]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
Rollup merge of #60609 - spastorino:be-explicit-on-mem-replace-doc, r=Centril
[rust.git] / src / librustc / middle / liveness.rs
1 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST. Computes,
2 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
3 //! at a given point. Program execution points are identified by their
4 //! IDs.
5 //!
6 //! # Basic idea
7 //!
8 //! The basic model is that each local variable is assigned an index. We
9 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
10 //! index. The value in the vector is either 0, indicating the variable
11 //! is dead, or the ID of an expression that uses the variable.
12 //!
13 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order. If we
14 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables. If
15 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
16 //! variables. When we have to merge two flows, we take the union of
17 //! those two flows -- if the variable is live on both paths, we simply
18 //! pick one ID. In the event of loops, we continue doing this until a
19 //! fixed point is reached.
20 //!
21 //! ## Checking initialization
22 //!
23 //! At the function entry point, all variables must be dead. If this is
24 //! not the case, we can report an error using the ID found in the set of
25 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
26 //! dominated by an assignment.
27 //!
28 //! ## Checking moves
29 //!
30 //! After each explicit move, the variable must be dead.
31 //!
32 //! ## Computing last uses
33 //!
34 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
35 //! last use.
36 //!
37 //! # Implementation details
38 //!
39 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
40 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
41 //! enclosing function. On the way down the tree, it identifies those AST
42 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
43 //! and assigns them contiguous IDs. The liveness ID for an AST node is
44 //! called a `live_node` (it's a newtype'd `u32`) and the ID for a variable
45 //! is called a `variable` (another newtype'd `u32`).
46 //!
47 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
48 //! declaration we allocate a `liveness` instance. Now that we know
49 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
50 //! the various arrays that we will need to precisely the right size. We then
51 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
52 //!
53 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
54 //! methods. It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
55 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
56 //!
57 //! ## The `RWU` struct
58 //!
59 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
60 //! variable `V` (these are encapsulated in the `RWU` struct):
61 //!
62 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
63 //!    that `V` holds on entry to `N`. Formally: a node `M` such
64 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
65 //!    write `V`. If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
66 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
67 //!
68 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
69 //!    variable `V` and which is reachable from `N`. Formally: a node `M`
70 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
71 //!    `V`. If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
72 //!    of `V` that follows `N`.
73 //!
74 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*. We
75 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
76 //!   is not just used to generate a new value. For example, `x += 1` is
77 //!   a read but not a use. This is used to generate better warnings.
78 //!
79 //! ## Special Variables
80 //!
81 //! We generate various special variables for various, well, special purposes.
82 //! These are described in the `specials` struct:
83 //!
84 //! - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
85 //!   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
86 //!
87 //! - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
88 //!
89 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
90 //!   fallthrough node. It is only live if the function could converge
91 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
92 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
93 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
94 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
95
96 use self::LoopKind::*;
97 use self::LiveNodeKind::*;
98 use self::VarKind::*;
99
100 use crate::hir::def::*;
101 use crate::hir::Node;
102 use crate::ty::{self, TyCtxt};
103 use crate::ty::query::Providers;
104 use crate::lint;
105 use crate::util::nodemap::{HirIdMap, HirIdSet};
106
107 use errors::Applicability;
108 use std::collections::{BTreeMap, VecDeque};
109 use std::{fmt, u32};
110 use std::io::prelude::*;
111 use std::io;
112 use std::rc::Rc;
113 use syntax::ast::{self, NodeId};
114 use syntax::ptr::P;
115 use syntax::symbol::keywords;
116 use syntax_pos::Span;
117
118 use crate::hir;
119 use crate::hir::{Expr, HirId};
120 use crate::hir::def_id::DefId;
121 use crate::hir::intravisit::{self, Visitor, FnKind, NestedVisitorMap};
122
123 /// For use with `propagate_through_loop`.
124 enum LoopKind<'a> {
125     /// An endless `loop` loop.
126     LoopLoop,
127     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
128     WhileLoop(&'a Expr),
129 }
130
131 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
132 struct Variable(u32);
133
134 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
135 struct LiveNode(u32);
136
137 impl Variable {
138     fn get(&self) -> usize { self.0 as usize }
139 }
140
141 impl LiveNode {
142     fn get(&self) -> usize { self.0 as usize }
143 }
144
145 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
146 enum LiveNodeKind {
147     UpvarNode(Span),
148     ExprNode(Span),
149     VarDefNode(Span),
150     ExitNode
151 }
152
153 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> String {
154     let cm = tcx.sess.source_map();
155     match lnk {
156         UpvarNode(s) => {
157             format!("Upvar node [{}]", cm.span_to_string(s))
158         }
159         ExprNode(s) => {
160             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
161         }
162         VarDefNode(s) => {
163             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
164         }
165         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
166     }
167 }
168
169 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'a, 'tcx> {
170     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
171         NestedVisitorMap::OnlyBodies(&self.tcx.hir())
172     }
173
174     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'tcx>, fd: &'tcx hir::FnDecl,
175                 b: hir::BodyId, s: Span, id: HirId) {
176         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
177     }
178
179     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) { visit_local(self, l); }
180     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) { visit_expr(self, ex); }
181     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) { visit_arm(self, a); }
182 }
183
184 fn check_mod_liveness<'tcx>(tcx: TyCtxt<'_, 'tcx, 'tcx>, module_def_id: DefId) {
185     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(module_def_id, &mut IrMaps::new(tcx).as_deep_visitor());
186 }
187
188 pub fn provide(providers: &mut Providers<'_>) {
189     *providers = Providers {
190         check_mod_liveness,
191         ..*providers
192     };
193 }
194
195 impl fmt::Debug for LiveNode {
196     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
197         write!(f, "ln({})", self.get())
198     }
199 }
200
201 impl fmt::Debug for Variable {
202     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
203         write!(f, "v({})", self.get())
204     }
205 }
206
207 // ______________________________________________________________________
208 // Creating ir_maps
209 //
210 // This is the first pass and the one that drives the main
211 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
212 // we count for each function the number of variables as well as
213 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
214 // capture clause that does something of interest: either it has
215 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
216 //
217 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
218 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
219 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
220 // of live variables at each program point.
221 //
222 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
223 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
224 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
225 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
226 // variable must not be assigned if there is some successor
227 // assignment.  And so forth.
228
229 impl LiveNode {
230     fn is_valid(&self) -> bool {
231         self.0 != u32::MAX
232     }
233 }
234
235 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(u32::MAX) }
236
237 struct CaptureInfo {
238     ln: LiveNode,
239     var_hid: HirId
240 }
241
242 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
243 struct LocalInfo {
244     id: HirId,
245     name: ast::Name,
246     is_shorthand: bool,
247 }
248
249 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
250 enum VarKind {
251     Arg(HirId, ast::Name),
252     Local(LocalInfo),
253     CleanExit
254 }
255
256 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
257     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
258     num_live_nodes: usize,
259     num_vars: usize,
260     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
261     variable_map: HirIdMap<Variable>,
262     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
263     var_kinds: Vec<VarKind>,
264     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
265 }
266
267 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
268     fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
269         IrMaps {
270             tcx,
271             num_live_nodes: 0,
272             num_vars: 0,
273             live_node_map: HirIdMap::default(),
274             variable_map: HirIdMap::default(),
275             capture_info_map: Default::default(),
276             var_kinds: Vec::new(),
277             lnks: Vec::new(),
278         }
279     }
280
281     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
282         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes as u32);
283         self.lnks.push(lnk);
284         self.num_live_nodes += 1;
285
286         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
287                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
288
289         ln
290     }
291
292     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
293         let ln = self.add_live_node(lnk);
294         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
295
296         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
297     }
298
299     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
300         let v = Variable(self.num_vars as u32);
301         self.var_kinds.push(vk);
302         self.num_vars += 1;
303
304         match vk {
305             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
306                 self.variable_map.insert(node_id, v);
307             },
308             CleanExit => {}
309         }
310
311         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
312
313         v
314     }
315
316     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
317         match self.variable_map.get(&hir_id) {
318             Some(&var) => var,
319             None => {
320                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
321             }
322         }
323     }
324
325     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
326         match self.var_kinds[var.get()] {
327             Local(LocalInfo { name, .. }) | Arg(_, name) => {
328                 name.to_string()
329             },
330             CleanExit => "<clean-exit>".to_owned()
331         }
332     }
333
334     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
335         match self.var_kinds[var.get()] {
336             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
337             Arg(..) | CleanExit => false
338         }
339     }
340
341     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
342         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
343     }
344
345     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
346         self.lnks[ln.get()]
347     }
348 }
349
350 fn visit_fn<'a, 'tcx: 'a>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>,
351                           fk: FnKind<'tcx>,
352                           decl: &'tcx hir::FnDecl,
353                           body_id: hir::BodyId,
354                           sp: Span,
355                           id: hir::HirId) {
356     debug!("visit_fn");
357
358     // swap in a new set of IR maps for this function body:
359     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
360
361     // Don't run unused pass for #[derive()]
362     if let FnKind::Method(..) = fk {
363         let parent = ir.tcx.hir().get_parent_item(id);
364         if let Some(Node::Item(i)) = ir.tcx.hir().find_by_hir_id(parent) {
365             if i.attrs.iter().any(|a| a.check_name("automatically_derived")) {
366                 return;
367             }
368         }
369     }
370
371     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps<'_, '_>);
372
373     let body = ir.tcx.hir().body(body_id);
374
375     for arg in &body.arguments {
376         let is_shorthand = match arg.pat.node {
377             crate::hir::PatKind::Struct(..) => true,
378             _ => false,
379         };
380         arg.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
381             debug!("adding argument {:?}", hir_id);
382             let var = if is_shorthand {
383                 Local(LocalInfo {
384                     id: hir_id,
385                     name: ident.name,
386                     is_shorthand: true,
387                 })
388             } else {
389                 Arg(hir_id, ident.name)
390             };
391             fn_maps.add_variable(var);
392         })
393     };
394
395     // gather up the various local variables, significant expressions,
396     // and so forth:
397     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body_id, sp, id);
398
399     // compute liveness
400     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, body_id);
401     let entry_ln = lsets.compute(&body.value);
402
403     // check for various error conditions
404     lsets.visit_body(body);
405     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
406 }
407
408 fn add_from_pat<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, pat: &P<hir::Pat>) {
409     // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
410     // (`x` rather than `x: x`).
411     let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
412     let mut pats = VecDeque::new();
413     pats.push_back(pat);
414     while let Some(pat) = pats.pop_front() {
415         use crate::hir::PatKind::*;
416         match pat.node {
417             Binding(_, _, _, ref inner_pat) => {
418                 pats.extend(inner_pat.iter());
419             }
420             Struct(_, ref fields, _) => {
421                 for field in fields {
422                     if field.node.is_shorthand {
423                         shorthand_field_ids.insert(field.node.pat.hir_id);
424                     }
425                 }
426             }
427             Ref(ref inner_pat, _) |
428             Box(ref inner_pat) => {
429                 pats.push_back(inner_pat);
430             }
431             TupleStruct(_, ref inner_pats, _) |
432             Tuple(ref inner_pats, _) => {
433                 pats.extend(inner_pats.iter());
434             }
435             Slice(ref pre_pats, ref inner_pat, ref post_pats) => {
436                 pats.extend(pre_pats.iter());
437                 pats.extend(inner_pat.iter());
438                 pats.extend(post_pats.iter());
439             }
440             _ => {}
441         }
442     }
443
444     pat.each_binding(|_bm, hir_id, _sp, ident| {
445         ir.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span));
446         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
447             id: hir_id,
448             name: ident.name,
449             is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id)
450         }));
451     });
452 }
453
454 fn visit_local<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
455     add_from_pat(ir, &local.pat);
456     intravisit::walk_local(ir, local);
457 }
458
459 fn visit_arm<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
460     for pat in &arm.pats {
461         add_from_pat(ir, pat);
462     }
463     intravisit::walk_arm(ir, arm);
464 }
465
466 fn visit_expr<'a, 'tcx>(ir: &mut IrMaps<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
467     match expr.node {
468       // live nodes required for uses or definitions of variables:
469       hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
470         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
471         if let Res::Local(..) = path.res {
472             ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
473         }
474         intravisit::walk_expr(ir, expr);
475       }
476       hir::ExprKind::Closure(..) => {
477         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
478         // breaks or continues)
479         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
480
481         // Make a live_node for each captured variable, with the span
482         // being the location that the variable is used.  This results
483         // in better error messages than just pointing at the closure
484         // construction site.
485         let mut call_caps = Vec::new();
486         let closure_def_id = ir.tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(expr.hir_id);
487         if let Some(upvars) = ir.tcx.upvars(closure_def_id) {
488             call_caps.extend(upvars.iter().filter_map(|upvar| {
489                 if let Res::Local(rv) = upvar.res {
490                     let upvar_ln = ir.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
491                     Some(CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: rv })
492                 } else {
493                     None
494                 }
495             }));
496         }
497         ir.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
498
499         intravisit::walk_expr(ir, expr);
500       }
501
502       // live nodes required for interesting control flow:
503       hir::ExprKind::If(..) |
504       hir::ExprKind::Match(..) |
505       hir::ExprKind::While(..) |
506       hir::ExprKind::Loop(..) => {
507         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
508         intravisit::walk_expr(ir, expr);
509       }
510       hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
511         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
512         intravisit::walk_expr(ir, expr);
513       }
514
515       // otherwise, live nodes are not required:
516       hir::ExprKind::Index(..) |
517       hir::ExprKind::Field(..) |
518       hir::ExprKind::Array(..) |
519       hir::ExprKind::Call(..) |
520       hir::ExprKind::MethodCall(..) |
521       hir::ExprKind::Tup(..) |
522       hir::ExprKind::Binary(..) |
523       hir::ExprKind::AddrOf(..) |
524       hir::ExprKind::Cast(..) |
525       hir::ExprKind::DropTemps(..) |
526       hir::ExprKind::Unary(..) |
527       hir::ExprKind::Break(..) |
528       hir::ExprKind::Continue(_) |
529       hir::ExprKind::Lit(_) |
530       hir::ExprKind::Ret(..) |
531       hir::ExprKind::Block(..) |
532       hir::ExprKind::Assign(..) |
533       hir::ExprKind::AssignOp(..) |
534       hir::ExprKind::Struct(..) |
535       hir::ExprKind::Repeat(..) |
536       hir::ExprKind::InlineAsm(..) |
537       hir::ExprKind::Box(..) |
538       hir::ExprKind::Yield(..) |
539       hir::ExprKind::Type(..) |
540       hir::ExprKind::Err |
541       hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
542           intravisit::walk_expr(ir, expr);
543       }
544     }
545 }
546
547 // ______________________________________________________________________
548 // Computing liveness sets
549 //
550 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
551 // the same basic propagation framework in all cases.
552
553 #[derive(Clone, Copy)]
554 struct RWU {
555     reader: LiveNode,
556     writer: LiveNode,
557     used: bool
558 }
559
560 /// Conceptually, this is like a `Vec<RWU>`. But the number of `RWU`s can get
561 /// very large, so it uses a more compact representation that takes advantage
562 /// of the fact that when the number of `RWU`s is large, most of them have an
563 /// invalid reader and an invalid writer.
564 struct RWUTable {
565     /// Each entry in `packed_rwus` is either INV_INV_FALSE, INV_INV_TRUE, or
566     /// an index into `unpacked_rwus`. In the common cases, this compacts the
567     /// 65 bits of data into 32; in the uncommon cases, it expands the 65 bits
568     /// in 96.
569     ///
570     /// More compact representations are possible -- e.g., use only 2 bits per
571     /// packed `RWU` and make the secondary table a HashMap that maps from
572     /// indices to `RWU`s -- but this one strikes a good balance between size
573     /// and speed.
574     packed_rwus: Vec<u32>,
575     unpacked_rwus: Vec<RWU>,
576 }
577
578 // A constant representing `RWU { reader: invalid_node(); writer: invalid_node(); used: false }`.
579 const INV_INV_FALSE: u32 = u32::MAX;
580
581 // A constant representing `RWU { reader: invalid_node(); writer: invalid_node(); used: true }`.
582 const INV_INV_TRUE: u32 = u32::MAX - 1;
583
584 impl RWUTable {
585     fn new(num_rwus: usize) -> RWUTable {
586         Self {
587             packed_rwus: vec![INV_INV_FALSE; num_rwus],
588             unpacked_rwus: vec![],
589         }
590     }
591
592     fn get(&self, idx: usize) -> RWU {
593         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
594         match packed_rwu {
595             INV_INV_FALSE => RWU { reader: invalid_node(), writer: invalid_node(), used: false },
596             INV_INV_TRUE => RWU { reader: invalid_node(), writer: invalid_node(), used: true },
597             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize],
598         }
599     }
600
601     fn get_reader(&self, idx: usize) -> LiveNode {
602         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
603         match packed_rwu {
604             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => invalid_node(),
605             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].reader,
606         }
607     }
608
609     fn get_writer(&self, idx: usize) -> LiveNode {
610         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
611         match packed_rwu {
612             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => invalid_node(),
613             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].writer,
614         }
615     }
616
617     fn get_used(&self, idx: usize) -> bool {
618         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
619         match packed_rwu {
620             INV_INV_FALSE => false,
621             INV_INV_TRUE => true,
622             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].used,
623         }
624     }
625
626     #[inline]
627     fn copy_packed(&mut self, dst_idx: usize, src_idx: usize) {
628         self.packed_rwus[dst_idx] = self.packed_rwus[src_idx];
629     }
630
631     fn assign_unpacked(&mut self, idx: usize, rwu: RWU) {
632         if rwu.reader == invalid_node() && rwu.writer == invalid_node() {
633             // When we overwrite an indexing entry in `self.packed_rwus` with
634             // `INV_INV_{TRUE,FALSE}` we don't remove the corresponding entry
635             // from `self.unpacked_rwus`; it's not worth the effort, and we
636             // can't have entries shifting around anyway.
637             self.packed_rwus[idx] = if rwu.used {
638                 INV_INV_TRUE
639             } else {
640                 INV_INV_FALSE
641             }
642         } else {
643             // Add a new RWU to `unpacked_rwus` and make `packed_rwus[idx]`
644             // point to it.
645             self.packed_rwus[idx] = self.unpacked_rwus.len() as u32;
646             self.unpacked_rwus.push(rwu);
647         }
648     }
649
650     fn assign_inv_inv(&mut self, idx: usize) {
651         self.packed_rwus[idx] = if self.get_used(idx) {
652             INV_INV_TRUE
653         } else {
654             INV_INV_FALSE
655         };
656     }
657 }
658
659 #[derive(Copy, Clone)]
660 struct Specials {
661     exit_ln: LiveNode,
662     fallthrough_ln: LiveNode,
663     clean_exit_var: Variable
664 }
665
666 const ACC_READ: u32 = 1;
667 const ACC_WRITE: u32 = 2;
668 const ACC_USE: u32 = 4;
669
670 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
671     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
672     tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
673     s: Specials,
674     successors: Vec<LiveNode>,
675     rwu_table: RWUTable,
676
677     // mappings from loop node ID to LiveNode
678     // ("break" label should map to loop node ID,
679     // it probably doesn't now)
680     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
681     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
682 }
683
684 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
685     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, body: hir::BodyId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
686         // Special nodes and variables:
687         // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
688         // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
689         //   an implicit return
690         let specials = Specials {
691             exit_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
692             fallthrough_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
693             clean_exit_var: ir.add_variable(CleanExit)
694         };
695
696         let tables = ir.tcx.body_tables(body);
697
698         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
699         let num_vars = ir.num_vars;
700
701         Liveness {
702             ir,
703             tables,
704             s: specials,
705             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
706             rwu_table: RWUTable::new(num_live_nodes * num_vars),
707             break_ln: Default::default(),
708             cont_ln: Default::default(),
709         }
710     }
711
712     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
713         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
714           Some(&ln) => ln,
715           None => {
716             // This must be a mismatch between the ir_map construction
717             // above and the propagation code below; the two sets of
718             // code have to agree about which AST nodes are worth
719             // creating liveness nodes for.
720             span_bug!(
721                 span,
722                 "no live node registered for node {:?}",
723                 hir_id);
724           }
725         }
726     }
727
728     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
729         self.ir.variable(hir_id, span)
730     }
731
732     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &hir::Pat, mut f: F) where
733         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, HirId),
734     {
735         pat.each_binding(|_bm, hir_id, sp, n| {
736             let ln = self.live_node(hir_id, sp);
737             let var = self.variable(hir_id, n.span);
738             f(self, ln, var, n.span, hir_id);
739         })
740     }
741
742     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, f: F) where
743         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, HirId),
744     {
745         if let Some(pat) = pat {
746             self.pat_bindings(pat, f);
747         }
748     }
749
750     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat, succ: LiveNode)
751                               -> LiveNode {
752         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
753     }
754
755     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, succ: LiveNode)
756                                    -> LiveNode {
757         let mut succ = succ;
758         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
759             this.init_from_succ(ln, succ);
760             this.define(ln, var);
761             succ = ln;
762         });
763         succ
764     }
765
766     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
767         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
768     }
769
770     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
771         assert!(ln.is_valid());
772         let reader = self.rwu_table.get_reader(self.idx(ln, var));
773         if reader.is_valid() { Some(self.ir.lnk(reader)) } else { None }
774     }
775
776     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
777     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
778                     -> Option<LiveNodeKind> {
779         let successor = self.successors[ln.get()];
780         self.live_on_entry(successor, var)
781     }
782
783     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
784         assert!(ln.is_valid());
785         self.rwu_table.get_used(self.idx(ln, var))
786     }
787
788     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
789                          -> Option<LiveNodeKind> {
790         assert!(ln.is_valid());
791         let writer = self.rwu_table.get_writer(self.idx(ln, var));
792         if writer.is_valid() { Some(self.ir.lnk(writer)) } else { None }
793     }
794
795     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
796                         -> Option<LiveNodeKind> {
797         let successor = self.successors[ln.get()];
798         self.assigned_on_entry(successor, var)
799     }
800
801     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
802         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
803     {
804         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
805         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
806         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
807             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
808         }
809     }
810
811     fn write_vars<F>(&self,
812                      wr: &mut dyn Write,
813                      ln: LiveNode,
814                      mut test: F)
815                      -> io::Result<()> where
816         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
817     {
818         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
819         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
820             let idx = node_base_idx + var_idx;
821             if test(idx).is_valid() {
822                 write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx as u32))?;
823             }
824         }
825         Ok(())
826     }
827
828
829     #[allow(unused_must_use)]
830     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
831         let mut wr = Vec::new();
832         {
833             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
834             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
835             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_reader(idx));
836             write!(wr, "  writes");
837             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_writer(idx));
838             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
839         }
840         String::from_utf8(wr).unwrap()
841     }
842
843     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
844         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
845
846         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
847         // set to INV_INV_FALSE when they are created, and the sets only grow
848         // during iterations.
849     }
850
851     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
852         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
853         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
854
855         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
856             this.rwu_table.copy_packed(idx, succ_idx);
857         });
858         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
859                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
860     }
861
862     fn merge_from_succ(&mut self,
863                        ln: LiveNode,
864                        succ_ln: LiveNode,
865                        first_merge: bool)
866                        -> bool {
867         if ln == succ_ln { return false; }
868
869         let mut changed = false;
870         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
871             let mut rwu = this.rwu_table.get(idx);
872             let succ_rwu = this.rwu_table.get(succ_idx);
873             if succ_rwu.reader.is_valid() && !rwu.reader.is_valid() {
874                 rwu.reader = succ_rwu.reader;
875                 changed = true
876             }
877
878             if succ_rwu.writer.is_valid() && !rwu.writer.is_valid() {
879                 rwu.writer = succ_rwu.writer;
880                 changed = true
881             }
882
883             if succ_rwu.used && !rwu.used {
884                 rwu.used = true;
885                 changed = true;
886             }
887
888             if changed {
889                 this.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
890             }
891         });
892
893         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
894                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
895         return changed;
896     }
897
898     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
899     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
900     // this) so we just clear out all the data.
901     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
902         let idx = self.idx(writer, var);
903         self.rwu_table.assign_inv_inv(idx);
904
905         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
906                idx, self.ln_str(writer));
907     }
908
909     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
910     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
911         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
912                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
913
914         let idx = self.idx(ln, var);
915         let mut rwu = self.rwu_table.get(idx);
916
917         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
918             rwu.reader = invalid_node();
919             rwu.writer = ln;
920         }
921
922         // Important: if we both read/write, must do read second
923         // or else the write will override.
924         if (acc & ACC_READ) != 0 {
925             rwu.reader = ln;
926         }
927
928         if (acc & ACC_USE) != 0 {
929             rwu.used = true;
930         }
931
932         self.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
933     }
934
935     fn compute(&mut self, body: &hir::Expr) -> LiveNode {
936         debug!("compute: using id for body, {}",
937                self.ir.tcx.hir().hir_to_pretty_string(body.hir_id));
938
939         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
940         // explicitly return:
941         let s = self.s;
942         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
943         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
944
945         let entry_ln = self.propagate_through_expr(body, s.fallthrough_ln);
946
947         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
948         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})", {
949                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
950                         debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx as u32)));
951                    }
952                    body.hir_id
953                },
954                entry_ln);
955
956         entry_ln
957     }
958
959     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block, succ: LiveNode)
960                                -> LiveNode {
961         if blk.targeted_by_break {
962             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
963         }
964         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
965         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
966             self.propagate_through_stmt(stmt, succ)
967         })
968     }
969
970     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt, succ: LiveNode)
971                               -> LiveNode {
972         match stmt.node {
973             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
974                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
975                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
976                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
977                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
978                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
979                 // immutable variables defined in a loop:
980                 //     loop { let x; x = 5; }
981                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
982                 //
983                 // So now we just check that variables defined w/o an
984                 // initializer are not live at the point of their
985                 // initialization, which is mildly more complex than checking
986                 // once at the func header but otherwise equivalent.
987
988                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
989                 self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
990             }
991             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
992             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
993                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
994             }
995         }
996     }
997
998     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr], succ: LiveNode)
999                                -> LiveNode {
1000         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
1001             self.propagate_through_expr(&expr, succ)
1002         })
1003     }
1004
1005     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
1006                                   opt_expr: Option<&Expr>,
1007                                   succ: LiveNode)
1008                                   -> LiveNode {
1009         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
1010     }
1011
1012     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
1013                               -> LiveNode {
1014         debug!("propagate_through_expr: {}", self.ir.tcx.hir().hir_to_pretty_string(expr.hir_id));
1015
1016         match expr.node {
1017             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
1018             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1019                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
1020             }
1021
1022             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => {
1023                 self.propagate_through_expr(&e, succ)
1024             }
1025
1026             hir::ExprKind::Closure(..) => {
1027                 debug!("{} is an ExprKind::Closure",
1028                        self.ir.tcx.hir().hir_to_pretty_string(expr.hir_id));
1029
1030                 // the construction of a closure itself is not important,
1031                 // but we have to consider the closed over variables.
1032                 let caps = self.ir.capture_info_map.get(&expr.hir_id).cloned().unwrap_or_else(||
1033                     span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
1034
1035                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
1036                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
1037                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
1038                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
1039                     cap.ln
1040                 })
1041             }
1042
1043             hir::ExprKind::If(ref cond, ref then, ref els) => {
1044                 //
1045                 //     (cond)
1046                 //       |
1047                 //       v
1048                 //     (expr)
1049                 //     /   \
1050                 //    |     |
1051                 //    v     v
1052                 //  (then)(els)
1053                 //    |     |
1054                 //    v     v
1055                 //   (  succ  )
1056                 //
1057                 let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1058                 let then_ln = self.propagate_through_expr(&then, succ);
1059                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1060                 self.init_from_succ(ln, else_ln);
1061                 self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1062                 self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1063             }
1064
1065             hir::ExprKind::While(ref cond, ref blk, _) => {
1066                 self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&cond), &blk, succ)
1067             }
1068
1069             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1070             // at the label ident
1071             hir::ExprKind::Loop(ref blk, _, _) => {
1072                 self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &blk, succ)
1073             }
1074
1075             hir::ExprKind::Match(ref e, ref arms, _) => {
1076                 //
1077                 //      (e)
1078                 //       |
1079                 //       v
1080                 //     (expr)
1081                 //     / | \
1082                 //    |  |  |
1083                 //    v  v  v
1084                 //   (..arms..)
1085                 //    |  |  |
1086                 //    v  v  v
1087                 //   (  succ  )
1088                 //
1089                 //
1090                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1091                 self.init_empty(ln, succ);
1092                 let mut first_merge = true;
1093                 for arm in arms {
1094                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1095
1096                     let guard_succ = self.propagate_through_opt_expr(
1097                         arm.guard.as_ref().map(|hir::Guard::If(e)| &**e),
1098                         body_succ
1099                     );
1100                     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1101                     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1102                     // the "authoritative" set of ids
1103                     let arm_succ =
1104                         self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1105                                                          guard_succ);
1106                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1107                     first_merge = false;
1108                 };
1109                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
1110             }
1111
1112             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
1113                 // ignore succ and subst exit_ln:
1114                 let exit_ln = self.s.exit_ln;
1115                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1116             }
1117
1118             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
1119                 // Find which label this break jumps to
1120                 let target = match label.target_id {
1121                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
1122                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1123                 }.cloned();
1124
1125                 // Now that we know the label we're going to,
1126                 // look it up in the break loop nodes table
1127
1128                 match target {
1129                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
1130                     None => span_bug!(expr.span, "break to unknown label")
1131                 }
1132             }
1133
1134             hir::ExprKind::Continue(label) => {
1135                 // Find which label this expr continues to
1136                 let sc = label.target_id.unwrap_or_else(|err|
1137                     span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
1138
1139                 // Now that we know the label we're going to,
1140                 // look it up in the continue loop nodes table
1141                 self.cont_ln.get(&sc).cloned().unwrap_or_else(||
1142                     span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
1143             }
1144
1145             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r) => {
1146                 // see comment on places in
1147                 // propagate_through_place_components()
1148                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1149                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1150                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1151             }
1152
1153             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1154                 // an overloaded assign op is like a method call
1155                 if self.tables.is_method_call(expr) {
1156                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1157                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1158                 } else {
1159                     // see comment on places in
1160                     // propagate_through_place_components()
1161                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1162                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1163                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1164                 }
1165             }
1166
1167             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1168
1169             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => {
1170                 self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1171             }
1172
1173             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1174                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1175                 fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1176                     self.propagate_through_expr(&field.expr, succ)
1177                 })
1178             }
1179
1180             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1181                 let m = self.ir.tcx.hir().get_module_parent_by_hir_id(expr.hir_id);
1182                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, self.tables.expr_ty(expr)) {
1183                     self.s.exit_ln
1184                 } else {
1185                     succ
1186                 };
1187                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1188                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1189             }
1190
1191             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args) => {
1192                 let m = self.ir.tcx.hir().get_module_parent_by_hir_id(expr.hir_id);
1193                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, self.tables.expr_ty(expr)) {
1194                     self.s.exit_ln
1195                 } else {
1196                     succ
1197                 };
1198
1199                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1200             }
1201
1202             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => {
1203                 self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1204             }
1205
1206             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1207                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1208
1209                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1210                 self.init_from_succ(ln, succ);
1211                 self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1212
1213                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1214             }
1215
1216             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) |
1217             hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1218                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1219                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1220             }
1221
1222             hir::ExprKind::Box(ref e) |
1223             hir::ExprKind::AddrOf(_, ref e) |
1224             hir::ExprKind::Cast(ref e, _) |
1225             hir::ExprKind::Type(ref e, _) |
1226             hir::ExprKind::DropTemps(ref e) |
1227             hir::ExprKind::Unary(_, ref e) |
1228             hir::ExprKind::Yield(ref e) |
1229             hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => {
1230                 self.propagate_through_expr(&e, succ)
1231             }
1232
1233             hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1234                 let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1235                 // see comment on places
1236                 // in propagate_through_place_components()
1237                 if o.is_indirect {
1238                     self.propagate_through_expr(output, succ)
1239                 } else {
1240                     let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE|ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1241                     let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1242                     self.propagate_through_place_components(output, succ)
1243                 }});
1244
1245                 // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1246                 self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1247             }
1248
1249             hir::ExprKind::Lit(..) | hir::ExprKind::Err |
1250             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
1251                 succ
1252             }
1253
1254             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1255             // at the label ident
1256             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => {
1257                 self.propagate_through_block(&blk, succ)
1258             }
1259         }
1260     }
1261
1262     fn propagate_through_place_components(&mut self,
1263                                           expr: &Expr,
1264                                           succ: LiveNode)
1265                                           -> LiveNode {
1266         // # Places
1267         //
1268         // In general, the full flow graph structure for an
1269         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1270         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1271         // value" or not. A tracked value is basically a local
1272         // variable or argument.
1273         //
1274         // The two kinds of graphs are:
1275         //
1276         //    Tracked place          Untracked place
1277         // ----------------------++-----------------------
1278         //                       ||
1279         //         |             ||           |
1280         //         v             ||           v
1281         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1282         //         |             ||           |
1283         //         v             ||           v
1284         // (write of place)     ||   (place components)
1285         //         |             ||           |
1286         //         v             ||           v
1287         //      (succ)           ||        (succ)
1288         //                       ||
1289         // ----------------------++-----------------------
1290         //
1291         // I will cover the two cases in turn:
1292         //
1293         // # Tracked places
1294         //
1295         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1296         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1297         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1298         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1299         // consider.
1300         //
1301         // # Non-tracked places
1302         //
1303         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1304         // basically ignore the value which is written to but generate
1305         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1306         // components reads are generated by
1307         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1308         //
1309         // # Illegal places
1310         //
1311         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1312         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1313         // just ignore such cases and treat them as reads.
1314
1315         match expr.node {
1316             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1317             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1318             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1319         }
1320     }
1321
1322     // see comment on propagate_through_place()
1323     fn write_place(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1324         match expr.node {
1325             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1326                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1327             }
1328
1329             // We do not track other places, so just propagate through
1330             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1331             // non-places occur here, because those are detected in the
1332             // later pass borrowck.
1333             _ => succ
1334         }
1335     }
1336
1337     fn access_var(&mut self, hir_id: HirId, nid: NodeId, succ: LiveNode, acc: u32, span: Span)
1338                   -> LiveNode {
1339         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1340         if acc != 0 {
1341             self.init_from_succ(ln, succ);
1342             let var_hid = self.ir.tcx.hir().node_to_hir_id(nid);
1343             let var = self.variable(var_hid, span);
1344             self.acc(ln, var, acc);
1345         }
1346         ln
1347     }
1348
1349     fn access_path(&mut self, hir_id: HirId, path: &hir::Path, succ: LiveNode, acc: u32)
1350                    -> LiveNode {
1351         match path.res {
1352             Res::Local(hid) => {
1353               let nid = self.ir.tcx.hir().hir_to_node_id(hid);
1354               self.access_var(hir_id, nid, succ, acc, path.span)
1355             }
1356             _ => succ
1357         }
1358     }
1359
1360     fn propagate_through_loop(&mut self,
1361                               expr: &Expr,
1362                               kind: LoopKind<'_>,
1363                               body: &hir::Block,
1364                               succ: LiveNode)
1365                               -> LiveNode {
1366         /*
1367
1368         We model control flow like this:
1369
1370               (cond) <--+
1371                 |       |
1372                 v       |
1373           +-- (expr)    |
1374           |     |       |
1375           |     v       |
1376           |   (body) ---+
1377           |
1378           |
1379           v
1380         (succ)
1381
1382         */
1383
1384
1385         // first iteration:
1386         let mut first_merge = true;
1387         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1388         self.init_empty(ln, succ);
1389         match kind {
1390             LoopLoop => {}
1391             _ => {
1392                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1393                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1394                 // in the loop body.
1395                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1396                 first_merge = false;
1397             }
1398         }
1399         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1400                expr.hir_id, self.ir.tcx.hir().hir_to_pretty_string(body.hir_id));
1401
1402         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1403
1404         let cond_ln = match kind {
1405             LoopLoop => ln,
1406             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&cond, ln),
1407         };
1408
1409         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, cond_ln);
1410
1411         let body_ln = self.propagate_through_block(body, cond_ln);
1412
1413         // repeat until fixed point is reached:
1414         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1415             first_merge = false;
1416
1417             let new_cond_ln = match kind {
1418                 LoopLoop => ln,
1419                 WhileLoop(ref cond) => {
1420                     self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1421                 }
1422             };
1423             assert_eq!(cond_ln, new_cond_ln);
1424             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, cond_ln));
1425         }
1426
1427         cond_ln
1428     }
1429 }
1430
1431 // _______________________________________________________________________
1432 // Checking for error conditions
1433
1434 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1435     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1436         NestedVisitorMap::None
1437     }
1438
1439     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) {
1440         check_local(self, l);
1441     }
1442     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
1443         check_expr(self, ex);
1444     }
1445     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) {
1446         check_arm(self, a);
1447     }
1448 }
1449
1450 fn check_local<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, local: &'tcx hir::Local) {
1451     match local.init {
1452         Some(_) => {
1453             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&local.pat);
1454         },
1455         None => {
1456             this.pat_bindings(&local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1457                 let span = local.pat.simple_ident().map_or(sp, |ident| ident.span);
1458                 this.warn_about_unused(vec![span], id, ln, var);
1459             })
1460         }
1461     }
1462
1463     intravisit::walk_local(this, local);
1464 }
1465
1466 fn check_arm<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm) {
1467     // Only consider the variable from the first pattern; any later patterns must have
1468     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of
1469     // ids. However, we should take the spans of variables with the same name from the later
1470     // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1471     let mut vars: BTreeMap<String, (LiveNode, Variable, HirId, Vec<Span>)> = Default::default();
1472
1473     for pat in &arm.pats {
1474         this.arm_pats_bindings(Some(&*pat), |this, ln, var, sp, id| {
1475             let name = this.ir.variable_name(var);
1476             vars.entry(name)
1477                 .and_modify(|(.., spans)| {
1478                     spans.push(sp);
1479                 })
1480                 .or_insert_with(|| {
1481                     (ln, var, id, vec![sp])
1482                 });
1483         });
1484     }
1485
1486     for (_, (ln, var, id, spans)) in vars {
1487         this.warn_about_unused(spans, id, ln, var);
1488     }
1489
1490     intravisit::walk_arm(this, arm);
1491 }
1492
1493 fn check_expr<'a, 'tcx>(this: &mut Liveness<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
1494     match expr.node {
1495         hir::ExprKind::Assign(ref l, _) => {
1496             this.check_place(&l);
1497
1498             intravisit::walk_expr(this, expr);
1499         }
1500
1501         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1502             if !this.tables.is_method_call(expr) {
1503                 this.check_place(&l);
1504             }
1505
1506             intravisit::walk_expr(this, expr);
1507         }
1508
1509         hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1510             for input in inputs {
1511                 this.visit_expr(input);
1512             }
1513
1514             // Output operands must be places
1515             for (o, output) in ia.outputs.iter().zip(outputs) {
1516                 if !o.is_indirect {
1517                     this.check_place(output);
1518                 }
1519                 this.visit_expr(output);
1520             }
1521
1522             intravisit::walk_expr(this, expr);
1523         }
1524
1525         // no correctness conditions related to liveness
1526         hir::ExprKind::Call(..) | hir::ExprKind::MethodCall(..) | hir::ExprKind::If(..) |
1527         hir::ExprKind::Match(..) | hir::ExprKind::While(..) | hir::ExprKind::Loop(..) |
1528         hir::ExprKind::Index(..) | hir::ExprKind::Field(..) |
1529         hir::ExprKind::Array(..) | hir::ExprKind::Tup(..) | hir::ExprKind::Binary(..) |
1530         hir::ExprKind::Cast(..) | hir::ExprKind::DropTemps(..) | hir::ExprKind::Unary(..) |
1531         hir::ExprKind::Ret(..) | hir::ExprKind::Break(..) | hir::ExprKind::Continue(..) |
1532         hir::ExprKind::Lit(_) | hir::ExprKind::Block(..) | hir::ExprKind::AddrOf(..) |
1533         hir::ExprKind::Struct(..) | hir::ExprKind::Repeat(..) |
1534         hir::ExprKind::Closure(..) | hir::ExprKind::Path(_) | hir::ExprKind::Yield(..) |
1535         hir::ExprKind::Box(..) | hir::ExprKind::Type(..) | hir::ExprKind::Err => {
1536             intravisit::walk_expr(this, expr);
1537         }
1538     }
1539 }
1540
1541 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1542     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1543         match expr.node {
1544             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1545                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1546                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1547                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1548                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1549                     // as being used.
1550                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1551                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1552                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.hir_id, ln, var);
1553                 }
1554             }
1555             _ => {
1556                 // For other kinds of places, no checks are required,
1557                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1558                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1559             }
1560         }
1561     }
1562
1563     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1564         let name = self.ir.variable_name(var);
1565         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == b'_' {
1566             None
1567         } else {
1568             Some(name)
1569         }
1570     }
1571
1572     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body, entry_ln: LiveNode) {
1573         for arg in &body.arguments {
1574             arg.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _, ident| {
1575                 let sp = ident.span;
1576                 let var = self.variable(hir_id, sp);
1577                 // Ignore unused self.
1578                 if ident.name != keywords::SelfLower.name() {
1579                     if !self.warn_about_unused(vec![sp], hir_id, entry_ln, var) {
1580                         if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1581                             self.report_dead_assign(hir_id, sp, var, true);
1582                         }
1583                     }
1584                 }
1585             })
1586         }
1587     }
1588
1589     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat) {
1590         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1591             if !this.warn_about_unused(vec![sp], id, ln, var) {
1592                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1593             }
1594         })
1595     }
1596
1597     fn warn_about_unused(&self,
1598                          spans: Vec<Span>,
1599                          hir_id: HirId,
1600                          ln: LiveNode,
1601                          var: Variable)
1602                          -> bool {
1603         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1604             let r = self.should_warn(var);
1605             if let Some(name) = r {
1606                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1607                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1608                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1609                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1610                     false
1611                 } else {
1612                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1613                 };
1614
1615                 if is_assigned {
1616                     self.ir.tcx.lint_hir_note(
1617                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1618                         hir_id,
1619                         spans.clone(),
1620                         &format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name),
1621                         &format!("consider using `_{}` instead", name),
1622                     );
1623                 } else if name != "self" {
1624                     let mut err = self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1625                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1626                         hir_id,
1627                         spans.clone(),
1628                         &format!("unused variable: `{}`", name),
1629                     );
1630
1631                     if self.ir.variable_is_shorthand(var) {
1632                         if let Node::Binding(pat) = self.ir.tcx.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
1633                             // Handle `ref` and `ref mut`.
1634                             let spans = spans.iter()
1635                                 .map(|_span| (pat.span, format!("{}: _", name)))
1636                                 .collect();
1637
1638                             err.multipart_suggestion(
1639                                 "try ignoring the field",
1640                                 spans,
1641                                 Applicability::MachineApplicable,
1642                             );
1643                         }
1644                     } else {
1645                         err.multipart_suggestion(
1646                             "consider prefixing with an underscore",
1647                             spans.iter().map(|span| (*span, format!("_{}", name))).collect(),
1648                             Applicability::MachineApplicable,
1649                         );
1650                     }
1651
1652                     err.emit()
1653                 }
1654             }
1655             true
1656         } else {
1657             false
1658         }
1659     }
1660
1661     fn warn_about_dead_assign(&self, sp: Span, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1662         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1663             self.report_dead_assign(hir_id, sp, var, false);
1664         }
1665     }
1666
1667     fn report_dead_assign(&self, hir_id: HirId, sp: Span, var: Variable, is_argument: bool) {
1668         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1669             if is_argument {
1670                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, sp,
1671                 &format!("value passed to `{}` is never read", name))
1672                 .help("maybe it is overwritten before being read?")
1673                 .emit();
1674             } else {
1675                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, sp,
1676                 &format!("value assigned to `{}` is never read", name))
1677                 .help("maybe it is overwritten before being read?")
1678                 .emit();
1679             }
1680         }
1681     }
1682 }