]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
auto merge of #17341 : alexcrichton/rust/unignore, r=brson
[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::freevars;
107 use middle::mem_categorization::Typer;
108 use middle::pat_util;
109 use middle::ty;
110 use lint;
111 use util::nodemap::NodeMap;
112
113 use std::fmt;
114 use std::io;
115 use std::mem::transmute;
116 use std::rc::Rc;
117 use std::str;
118 use std::uint;
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: &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: &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: &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 moved_variable_node_id_from_def(def: Def) -> Option<NodeId> {
441     match def {
442         DefBinding(nid, _) |
443         DefArg(nid, _) |
444         DefLocal(nid, _) => Some(nid),
445
446       _ => None
447     }
448 }
449
450 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
451     match expr.node {
452       // live nodes required for uses or definitions of variables:
453       ExprPath(_) => {
454         let def = ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id);
455         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, def);
456         if moved_variable_node_id_from_def(def).is_some() {
457             ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
458         }
459         visit::walk_expr(ir, expr);
460       }
461       ExprFnBlock(..) | ExprProc(..) | ExprUnboxedFn(..) => {
462         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
463         // breaks or continues)
464         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
465
466         // Make a live_node for each captured variable, with the span
467         // being the location that the variable is used.  This results
468         // in better error messages than just pointing at the closure
469         // construction site.
470         let mut call_caps = Vec::new();
471         freevars::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
472             for fv in freevars.iter() {
473                 match moved_variable_node_id_from_def(fv.def) {
474                     Some(rv) => {
475                         let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
476                         call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
477                                                     var_nid: rv});
478                     }
479                     None => {}
480                 }
481             }
482         });
483         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
484
485         visit::walk_expr(ir, expr);
486       }
487
488       // live nodes required for interesting control flow:
489       ExprIf(..) | ExprMatch(..) | ExprWhile(..) | ExprLoop(..) => {
490         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
491         visit::walk_expr(ir, expr);
492       }
493       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
494         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
495             debug!("adding local variable {} from for loop with bm {:?}",
496                    p_id, bm);
497             let name = path1.node;
498             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
499             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
500                 id: p_id,
501                 ident: name
502             }));
503         });
504         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
505         visit::walk_expr(ir, expr);
506       }
507       ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op) => {
508         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
509         visit::walk_expr(ir, expr);
510       }
511
512       // otherwise, live nodes are not required:
513       ExprIndex(..) | ExprField(..) | ExprTupField(..) | ExprVec(..) |
514       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprTup(..) |
515       ExprBinary(..) | ExprAddrOf(..) |
516       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprBreak(_) |
517       ExprAgain(_) | ExprLit(_) | ExprRet(..) | ExprBlock(..) |
518       ExprAssign(..) | ExprAssignOp(..) | ExprMac(..) |
519       ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) | ExprParen(..) |
520       ExprInlineAsm(..) | ExprBox(..) => {
521           visit::walk_expr(ir, expr);
522       }
523     }
524 }
525
526 // ______________________________________________________________________
527 // Computing liveness sets
528 //
529 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
530 // the same basic propagation framework in all cases.
531
532 #[deriving(Clone)]
533 struct Users {
534     reader: LiveNode,
535     writer: LiveNode,
536     used: bool
537 }
538
539 fn invalid_users() -> Users {
540     Users {
541         reader: invalid_node(),
542         writer: invalid_node(),
543         used: false
544     }
545 }
546
547 struct Specials {
548     exit_ln: LiveNode,
549     fallthrough_ln: LiveNode,
550     no_ret_var: Variable
551 }
552
553 static ACC_READ: uint = 1u;
554 static ACC_WRITE: uint = 2u;
555 static ACC_USE: uint = 4u;
556
557 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
558     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
559     s: Specials,
560     successors: Vec<LiveNode>,
561     users: Vec<Users>,
562     // The list of node IDs for the nested loop scopes
563     // we're in.
564     loop_scope: Vec<NodeId>,
565     // mappings from loop node ID to LiveNode
566     // ("break" label should map to loop node ID,
567     // it probably doesn't now)
568     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
569     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
570 }
571
572 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
573     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
574         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
575         let num_vars = ir.num_vars;
576         Liveness {
577             ir: ir,
578             s: specials,
579             successors: Vec::from_elem(num_live_nodes, invalid_node()),
580             users: Vec::from_elem(num_live_nodes * num_vars, invalid_users()),
581             loop_scope: Vec::new(),
582             break_ln: NodeMap::new(),
583             cont_ln: NodeMap::new(),
584         }
585     }
586
587     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
588         match self.ir.live_node_map.find(&node_id) {
589           Some(&ln) => ln,
590           None => {
591             // This must be a mismatch between the ir_map construction
592             // above and the propagation code below; the two sets of
593             // code have to agree about which AST nodes are worth
594             // creating liveness nodes for.
595             self.ir.tcx.sess.span_bug(
596                 span,
597                 format!("no live node registered for node {}",
598                         node_id).as_slice());
599           }
600         }
601     }
602
603     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
604         self.ir.variable(node_id, span)
605     }
606
607     fn pat_bindings(&mut self,
608                     pat: &Pat,
609                     f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
610         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
611             let ln = self.live_node(p_id, sp);
612             let var = self.variable(p_id, sp);
613             f(self, ln, var, sp, p_id);
614         })
615     }
616
617     fn arm_pats_bindings(&mut self,
618                          pat: Option<&Pat>,
619                          f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
620         match pat {
621             Some(pat) => {
622                 self.pat_bindings(pat, f);
623             }
624             None => {}
625         }
626     }
627
628     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &Pat, succ: LiveNode)
629                               -> LiveNode {
630         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
631     }
632
633     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&Pat>, succ: LiveNode)
634                                    -> LiveNode {
635         let mut succ = succ;
636         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
637             this.init_from_succ(ln, succ);
638             this.define(ln, var);
639             succ = ln;
640         });
641         succ
642     }
643
644     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
645         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
646     }
647
648     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
649                       -> Option<LiveNodeKind> {
650         assert!(ln.is_valid());
651         let reader = self.users.get(self.idx(ln, var)).reader;
652         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
653     }
654
655     /*
656     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
657     */
658     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
659                     -> Option<LiveNodeKind> {
660         let successor = *self.successors.get(ln.get());
661         self.live_on_entry(successor, var)
662     }
663
664     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
665         assert!(ln.is_valid());
666         self.users.get(self.idx(ln, var)).used
667     }
668
669     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
670                          -> Option<LiveNodeKind> {
671         assert!(ln.is_valid());
672         let writer = self.users.get(self.idx(ln, var)).writer;
673         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
674     }
675
676     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
677                         -> Option<LiveNodeKind> {
678         let successor = *self.successors.get(ln.get());
679         self.assigned_on_entry(successor, var)
680     }
681
682     fn indices2(&mut self,
683                 ln: LiveNode,
684                 succ_ln: LiveNode,
685                 op: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint|) {
686         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0u));
687         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0u));
688         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
689             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
690         }
691     }
692
693     fn write_vars(&self,
694                   wr: &mut io::Writer,
695                   ln: LiveNode,
696                   test: |uint| -> LiveNode) -> io::IoResult<()> {
697         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
698         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
699             let idx = node_base_idx + var_idx;
700             if test(idx).is_valid() {
701                 try!(write!(wr, " {}", Variable(var_idx).to_string()));
702             }
703         }
704         Ok(())
705     }
706
707     fn find_loop_scope(&self,
708                        opt_label: Option<Ident>,
709                        id: NodeId,
710                        sp: Span)
711                        -> NodeId {
712         match opt_label {
713             Some(_) => {
714                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
715                 // to find with one
716                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().find(&id) {
717                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
718                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
719                                                         doesn't refer to a loop")
720                 }
721             }
722             None => {
723                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
724                 // loop scope
725                 if self.loop_scope.len() == 0 {
726                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
727                 } else {
728                     *self.loop_scope.last().unwrap()
729                 }
730             }
731         }
732     }
733
734     #[allow(unused_must_use)]
735     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
736         let mut wr = io::MemWriter::new();
737         {
738             let wr = &mut wr as &mut io::Writer;
739             write!(wr, "[ln({}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
740             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users.get(idx).reader);
741             write!(wr, "  writes");
742             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users.get(idx).writer);
743             write!(wr, "  precedes {}]", self.successors.get(ln.get()).to_string());
744         }
745         str::from_utf8(wr.unwrap().as_slice()).unwrap().to_string()
746     }
747
748     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
749         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
750
751         // It is not necessary to initialize the
752         // values to empty because this is the value
753         // they have when they are created, and the sets
754         // only grow during iterations.
755         //
756         // self.indices(ln) { |idx|
757         //     self.users[idx] = invalid_users();
758         // }
759     }
760
761     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
762         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
763         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
764
765         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
766             *this.users.get_mut(idx) = *this.users.get(succ_idx)
767         });
768         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
769                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
770     }
771
772     fn merge_from_succ(&mut self,
773                        ln: LiveNode,
774                        succ_ln: LiveNode,
775                        first_merge: bool)
776                        -> bool {
777         if ln == succ_ln { return false; }
778
779         let mut changed = false;
780         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
781             changed |= copy_if_invalid(this.users.get(succ_idx).reader,
782                                        &mut this.users.get_mut(idx).reader);
783             changed |= copy_if_invalid(this.users.get(succ_idx).writer,
784                                        &mut this.users.get_mut(idx).writer);
785             if this.users.get(succ_idx).used && !this.users.get(idx).used {
786                 this.users.get_mut(idx).used = true;
787                 changed = true;
788             }
789         });
790
791         debug!("merge_from_succ(ln={}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
792                ln.to_string(), self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
793         return changed;
794
795         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
796             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
797                 *dst = src;
798                 true
799             } else {
800                 false
801             }
802         }
803     }
804
805     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
806     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
807     // this) so we just clear out all the data.
808     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
809         let idx = self.idx(writer, var);
810         self.users.get_mut(idx).reader = invalid_node();
811         self.users.get_mut(idx).writer = invalid_node();
812
813         debug!("{} defines {} (idx={}): {}", writer.to_string(), var.to_string(),
814                idx, self.ln_str(writer));
815     }
816
817     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
818     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
819         debug!("{} accesses[{:x}] {}: {}",
820                ln.to_string(), acc, var.to_string(), self.ln_str(ln));
821
822         let idx = self.idx(ln, var);
823         let user = self.users.get_mut(idx);
824
825         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
826             user.reader = invalid_node();
827             user.writer = ln;
828         }
829
830         // Important: if we both read/write, must do read second
831         // or else the write will override.
832         if (acc & ACC_READ) != 0 {
833             user.reader = ln;
834         }
835
836         if (acc & ACC_USE) != 0 {
837             user.used = true;
838         }
839     }
840
841     // _______________________________________________________________________
842
843     fn compute(&mut self, decl: &FnDecl, body: &Block) -> LiveNode {
844         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
845         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
846         // where the body is really a closure.
847
848         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
849
850         let exit_ln = self.s.exit_ln;
851         let entry_ln: LiveNode =
852             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
853               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
854
855         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
856         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={})",
857                {
858                    for ln_idx in range(0u, self.ir.num_live_nodes) {
859                        debug!("{}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
860                    }
861                    body.id
862                },
863                entry_ln.to_string());
864
865         entry_ln
866     }
867
868     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &FnDecl, blk: &Block)
869                                   -> LiveNode {
870         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
871         // explicitly return:
872         let s = self.s;
873         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
874         if blk.expr.is_none() {
875             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
876         }
877
878         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
879     }
880
881     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &Block, succ: LiveNode)
882                                -> LiveNode {
883         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
884         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
885             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
886         })
887     }
888
889     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &Stmt, succ: LiveNode)
890                               -> LiveNode {
891         match stmt.node {
892             StmtDecl(ref decl, _) => {
893                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
894             }
895
896             StmtExpr(ref expr, _) | StmtSemi(ref expr, _) => {
897                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
898             }
899
900             StmtMac(..) => {
901                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
902             }
903         }
904     }
905
906     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &Decl, succ: LiveNode)
907                               -> LiveNode {
908         match decl.node {
909             DeclLocal(ref local) => {
910                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
911             }
912             DeclItem(_) => succ,
913         }
914     }
915
916     fn propagate_through_local(&mut self, local: &Local, succ: LiveNode)
917                                -> LiveNode {
918         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
919         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
920         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
921         // could check for uninit variables just by scanning what is live
922         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
923         // immutable variables defined in a loop:
924         //     loop { let x; x = 5; }
925         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
926         //
927         // So now we just check that variables defined w/o an
928         // initializer are not live at the point of their
929         // initialization, which is mildly more complex than checking
930         // once at the func header but otherwise equivalent.
931
932         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
933         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
934     }
935
936     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
937                                -> LiveNode {
938         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
939             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
940         })
941     }
942
943     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
944                                   opt_expr: Option<&Expr>,
945                                   succ: LiveNode)
946                                   -> LiveNode {
947         opt_expr.iter().fold(succ, |succ, expr| {
948             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
949         })
950     }
951
952     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
953                               -> LiveNode {
954         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
955
956         match expr.node {
957           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
958
959           ExprPath(_) => {
960               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
961           }
962
963           ExprField(ref e, _, _) => {
964               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
965           }
966
967           ExprTupField(ref e, _, _) => {
968               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
969           }
970
971           ExprFnBlock(_, _, ref blk) |
972           ExprProc(_, ref blk) |
973           ExprUnboxedFn(_, _, _, ref blk) => {
974               debug!("{} is an ExprFnBlock, ExprProc, or ExprUnboxedFn",
975                      expr_to_string(expr));
976
977               /*
978               The next-node for a break is the successor of the entire
979               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
980               */
981               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
982               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
983
984                  // the construction of a closure itself is not important,
985                  // but we have to consider the closed over variables.
986                  let caps = match this.ir.capture_info_map.find(&expr.id) {
987                     Some(caps) => caps.clone(),
988                     None => {
989                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
990                      }
991                  };
992                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
993                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
994                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
995                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
996                      cap.ln
997                  })
998               })
999           }
1000
1001           ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
1002             //
1003             //     (cond)
1004             //       |
1005             //       v
1006             //     (expr)
1007             //     /   \
1008             //    |     |
1009             //    v     v
1010             //  (then)(els)
1011             //    |     |
1012             //    v     v
1013             //   (  succ  )
1014             //
1015             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1016             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1017             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1018             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1019             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1020             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1021           }
1022
1023           ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1024             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1025           }
1026
1027           ExprForLoop(ref pat, ref head, ref blk, _) => {
1028             let ln = self.propagate_through_loop(expr, ForLoop(&**pat), &**blk, succ);
1029             self.propagate_through_expr(&**head, ln)
1030           }
1031
1032           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1033           // at the label ident
1034           ExprLoop(ref blk, _) => {
1035             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1036           }
1037
1038           ExprMatch(ref e, ref arms) => {
1039             //
1040             //      (e)
1041             //       |
1042             //       v
1043             //     (expr)
1044             //     / | \
1045             //    |  |  |
1046             //    v  v  v
1047             //   (..arms..)
1048             //    |  |  |
1049             //    v  v  v
1050             //   (  succ  )
1051             //
1052             //
1053             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1054             self.init_empty(ln, succ);
1055             let mut first_merge = true;
1056             for arm in arms.iter() {
1057                 let body_succ =
1058                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1059                 let guard_succ =
1060                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1061                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1062                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1063                 // the "authoritative" set of ids
1064                 let arm_succ =
1065                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p),
1066                                                      guard_succ);
1067                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1068                 first_merge = false;
1069             };
1070             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1071           }
1072
1073           ExprRet(ref o_e) => {
1074             // ignore succ and subst exit_ln:
1075             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1076             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1077           }
1078
1079           ExprBreak(opt_label) => {
1080               // Find which label this break jumps to
1081               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1082
1083               // Now that we know the label we're going to,
1084               // look it up in the break loop nodes table
1085
1086               match self.break_ln.find(&sc) {
1087                   Some(&b) => b,
1088                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1089                                                     "break to unknown label")
1090               }
1091           }
1092
1093           ExprAgain(opt_label) => {
1094               // Find which label this expr continues to
1095               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1096
1097               // Now that we know the label we're going to,
1098               // look it up in the continue loop nodes table
1099
1100               match self.cont_ln.find(&sc) {
1101                   Some(&b) => b,
1102                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1103                                                     "loop to unknown label")
1104               }
1105           }
1106
1107           ExprAssign(ref l, ref r) => {
1108             // see comment on lvalues in
1109             // propagate_through_lvalue_components()
1110             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1111             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1112             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1113           }
1114
1115           ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1116             // see comment on lvalues in
1117             // propagate_through_lvalue_components()
1118             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1119             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1120             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1121           }
1122
1123           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1124
1125           ExprVec(ref exprs) => {
1126             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1127           }
1128
1129           ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1130             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1131             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1132           }
1133
1134           ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1135             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1136             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1137                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1138             })
1139           }
1140
1141           ExprCall(ref f, ref args) => {
1142             // calling a fn with bot return type means that the fn
1143             // will fail, and hence the successors can be ignored
1144             let is_bot = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1145                 let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**f));
1146                 ty::type_is_bot(t_ret)
1147             };
1148             let succ = if is_bot {
1149                 self.s.exit_ln
1150             } else {
1151                 succ
1152             };
1153             let succ = self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ);
1154             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1155           }
1156
1157           ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1158             // calling a method with bot return type means that the method
1159             // will fail, and hence the successors can be ignored
1160             let t_ret = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, expr.id);
1161             let succ = if ty::type_is_bot(t_ret) {self.s.exit_ln}
1162                        else {succ};
1163             self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ)
1164           }
1165
1166           ExprTup(ref exprs) => {
1167             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1168           }
1169
1170           ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op) => {
1171             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1172
1173             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1174             self.init_from_succ(ln, succ);
1175             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1176
1177             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1178           }
1179
1180           ExprIndex(ref l, ref r) |
1181           ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1182           ExprBox(ref l, ref r) => {
1183             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1184             self.propagate_through_expr(&**l, r_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         let def = self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id);
1300         match moved_variable_node_id_from_def(def) {
1301           Some(nid) => {
1302             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1303             if acc != 0u {
1304                 self.init_from_succ(ln, succ);
1305                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1306                 self.acc(ln, var, acc);
1307             }
1308             ln
1309           }
1310           None => succ
1311         }
1312     }
1313
1314     fn propagate_through_loop(&mut self,
1315                               expr: &Expr,
1316                               kind: LoopKind,
1317                               body: &Block,
1318                               succ: LiveNode)
1319                               -> LiveNode {
1320
1321         /*
1322
1323         We model control flow like this:
1324
1325               (cond) <--+
1326                 |       |
1327                 v       |
1328           +-- (expr)    |
1329           |     |       |
1330           |     v       |
1331           |   (body) ---+
1332           |
1333           |
1334           v
1335         (succ)
1336
1337         */
1338
1339
1340         // first iteration:
1341         let mut first_merge = true;
1342         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1343         self.init_empty(ln, succ);
1344         match kind {
1345             LoopLoop => {}
1346             _ => {
1347                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1348                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1349                 // in the loop body.
1350                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1351                 first_merge = false;
1352             }
1353         }
1354         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1355                expr.id, block_to_string(body));
1356
1357         let cond_ln = match kind {
1358             LoopLoop => ln,
1359             ForLoop(ref pat) => self.define_bindings_in_pat(*pat, ln),
1360             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1361         };
1362         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1363             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1364         });
1365
1366         // repeat until fixed point is reached:
1367         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1368             first_merge = false;
1369
1370             let new_cond_ln = match kind {
1371                 LoopLoop => ln,
1372                 ForLoop(ref pat) => {
1373                     self.define_bindings_in_pat(*pat, ln)
1374                 }
1375                 WhileLoop(ref cond) => {
1376                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1377                 }
1378             };
1379             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1380             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1381             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1382         }
1383
1384         cond_ln
1385     }
1386
1387     fn with_loop_nodes<R>(&mut self,
1388                           loop_node_id: NodeId,
1389                           break_ln: LiveNode,
1390                           cont_ln: LiveNode,
1391                           f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>| -> R)
1392                           -> R {
1393         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1394         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1395         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1396         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1397         let r = f(self);
1398         self.loop_scope.pop();
1399         r
1400     }
1401 }
1402
1403 // _______________________________________________________________________
1404 // Checking for error conditions
1405
1406 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &Local) {
1407     match local.init {
1408         Some(_) => {
1409             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1410         },
1411         None => {
1412             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1413                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1414             })
1415         }
1416     }
1417
1418     visit::walk_local(this, local);
1419 }
1420
1421 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &Arm) {
1422     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1423     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1424     // the "authoritative" set of ids
1425     this.arm_pats_bindings(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1426         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1427     });
1428     visit::walk_arm(this, arm);
1429 }
1430
1431 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1432     match expr.node {
1433       ExprAssign(ref l, ref r) => {
1434         this.check_lvalue(&**l);
1435         this.visit_expr(&**r);
1436
1437         visit::walk_expr(this, expr);
1438       }
1439
1440       ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1441         this.check_lvalue(&**l);
1442
1443         visit::walk_expr(this, expr);
1444       }
1445
1446       ExprInlineAsm(ref ia) => {
1447         for &(_, ref input) in ia.inputs.iter() {
1448           this.visit_expr(&**input);
1449         }
1450
1451         // Output operands must be lvalues
1452         for &(_, ref out, _) in ia.outputs.iter() {
1453           this.check_lvalue(&**out);
1454           this.visit_expr(&**out);
1455         }
1456
1457         visit::walk_expr(this, expr);
1458       }
1459
1460       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
1461         this.pat_bindings(&**pat, |this, ln, var, sp, id| {
1462             this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1463         });
1464       }
1465
1466       // no correctness conditions related to liveness
1467       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprIf(..) | ExprMatch(..) |
1468       ExprWhile(..) | ExprLoop(..) | ExprIndex(..) | ExprField(..) |
1469       ExprTupField(..) | ExprVec(..) | ExprTup(..) | ExprBinary(..) |
1470       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprRet(..) | ExprBreak(..) |
1471       ExprAgain(..) | ExprLit(_) | ExprBlock(..) |
1472       ExprMac(..) | ExprAddrOf(..) | ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) |
1473       ExprParen(..) | ExprFnBlock(..) | ExprProc(..) | ExprUnboxedFn(..) |
1474       ExprPath(..) | ExprBox(..) => {
1475         visit::walk_expr(this, expr);
1476       }
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(last_stmt.span, sp);
1524                     let span_semicolon = Span {
1525                         lo: original_span.hi - BytePos(1),
1526                         hi: original_span.hi,
1527                         expn_info: original_span.expn_info
1528                     };
1529                     self.ir.tcx.sess.span_note(
1530                         span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1531                 }
1532            }
1533         }
1534     }
1535
1536     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1537         match expr.node {
1538           ExprPath(_) => {
1539             match self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id) {
1540               DefLocal(nid, _) => {
1541                 // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1542                 // if there is no later assignment. If this local is actually
1543                 // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1544                 // as being used.
1545                 let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1546                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1547                 self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1548               }
1549               def => {
1550                 match moved_variable_node_id_from_def(def) {
1551                   Some(nid) => {
1552                     let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1553                     let var = self.variable(nid, expr.span);
1554                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1555                   }
1556                   None => {}
1557                 }
1558               }
1559             }
1560           }
1561
1562           _ => {
1563             // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1564             // and any embedded expressions are actually rvalues
1565             visit::walk_expr(self, expr);
1566           }
1567        }
1568     }
1569
1570     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1571         let name = self.ir.variable_name(var);
1572         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1573             None
1574         } else {
1575             Some(name)
1576         }
1577     }
1578
1579     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1580         for arg in decl.inputs.iter() {
1581             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1582                                    &*arg.pat,
1583                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1584                 let var = self.variable(p_id, sp);
1585                 // Ignore unused self.
1586                 let ident = path1.node;
1587                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1588                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1589                 }
1590             })
1591         }
1592     }
1593
1594     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &Pat) {
1595         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1596             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1597                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1598             }
1599         })
1600     }
1601
1602     fn warn_about_unused(&self,
1603                          sp: Span,
1604                          id: NodeId,
1605                          ln: LiveNode,
1606                          var: Variable)
1607                          -> bool {
1608         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1609             let r = self.should_warn(var);
1610             for name in r.iter() {
1611
1612                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1613                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1614                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1615                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1616                     false
1617                 } else {
1618                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1619                 };
1620
1621                 if is_assigned {
1622                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLE, id, sp,
1623                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1624                                 *name));
1625                 } else {
1626                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLE, id, sp,
1627                         format!("unused variable: `{}`", *name));
1628                 }
1629             }
1630             true
1631         } else {
1632             false
1633         }
1634     }
1635
1636     fn warn_about_dead_assign(&self,
1637                               sp: Span,
1638                               id: NodeId,
1639                               ln: LiveNode,
1640                               var: Variable) {
1641         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1642             let r = self.should_warn(var);
1643             for name in r.iter() {
1644                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::DEAD_ASSIGNMENT, id, sp,
1645                     format!("value assigned to `{}` is never read", *name));
1646             }
1647         }
1648     }
1649  }