * those two flows---if the variable is live on both paths, we simply
29  * pick one id.  In the event of loops, we continue doing this until a
30  * fixed point is reached.
31  *
32  * ## Checking initialization
33  *
34  * At the function entry point, all variables must be dead.  If this is
35  * not the case, we can report an error using the id found in the set of
36  * live variables, which identifies a use of the variable which is not
37  * dominated by an assignment.
38  *
39  * ## Checking moves
40  *
41  * After each explicit move, the variable must be dead.
42  *
43  * ## Computing last uses
44  *
45  * Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
46  * last use.
47  *
48  * # Implementation details
49  *
50  * The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
51  * The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
52  * enclosing function.  On the way down the tree, it identifies those AST
53  * nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
54  * and assigns them contiguous IDs.  The liveness id for an AST node is
55  * called a `live_node` (it's a newtype'd uint) and the id for a variable
56  * is called a `variable` (another newtype'd uint).
57  *
58  * On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
59  * declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
60  * precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
61  * the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
62  * perform the actual propagation on the `liveness` instance.
63  *
64  * This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
65  * methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
66  * reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
67  *
68  * ## The `Users` struct
69  *
70  * At each live node `N`, we track three pieces of information for each
71  * variable `V` (these are encapsulated in the `Users` struct):
72  *
73  * - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
74  *    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
75  *    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
76  *    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
77  *    value will never be read (the variable is dead, essentially).
78  *
79  * - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
80  *    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
81  *    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
82  *    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
83  *    of `V` that follows `N`.
84  *
85  * - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
86  *   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
87  *   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
88  *   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
89  *
90  * ## Special Variables
91  *
92  * We generate various special variables for various, well, special purposes.
93  * These are described in the `specials` struct:
94  *
95  * - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
96  *   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
97  *
98  * - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
99  *
100  * - `no_ret_var`: a synthetic variable that is only 'read' from, the
101  *   fallthrough node.  This allows us to detect functions where we fail
102  *   to return explicitly.
103  * - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
104  *   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
105  *   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
106  *   only dead if the end of the function's block can never be reached.
107  *   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
108  *   `return` expressions in a function declared as diverging.
109  */
110
111 use middle::def::*;
112 use middle::mem_categorization::Typer;
113 use middle::pat_util;
114 use middle::typeck;
115 use middle::ty;
116 use lint;
117 use util::nodemap::NodeMap;
118
119 use std::fmt;
120 use std::io;
121 use std::mem::transmute;
122 use std::rc::Rc;
123 use std::str;
124 use std::uint;
125 use syntax::ast;
126 use syntax::ast::*;
127 use syntax::codemap::{BytePos, original_sp, Span};
128 use syntax::parse::token::special_idents;
129 use syntax::parse::token;
130 use syntax::print::pprust::{expr_to_string, block_to_string};
131 use syntax::ptr::P;
132 use syntax::{visit, ast_util};
133 use syntax::visit::{Visitor, FnKind};
134
135 /// For use with `propagate_through_loop`.
136 enum LoopKind<'a> {
137     /// An endless `loop` loop.
138     LoopLoop,
139     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
140     WhileLoop(&'a Expr),
141     /// A `for` loop, with the given pattern to bind.
142     ForLoop(&'a Pat),
143 }
144
145 #[deriving(PartialEq)]
146 struct Variable(uint);
147 #[deriving(PartialEq)]
148 struct LiveNode(uint);
149
150 impl Variable {
151     fn get(&self) -> uint { let Variable(v) = *self; v }
152 }
153
154 impl LiveNode {
155     fn get(&self) -> uint { let LiveNode(v) = *self; v }
156 }
157
158 impl Clone for LiveNode {
159     fn clone(&self) -> LiveNode {
160         LiveNode(self.get())
161     }
162 }
163
164 #[deriving(PartialEq, Show)]
165 enum LiveNodeKind {
166     FreeVarNode(Span),
167     ExprNode(Span),
168     VarDefNode(Span),
169     ExitNode
170 }
171
172 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &ty::ctxt) -> String {
173     let cm = cx.sess.codemap();
174     match lnk {
175         FreeVarNode(s) => {
176             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
177         }
178         ExprNode(s) => {
179             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
180         }
181         VarDefNode(s) => {
182             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
183         }
184         ExitNode => "Exit node".to_string(),
185     }
186 }
187
188 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
189     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v FnDecl,
190                 b: &'v Block, s: Span, n: NodeId) {
191         visit_fn(self, fk, fd, b, s, n);
192     }
193     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) { visit_local(self, l); }
194     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
195     fn visit_arm(&mut self, a: &Arm) { visit_arm(self, a); }
196 }
197
198 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
199     visit::walk_crate(&mut IrMaps::new(tcx), tcx.map.krate());
200     tcx.sess.abort_if_errors();
201 }
202
203 impl fmt::Show for LiveNode {
204     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
205         write!(f, "ln({})", self.get())
206     }
207 }
208
209 impl fmt::Show for Variable {
210     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
211         write!(f, "v({})", self.get())
212     }
213 }
214
215 // ______________________________________________________________________
216 // Creating ir_maps
217 //
218 // This is the first pass and the one that drives the main
219 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
220 // we count for each function the number of variables as well as
221 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
222 // capture clause that does something of interest: either it has
223 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
224 //
225 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
226 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
227 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
228 // of live variables at each program point.
229 //
230 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
231 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
232 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
233 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
234 // variable must not be assigned if there is some successor
235 // assignment.  And so forth.
236
237 impl LiveNode {
238     fn is_valid(&self) -> bool {
239         self.get() != uint::MAX
240     }
241 }
242
243 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(uint::MAX) }
244
245 struct CaptureInfo {
246     ln: LiveNode,
247     var_nid: NodeId
248 }
249
250 #[deriving(Show)]
251 struct LocalInfo {
252     id: NodeId,
253     ident: Ident
254 }
255
256 #[deriving(Show)]
257 enum VarKind {
258     Arg(NodeId, Ident),
259     Local(LocalInfo),
260     ImplicitRet,
261     CleanExit
262 }
263
264 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
265     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
266
267     num_live_nodes: uint,
268     num_vars: uint,
269     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
270     variable_map: NodeMap<Variable>,
271     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
272     var_kinds: Vec<VarKind>,
273     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
274 }
275
276 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
277     fn new(tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
278         IrMaps {
279             tcx: tcx,
280             num_live_nodes: 0,
281             num_vars: 0,
282             live_node_map: NodeMap::new(),
283             variable_map: NodeMap::new(),
284             capture_info_map: NodeMap::new(),
285             var_kinds: Vec::new(),
286             lnks: Vec::new(),
287         }
288     }
289
290     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
291         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
292         self.lnks.push(lnk);
293         self.num_live_nodes += 1;
294
295         debug!("{} is of kind {}", ln.to_string(),
296                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
297
298         ln
299     }
300
301     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
302         let ln = self.add_live_node(lnk);
303         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
304
305         debug!("{} is node {}", ln.to_string(), node_id);
306     }
307
308     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
309         let v = Variable(self.num_vars);
310         self.var_kinds.push(vk);
311         self.num_vars += 1;
312
313         match vk {
314             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
315                 self.variable_map.insert(node_id, v);
316             },
317             ImplicitRet | CleanExit => {}
318         }
319
320         debug!("{} is {}", v.to_string(), vk);
321
322         v
323     }
324
325     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
326         match self.variable_map.find(&node_id) {
327           Some(&var) => var,
328           None => {
329             self.tcx
330                 .sess
331                 .span_bug(span, format!("no variable registered for id {}",
332                                         node_id).as_slice());
333           }
334         }
335     }
336
337     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
338         match self.var_kinds[var.get()] {
339             Local(LocalInfo { ident: nm, .. }) | Arg(_, nm) => {
340                 token::get_ident(nm).get().to_string()
341             },
342             ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string(),
343             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
344         }
345     }
346
347     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
348         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
349     }
350
351     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
352         self.lnks[ln.get()]
353     }
354 }
355
356 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
357     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v FnDecl, b: &'v Block, s: Span, n: NodeId) {
358         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
359     }
360     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) {
361         check_local(self, l);
362     }
363     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
364         check_expr(self, ex);
365     }
366     fn visit_arm(&mut self, a: &Arm) {
367         check_arm(self, a);
368     }
369 }
370
371 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
372             fk: FnKind,
373             decl: &FnDecl,
374             body: &Block,
375             sp: Span,
376             id: NodeId) {
377     debug!("visit_fn: id={}", id);
378     let _i = ::util::common::indenter();
379
380     // swap in a new set of IR maps for this function body:
381     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
382
383     unsafe {
384         debug!("creating fn_maps: {}",
385                transmute::<&IrMaps, *const IrMaps>(&fn_maps));
386     }
387
388     for arg in decl.inputs.iter() {
389         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
390                                &*arg.pat,
391                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
392             debug!("adding argument {}", arg_id);
393             let ident = path1.node;
394             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, ident));
395         })
396     };
397
398     // gather up the various local variables, significant expressions,
399     // and so forth:
400     visit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
401
402     // Special nodes and variables:
403     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
404     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
405     //   an implicit return
406     let specials = Specials {
407         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
408         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
409         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
410         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
411     };
412
413     // compute liveness
414     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
415     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
416
417     // check for various error conditions
418     lsets.visit_block(body);
419     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
420     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
421 }
422
423 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &ast::Local) {
424     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &*local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
425         debug!("adding local variable {}", p_id);
426         let name = path1.node;
427         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
428         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
429           id: p_id,
430           ident: name
431         }));
432     });
433     visit::walk_local(ir, local);
434 }
435
436 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &Arm) {
437     for pat in arm.pats.iter() {
438         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
439             debug!("adding local variable {} from match with bm {}",
440                    p_id, bm);
441             let name = path1.node;
442             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
443             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
444                 id: p_id,
445                 ident: name
446             }));
447         })
448     }
449     visit::walk_arm(ir, arm);
450 }
451
452 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
453     match expr.node {
454       // live nodes required for uses or definitions of variables:
455       ExprPath(_) => {
456         let def = ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id);
457         debug!("expr {}: path that leads to {}", expr.id, def);
458         match def {
459             DefLocal(..) => ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span)),
460             _ => {}
461         }
462         visit::walk_expr(ir, expr);
463       }
464       ExprFnBlock(..) | ExprProc(..) | ExprUnboxedFn(..) => {
465         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
466         // breaks or continues)
467         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
468
469         // Make a live_node for each captured variable, with the span
470         // being the location that the variable is used.  This results
471         // in better error messages than just pointing at the closure
472         // construction site.
473         let mut call_caps = Vec::new();
474         ty::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
475             for fv in freevars.iter() {
476                 match fv.def {
477                     DefLocal(rv) => {
478                         let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
479                         call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
480                                                     var_nid: rv});
481                     }
482                     _ => {}
483                 }
484             }
485         });
486         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
487
488         visit::walk_expr(ir, expr);
489       }
490
491       // live nodes required for interesting control flow:
492       ExprIf(..) | ExprMatch(..) | ExprWhile(..) | ExprLoop(..) => {
493         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
494         visit::walk_expr(ir, expr);
495       }
496       ExprIfLet(..) => {
497           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
498       }
499       ExprWhileLet(..) => {
500           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
501       }
502       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
503         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
504             debug!("adding local variable {} from for loop with bm {}",
505                    p_id, bm);
506             let name = path1.node;
507             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
508             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
509                 id: p_id,
510                 ident: name
511             }));
512         });
513         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
514         visit::walk_expr(ir, expr);
515       }
516       ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op) => {
517         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
518         visit::walk_expr(ir, expr);
519       }
520
521       // otherwise, live nodes are not required:
522       ExprIndex(..) | ExprField(..) | ExprTupField(..) | ExprVec(..) |
523       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprTup(..) | ExprSlice(..) |
524       ExprBinary(..) | ExprAddrOf(..) |
525       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprBreak(_) |
526       ExprAgain(_) | ExprLit(_) | ExprRet(..) | ExprBlock(..) |
527       ExprAssign(..) | ExprAssignOp(..) | ExprMac(..) |
528       ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) | ExprParen(..) |
529       ExprInlineAsm(..) | ExprBox(..) => {
530           visit::walk_expr(ir, expr);
531       }
532     }
533 }
534
535 // ______________________________________________________________________
536 // Computing liveness sets
537 //
538 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
539 // the same basic propagation framework in all cases.
540
541 #[deriving(Clone)]
542 struct Users {
543     reader: LiveNode,
544     writer: LiveNode,
545     used: bool
546 }
547
548 fn invalid_users() -> Users {
549     Users {
550         reader: invalid_node(),
551         writer: invalid_node(),
552         used: false
553     }
554 }
555
556 struct Specials {
557     exit_ln: LiveNode,
558     fallthrough_ln: LiveNode,
559     no_ret_var: Variable,
560     clean_exit_var: Variable
561 }
562
563 static ACC_READ: uint = 1u;
564 static ACC_WRITE: uint = 2u;
565 static ACC_USE: uint = 4u;
566
567 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
568     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
569     s: Specials,
570     successors: Vec<LiveNode>,
571     users: Vec<Users>,
572     // The list of node IDs for the nested loop scopes
573     // we're in.
574     loop_scope: Vec<NodeId>,
575     // mappings from loop node ID to LiveNode
576     // ("break" label should map to loop node ID,
577     // it probably doesn't now)
578     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
579     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
580 }
581
582 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
583     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
584         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
585         let num_vars = ir.num_vars;
586         Liveness {
587             ir: ir,
588             s: specials,
589             successors: Vec::from_elem(num_live_nodes, invalid_node()),
590             users: Vec::from_elem(num_live_nodes * num_vars, invalid_users()),
591             loop_scope: Vec::new(),
592             break_ln: NodeMap::new(),
593             cont_ln: NodeMap::new(),
594         }
595     }
596
597     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
598         match self.ir.live_node_map.find(&node_id) {
599           Some(&ln) => ln,
600           None => {
601             // This must be a mismatch between the ir_map construction
602             // above and the propagation code below; the two sets of
603             // code have to agree about which AST nodes are worth
604             // creating liveness nodes for.
605             self.ir.tcx.sess.span_bug(
606                 span,
607                 format!("no live node registered for node {}",
608                         node_id).as_slice());
609           }
610         }
611     }
612
613     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
614         self.ir.variable(node_id, span)
615     }
616
617     fn pat_bindings(&mut self,
618                     pat: &Pat,
619                     f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
620         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
621             let ln = self.live_node(p_id, sp);
622             let var = self.variable(p_id, sp);
623             f(self, ln, var, sp, p_id);
624         })
625     }
626
627     fn arm_pats_bindings(&mut self,
628                          pat: Option<&Pat>,
629                          f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
630         match pat {
631             Some(pat) => {
632                 self.pat_bindings(pat, f);
633             }
634             None => {}
635         }
636     }
637
638     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &Pat, succ: LiveNode)
639                               -> LiveNode {
640         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
641     }
642
643     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&Pat>, succ: LiveNode)
644                                    -> LiveNode {
645         let mut succ = succ;
646         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
647             this.init_from_succ(ln, succ);
648             this.define(ln, var);
649             succ = ln;
650         });
651         succ
652     }
653
654     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
655         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
656     }
657
658     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
659                       -> Option<LiveNodeKind> {
660         assert!(ln.is_valid());
661         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
662         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
663     }
664
665     /*
666     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
667     */
668     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
669                     -> Option<LiveNodeKind> {
670         let successor = self.successors[ln.get()];
671         self.live_on_entry(successor, var)
672     }
673
674     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
675         assert!(ln.is_valid());
676         self.users[self.idx(ln, var)].used
677     }
678
679     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
680                          -> Option<LiveNodeKind> {
681         assert!(ln.is_valid());
682         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
683         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
684     }
685
686     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
687                         -> Option<LiveNodeKind> {
688         let successor = self.successors[ln.get()];
689         self.assigned_on_entry(successor, var)
690     }
691
692     fn indices2(&mut self,
693                 ln: LiveNode,
694                 succ_ln: LiveNode,
695                 op: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint|) {
696         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0u));
697         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0u));
698         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
699             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
700         }
701     }
702
703     fn write_vars(&self,
704                   wr: &mut io::Writer,
705                   ln: LiveNode,
706                   test: |uint| -> LiveNode) -> io::IoResult<()> {
707         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
708         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
709             let idx = node_base_idx + var_idx;
710             if test(idx).is_valid() {
711                 try!(write!(wr, " {}", Variable(var_idx).to_string()));
712             }
713         }
714         Ok(())
715     }
716
717     fn find_loop_scope(&self,
718                        opt_label: Option<Ident>,
719                        id: NodeId,
720                        sp: Span)
721                        -> NodeId {
722         match opt_label {
723             Some(_) => {
724                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
725                 // to find with one
726                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().find(&id) {
727                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
728                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
729                                                         doesn't refer to a loop")
730                 }
731             }
732             None => {
733                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
734                 // loop scope
735                 if self.loop_scope.len() == 0 {
736                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
737                 } else {
738                     *self.loop_scope.last().unwrap()
739                 }
740             }
741         }
742     }
743
744     #[allow(unused_must_use)]
745     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
746         let mut wr = io::MemWriter::new();
747         {
748             let wr = &mut wr as &mut io::Writer;
749             write!(wr, "[ln({}) of kind {} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
750             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
751             write!(wr, "  writes");
752             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
753             write!(wr, "  precedes {}]", self.successors[ln.get()].to_string());
754         }
755         str::from_utf8(wr.unwrap().as_slice()).unwrap().to_string()
756     }
757
758     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
759         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
760
761         // It is not necessary to initialize the
762         // values to empty because this is the value
763         // they have when they are created, and the sets
764         // only grow during iterations.
765         //
766         // self.indices(ln) { |idx|
767         //     self.users[idx] = invalid_users();
768         // }
769     }
770
771     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
772         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
773         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
774
775         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
776             *this.users.get_mut(idx) = this.users[succ_idx]
777         });
778         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
779                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
780     }
781
782     fn merge_from_succ(&mut self,
783                        ln: LiveNode,
784                        succ_ln: LiveNode,
785                        first_merge: bool)
786                        -> bool {
787         if ln == succ_ln { return false; }
788
789         let mut changed = false;
790         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
791             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
792                                        &mut this.users.get_mut(idx).reader);
793             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
794                                        &mut this.users.get_mut(idx).writer);
795             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
796                 this.users.get_mut(idx).used = true;
797                 changed = true;
798             }
799         });
800
801         debug!("merge_from_succ(ln={}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
802                ln.to_string(), self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
803         return changed;
804
805         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
806             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
807                 *dst = src;
808                 true
809             } else {
810                 false
811             }
812         }
813     }
814
815     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
816     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
817     // this) so we just clear out all the data.
818     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
819         let idx = self.idx(writer, var);
820         self.users.get_mut(idx).reader = invalid_node();
821         self.users.get_mut(idx).writer = invalid_node();
822
823         debug!("{} defines {} (idx={}): {}", writer.to_string(), var.to_string(),
824                idx, self.ln_str(writer));
825     }
826
827     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
828     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
829         debug!("{} accesses[{:x}] {}: {}",
830                ln.to_string(), acc, var.to_string(), self.ln_str(ln));
831
832         let idx = self.idx(ln, var);
833         let user = self.users.get_mut(idx);
834
835         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
836             user.reader = invalid_node();
837             user.writer = ln;
838         }
839
840         // Important: if we both read/write, must do read second
841         // or else the write will override.
842         if (acc & ACC_READ) != 0 {
843             user.reader = ln;
844         }
845
846         if (acc & ACC_USE) != 0 {
847             user.used = true;
848         }
849     }
850
851     // _______________________________________________________________________
852
853     fn compute(&mut self, decl: &FnDecl, body: &Block) -> LiveNode {
854         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
855         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
856         // where the body is really a closure.
857
858         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
859
860         let exit_ln = self.s.exit_ln;
861         let entry_ln: LiveNode =
862             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
863               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
864
865         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
866         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={})",
867                {
868                    for ln_idx in range(0u, self.ir.num_live_nodes) {
869                        debug!("{}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
870                    }
871                    body.id
872                },
873                entry_ln.to_string());
874
875         entry_ln
876     }
877
878     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &FnDecl, blk: &Block)
879                                   -> LiveNode {
880         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
881         // explicitly return:
882         let s = self.s;
883         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
884         if blk.expr.is_none() {
885             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
886         }
887         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
888
889         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
890     }
891
892     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &Block, succ: LiveNode)
893                                -> LiveNode {
894         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
895         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
896             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
897         })
898     }
899
900     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &Stmt, succ: LiveNode)
901                               -> LiveNode {
902         match stmt.node {
903             StmtDecl(ref decl, _) => {
904                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
905             }
906
907             StmtExpr(ref expr, _) | StmtSemi(ref expr, _) => {
908                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
909             }
910
911             StmtMac(..) => {
912                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
913             }
914         }
915     }
916
917     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &Decl, succ: LiveNode)
918                               -> LiveNode {
919         match decl.node {
920             DeclLocal(ref local) => {
921                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
922             }
923             DeclItem(_) => succ,
924         }
925     }
926
927     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
928                                -> LiveNode {
929         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
930         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
931         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
932         // could check for uninit variables just by scanning what is live
933         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
934         // immutable variables defined in a loop:
935         //     loop { let x; x = 5; }
936         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
937         //
938         // So now we just check that variables defined w/o an
939         // initializer are not live at the point of their
940         // initialization, which is mildly more complex than checking
941         // once at the func header but otherwise equivalent.
942
943         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
944         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
945     }
946
947     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
948                                -> LiveNode {
949         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
950             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
951         })
952     }
953
954     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
955                                   opt_expr: Option<&Expr>,
956                                   succ: LiveNode)
957                                   -> LiveNode {
958         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
959     }
960
961     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
962                               -> LiveNode {
963         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
964
965         match expr.node {
966           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
967
968           ExprPath(_) => {
969               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
970           }
971
972           ExprField(ref e, _, _) => {
973               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
974           }
975
976           ExprTupField(ref e, _, _) => {
977               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
978           }
979
980           ExprFnBlock(_, _, ref blk) |
981           ExprProc(_, ref blk) |
982           ExprUnboxedFn(_, _, _, ref blk) => {
983               debug!("{} is an ExprFnBlock, ExprProc, or ExprUnboxedFn",
984                      expr_to_string(expr));
985
986               /*
987               The next-node for a break is the successor of the entire
988               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
989               */
990               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
991               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
992
993                  // the construction of a closure itself is not important,
994                  // but we have to consider the closed over variables.
995                  let caps = match this.ir.capture_info_map.find(&expr.id) {
996                     Some(caps) => caps.clone(),
997                     None => {
998                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
999                      }
1000                  };
1001                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
1002                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
1003                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
1004                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
1005                      cap.ln
1006                  })
1007               })
1008           }
1009
1010           ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
1011             //
1012             //     (cond)
1013             //       |
1014             //       v
1015             //     (expr)
1016             //     /   \
1017             //    |     |
1018             //    v     v
1019             //  (then)(els)
1020             //    |     |
1021             //    v     v
1022             //   (  succ  )
1023             //
1024             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1025             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1026             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1027             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1028             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1029             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1030           }
1031
1032           ExprIfLet(..) => {
1033               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1034           }
1035
1036           ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1037             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1038           }
1039
1040           ExprWhileLet(..) => {
1041               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1042           }
1043
1044           ExprForLoop(ref pat, ref head, ref blk, _) => {
1045             let ln = self.propagate_through_loop(expr, ForLoop(&**pat), &**blk, succ);
1046             self.propagate_through_expr(&**head, ln)
1047           }
1048
1049           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1050           // at the label ident
1051           ExprLoop(ref blk, _) => {
1052             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1053           }
1054
1055           ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1056             //
1057             //      (e)
1058             //       |
1059             //       v
1060             //     (expr)
1061             //     / | \
1062             //    |  |  |
1063             //    v  v  v
1064             //   (..arms..)
1065             //    |  |  |
1066             //    v  v  v
1067             //   (  succ  )
1068             //
1069             //
1070             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1071             self.init_empty(ln, succ);
1072             let mut first_merge = true;
1073             for arm in arms.iter() {
1074                 let body_succ =
1075                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1076                 let guard_succ =
1077                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1078                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1079                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1080                 // the "authoritative" set of ids
1081                 let arm_succ =
1082                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p),
1083                                                      guard_succ);
1084                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1085                 first_merge = false;
1086             };
1087             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1088           }
1089
1090           ExprRet(ref o_e) => {
1091             // ignore succ and subst exit_ln:
1092             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1093             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1094           }
1095
1096           ExprBreak(opt_label) => {
1097               // Find which label this break jumps to
1098               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1099
1100               // Now that we know the label we're going to,
1101               // look it up in the break loop nodes table
1102
1103               match self.break_ln.find(&sc) {
1104                   Some(&b) => b,
1105                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1106                                                     "break to unknown label")
1107               }
1108           }
1109
1110           ExprAgain(opt_label) => {
1111               // Find which label this expr continues to
1112               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1113
1114               // Now that we know the label we're going to,
1115               // look it up in the continue loop nodes table
1116
1117               match self.cont_ln.find(&sc) {
1118                   Some(&b) => b,
1119                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1120                                                     "loop to unknown label")
1121               }
1122           }
1123
1124           ExprAssign(ref l, ref r) => {
1125             // see comment on lvalues in
1126             // propagate_through_lvalue_components()
1127             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1128             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1129             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1130           }
1131
1132           ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1133             // see comment on lvalues in
1134             // propagate_through_lvalue_components()
1135             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1136             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1137             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1138           }
1139
1140           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1141
1142           ExprVec(ref exprs) => {
1143             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1144           }
1145
1146           ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1147             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1148             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1149           }
1150
1151           ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1152             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1153             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1154                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1155             })
1156           }
1157
1158           ExprCall(ref f, ref args) => {
1159             let diverges = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1160                 let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**f));
1161                 t_ret == ty::FnDiverging
1162             };
1163             let succ = if diverges {
1164                 self.s.exit_ln
1165             } else {
1166                 succ
1167             };
1168             let succ = self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ);
1169             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1170           }
1171
1172           ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1173             let method_call = typeck::MethodCall::expr(expr.id);
1174             let method_ty = self.ir.tcx.method_map.borrow().find(&method_call).unwrap().ty;
1175             let diverges = ty::ty_fn_ret(method_ty) == ty::FnDiverging;
1176             let succ = if diverges {
1177                 self.s.exit_ln
1178             } else {
1179                 succ
1180             };
1181             self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ)
1182           }
1183
1184           ExprTup(ref exprs) => {
1185             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1186           }
1187
1188           ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op) => {
1189             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1190
1191             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1192             self.init_from_succ(ln, succ);
1193             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1194
1195             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1196           }
1197
1198           ExprIndex(ref l, ref r) |
1199           ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1200           ExprBox(ref l, ref r) => {
1201             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1202             self.propagate_through_expr(&**l, r_succ)
1203           }
1204
1205           ExprSlice(ref e1, ref e2, ref e3, _) => {
1206             let succ = e3.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1207             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1208             self.propagate_through_expr(&**e1, succ)
1209           }
1210
1211           ExprAddrOf(_, ref e) |
1212           ExprCast(ref e, _) |
1213           ExprUnary(_, ref e) |
1214           ExprParen(ref e) => {
1215             self.propagate_through_expr(&**e, succ)
1216           }
1217
1218           ExprInlineAsm(ref ia) => {
1219
1220             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr, _)| {
1221                 // see comment on lvalues
1222                 // in propagate_through_lvalue_components()
1223                 let succ = self.write_lvalue(&**expr, succ, ACC_WRITE);
1224                 self.propagate_through_lvalue_components(&**expr, succ)
1225             });
1226             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1227             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1228                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
1229             })
1230           }
1231
1232           ExprLit(..) => {
1233             succ
1234           }
1235
1236           ExprBlock(ref blk) => {
1237             self.propagate_through_block(&**blk, succ)
1238           }
1239
1240           ExprMac(..) => {
1241             self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "unexpanded macro");
1242           }
1243         }
1244     }
1245
1246     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1247                                            expr: &Expr,
1248                                            succ: LiveNode)
1249                                            -> LiveNode {
1250         // # Lvalues
1251         //
1252         // In general, the full flow graph structure for an
1253         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1254         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1255         // value" or not. A tracked value is basically a local
1256         // variable or argument.
1257         //
1258         // The two kinds of graphs are:
1259         //
1260         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1261         // ----------------------++-----------------------
1262         //                       ||
1263         //         |             ||           |
1264         //         v             ||           v
1265         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1266         //         |             ||           |
1267         //         v             ||           v
1268         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1269         //         |             ||           |
1270         //         v             ||           v
1271         //      (succ)           ||        (succ)
1272         //                       ||
1273         // ----------------------++-----------------------
1274         //
1275         // I will cover the two cases in turn:
1276         //
1277         // # Tracked lvalues
1278         //
1279         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1280         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1281         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1282         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1283         // consider.
1284         //
1285         // # Non-tracked lvalues
1286         //
1287         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1288         // basically ignore the value which is written to but generate
1289         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1290         // components reads are generated by
1291         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1292         //
1293         // # Illegal lvalues
1294         //
1295         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1296         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1297         // just ignore such cases and treat them as reads.
1298
1299         match expr.node {
1300             ExprPath(_) => succ,
1301             ExprField(ref e, _, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1302             ExprTupField(ref e, _, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1303             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1304         }
1305     }
1306
1307     // see comment on propagate_through_lvalue()
1308     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1309                     -> LiveNode {
1310         match expr.node {
1311           ExprPath(_) => self.access_path(expr, succ, acc),
1312
1313           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1314           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1315           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1316           // later pass borrowck.
1317           _ => succ
1318         }
1319     }
1320
1321     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1322                    -> LiveNode {
1323         match self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id) {
1324           DefLocal(nid) => {
1325             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1326             if acc != 0u {
1327                 self.init_from_succ(ln, succ);
1328                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1329                 self.acc(ln, var, acc);
1330             }
1331             ln
1332           }
1333           _ => succ
1334         }
1335     }
1336
1337     fn propagate_through_loop(&mut self,
1338                               expr: &Expr,
1339                               kind: LoopKind,
1340                               body: &Block,
1341                               succ: LiveNode)
1342                               -> LiveNode {
1343
1344         /*
1345
1346         We model control flow like this:
1347
1348               (cond) <--+
1349                 |       |
1350                 v       |
1351           +-- (expr)    |
1352           |     |       |
1353           |     v       |
1354           |   (body) ---+
1355           |
1356           |
1357           v
1358         (succ)
1359
1360         */
1361
1362
1363         // first iteration:
1364         let mut first_merge = true;
1365         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1366         self.init_empty(ln, succ);
1367         match kind {
1368             LoopLoop => {}
1369             _ => {
1370                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1371                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1372                 // in the loop body.
1373                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1374                 first_merge = false;
1375             }
1376         }
1377         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1378                expr.id, block_to_string(body));
1379
1380         let cond_ln = match kind {
1381             LoopLoop => ln,
1382             ForLoop(ref pat) => self.define_bindings_in_pat(*pat, ln),
1383             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1384         };
1385         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1386             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1387         });
1388
1389         // repeat until fixed point is reached:
1390         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1391             first_merge = false;
1392
1393             let new_cond_ln = match kind {
1394                 LoopLoop => ln,
1395                 ForLoop(ref pat) => {
1396                     self.define_bindings_in_pat(*pat, ln)
1397                 }
1398                 WhileLoop(ref cond) => {
1399                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1400                 }
1401             };
1402             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1403             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1404             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1405         }
1406
1407         cond_ln
1408     }
1409
1410     fn with_loop_nodes<R>(&mut self,
1411                           loop_node_id: NodeId,
1412                           break_ln: LiveNode,
1413                           cont_ln: LiveNode,
1414                           f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>| -> R)
1415                           -> R {
1416         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1417         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1418         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1419         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1420         let r = f(self);
1421         self.loop_scope.pop();
1422         r
1423     }
1424 }
1425
1426 // _______________________________________________________________________
1427 // Checking for error conditions
1428
1429 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1430     match local.init {
1431         Some(_) => {
1432             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1433         },
1434         None => {
1435             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1436                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1437             })
1438         }
1439     }
1440
1441     visit::walk_local(this, local);
1442 }
1443
1444 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &Arm) {
1445     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1446     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1447     // the "authoritative" set of ids
1448     this.arm_pats_bindings(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1449         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1450     });
1451     visit::walk_arm(this, arm);
1452 }
1453
1454 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1455     match expr.node {
1456       ExprAssign(ref l, ref r) => {
1457         this.check_lvalue(&**l);
1458         this.visit_expr(&**r);
1459
1460         visit::walk_expr(this, expr);
1461       }
1462
1463       ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1464         this.check_lvalue(&**l);
1465
1466         visit::walk_expr(this, expr);
1467       }
1468
1469       ExprInlineAsm(ref ia) => {
1470         for &(_, ref input) in ia.inputs.iter() {
1471           this.visit_expr(&**input);
1472         }
1473
1474         // Output operands must be lvalues
1475         for &(_, ref out, _) in ia.outputs.iter() {
1476           this.check_lvalue(&**out);
1477           this.visit_expr(&**out);
1478         }
1479
1480         visit::walk_expr(this, expr);
1481       }
1482
1483       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
1484         this.pat_bindings(&**pat, |this, ln, var, sp, id| {
1485             this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1486         });
1487
1488         visit::walk_expr(this, expr);
1489       }
1490
1491       // no correctness conditions related to liveness
1492       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprIf(..) | ExprMatch(..) |
1493       ExprWhile(..) | ExprLoop(..) | ExprIndex(..) | ExprField(..) |
1494       ExprTupField(..) | ExprVec(..) | ExprTup(..) | ExprBinary(..) |
1495       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprRet(..) | ExprBreak(..) |
1496       ExprAgain(..) | ExprLit(_) | ExprBlock(..) | ExprSlice(..) |
1497       ExprMac(..) | ExprAddrOf(..) | ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) |
1498       ExprParen(..) | ExprFnBlock(..) | ExprProc(..) | ExprUnboxedFn(..) |
1499       ExprPath(..) | ExprBox(..) => {
1500         visit::walk_expr(this, expr);
1501       }
1502       ExprIfLet(..) => {
1503         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1504       }
1505       ExprWhileLet(..) => {
1506         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1507       }
1508     }
1509 }
1510
1511 fn check_fn(_v: &Liveness,
1512             _fk: FnKind,
1513             _decl: &FnDecl,
1514             _body: &Block,
1515             _sp: Span,
1516             _id: NodeId) {
1517     // do not check contents of nested fns
1518 }
1519
1520 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1521     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::FnOutput {
1522         let fn_ty = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id);
1523         match ty::get(fn_ty).sty {
1524             ty::ty_unboxed_closure(closure_def_id, _, _) =>
1525                 self.ir.tcx.unboxed_closures()
1526                     .borrow()
1527                     .find(&closure_def_id)
1528                     .unwrap()
1529                     .closure_type
1530                     .sig
1531                     .output,
1532             _ => ty::ty_fn_ret(fn_ty)
1533         }
1534     }
1535
1536     fn check_ret(&self,
1537                  id: NodeId,
1538                  sp: Span,
1539                  _fk: FnKind,
1540                  entry_ln: LiveNode,
1541                  body: &Block) {
1542         match self.fn_ret(id) {
1543             ty::FnConverging(t_ret)
1544                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() => {
1545
1546                 if ty::type_is_nil(t_ret) {
1547                     // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1548                 } else {
1549                     let ends_with_stmt = match body.expr {
1550                         None if body.stmts.len() > 0 =>
1551                             match body.stmts.last().unwrap().node {
1552                                 StmtSemi(ref e, _) => {
1553                                     let t_stmt = ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e);
1554                                     ty::get(t_stmt).sty == ty::get(t_ret).sty
1555                                 },
1556                                 _ => false
1557                             },
1558                         _ => false
1559                     };
1560                     self.ir.tcx.sess.span_err(
1561                         sp, "not all control paths return a value");
1562                     if ends_with_stmt {
1563                         let last_stmt = body.stmts.last().unwrap();
1564                         let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1565                                                         last_stmt.span, sp);
1566                         let span_semicolon = Span {
1567                             lo: original_span.hi - BytePos(1),
1568                             hi: original_span.hi,
1569                             expn_id: original_span.expn_id
1570                         };
1571                         self.ir.tcx.sess.span_note(
1572                             span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1573                     }
1574                 }
1575             }
1576             ty::FnDiverging
1577                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.clean_exit_var).is_some() => {
1578                     self.ir.tcx.sess.span_err(sp,
1579                         "computation may converge in a function marked as diverging");
1580                 }
1581
1582             _ => {}
1583         }
1584     }
1585
1586     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1587         match expr.node {
1588           ExprPath(_) => {
1589             match self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id) {
1590               DefLocal(nid) => {
1591                 // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1592                 // if there is no later assignment. If this local is actually
1593                 // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1594                 // as being used.
1595                 let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1596                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1597                 self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1598               }
1599               _ => {}
1600             }
1601           }
1602
1603           _ => {
1604             // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1605             // and any embedded expressions are actually rvalues
1606             visit::walk_expr(self, expr);
1607           }
1608        }
1609     }
1610
1611     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1612         let name = self.ir.variable_name(var);
1613         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1614             None
1615         } else {
1616             Some(name)
1617         }
1618     }
1619
1620     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1621         for arg in decl.inputs.iter() {
1622             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1623                                    &*arg.pat,
1624                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1625                 let var = self.variable(p_id, sp);
1626                 // Ignore unused self.
1627                 let ident = path1.node;
1628                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1629                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1630                 }
1631             })
1632         }
1633     }
1634
1635     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &Pat) {
1636         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1637             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1638                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1639             }
1640         })
1641     }
1642
1643     fn warn_about_unused(&self,
1644                          sp: Span,
1645                          id: NodeId,
1646                          ln: LiveNode,
1647                          var: Variable)
1648                          -> bool {
1649         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1650             let r = self.should_warn(var);
1651             for name in r.iter() {
1652
1653                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1654                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1655                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1656                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1657                     false
1658                 } else {
1659                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1660                 };
1661
1662                 if is_assigned {
1663                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1664                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1665                                 *name));
1666                 } else {
1667                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1668                         format!("unused variable: `{}`", *name));
1669                 }
1670             }
1671             true
1672         } else {
1673             false
1674         }
1675     }
1676
1677     fn warn_about_dead_assign(&self,
1678                               sp: Span,
1679                               id: NodeId,
1680                               ln: LiveNode,
1681                               var: Variable) {
1682         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1683             let r = self.should_warn(var);
1684             for name in r.iter() {
1685                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1686                     format!("value assigned to `{}` is never read", *name));
1687             }
1688         }
1689     }
1690  }