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