]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
Auto merge of #35354 - tomgarcia:covariant-drain, r=alexcrichton
[rust.git] / src / librustc / middle / liveness.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST.  Computes,
12 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
13 //! at a given point.  Program execution points are identified by their
14 //! id.
15 //!
16 //! # Basic idea
17 //!
18 //! The basic model is that each local variable is assigned an index.  We
19 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
20 //! index.  The value in the vector is either 0, indicating the variable
21 //! is dead, or the id of an expression that uses the variable.
22 //!
23 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order.  If we
24 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables.  If
25 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
26 //! variables.  When we have to merge two flows, we take the union of
27 //! those two flows---if the variable is live on both paths, we simply
28 //! pick one id.  In the event of loops, we continue doing this until a
29 //! fixed point is reached.
30 //!
31 //! ## Checking initialization
32 //!
33 //! At the function entry point, all variables must be dead.  If this is
34 //! not the case, we can report an error using the id found in the set of
35 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
36 //! dominated by an assignment.
37 //!
38 //! ## Checking moves
39 //!
40 //! After each explicit move, the variable must be dead.
41 //!
42 //! ## Computing last uses
43 //!
44 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
45 //! last use.
46 //!
47 //! # Implementation details
48 //!
49 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
50 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
51 //! enclosing function.  On the way down the tree, it identifies those AST
52 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
53 //! and assigns them contiguous IDs.  The liveness id for an AST node is
54 //! called a `live_node` (it's a newtype'd usize) and the id for a variable
55 //! is called a `variable` (another newtype'd usize).
56 //!
57 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
58 //! declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
59 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
60 //! the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
61 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
62 //!
63 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
64 //! methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
65 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
66 //!
67 //! ## The `Users` struct
68 //!
69 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
70 //! variable `V` (these are encapsulated in the `Users` struct):
71 //!
72 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
73 //!    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
74 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
75 //!    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
76 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
77 //!
78 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
79 //!    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
80 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
81 //!    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
82 //!    of `V` that follows `N`.
83 //!
84 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
85 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
86 //!   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
87 //!   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
88 //!
89 //! ## Special Variables
90 //!
91 //! We generate various special variables for various, well, special purposes.
92 //! These are described in the `specials` struct:
93 //!
94 //! - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
95 //!   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
96 //!
97 //! - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
98 //!
99 //! - `no_ret_var`: a synthetic variable that is only 'read' from, the
100 //!   fallthrough node.  This allows us to detect functions where we fail
101 //!   to return explicitly.
102 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
103 //!   fallthrough node.  It is only live if the function could converge
104 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
105 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
106 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
107 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
108 use self::LoopKind::*;
109 use self::LiveNodeKind::*;
110 use self::VarKind::*;
111
112 use dep_graph::DepNode;
113 use hir::def::*;
114 use hir::pat_util;
115 use ty::{self, Ty, TyCtxt, ParameterEnvironment};
116 use traits::{self, Reveal};
117 use ty::subst::Subst;
118 use lint;
119 use util::nodemap::NodeMap;
120
121 use std::{fmt, usize};
122 use std::io::prelude::*;
123 use std::io;
124 use std::rc::Rc;
125 use syntax::ast::{self, NodeId};
126 use syntax::codemap::original_sp;
127 use syntax::parse::token::keywords;
128 use syntax::ptr::P;
129 use syntax_pos::{BytePos, Span};
130
131 use hir::Expr;
132 use hir;
133 use hir::print::{expr_to_string, block_to_string};
134 use hir::intravisit::{self, Visitor, FnKind};
135
136 /// For use with `propagate_through_loop`.
137 enum LoopKind<'a> {
138     /// An endless `loop` loop.
139     LoopLoop,
140     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
141     WhileLoop(&'a Expr),
142 }
143
144 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
145 struct Variable(usize);
146
147 #[derive(Copy, PartialEq)]
148 struct LiveNode(usize);
149
150 impl Variable {
151     fn get(&self) -> usize { let Variable(v) = *self; v }
152 }
153
154 impl LiveNode {
155     fn get(&self) -> usize { let LiveNode(v) = *self; v }
156 }
157
158 impl Clone for LiveNode {
159     fn clone(&self) -> LiveNode {
160         LiveNode(self.get())
161     }
162 }
163
164 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
165 enum LiveNodeKind {
166     FreeVarNode(Span),
167     ExprNode(Span),
168     VarDefNode(Span),
169     ExitNode
170 }
171
172 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt) -> String {
173     let cm = tcx.sess.codemap();
174     match lnk {
175         FreeVarNode(s) => {
176             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
177         }
178         ExprNode(s) => {
179             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
180         }
181         VarDefNode(s) => {
182             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
183         }
184         ExitNode => "Exit node".to_string(),
185     }
186 }
187
188 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
189     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v hir::FnDecl,
190                 b: &'v hir::Block, s: Span, id: NodeId) {
191         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
192     }
193     fn visit_local(&mut self, l: &hir::Local) { visit_local(self, l); }
194     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
195     fn visit_arm(&mut self, a: &hir::Arm) { visit_arm(self, a); }
196 }
197
198 pub fn check_crate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) {
199     let _task = tcx.dep_graph.in_task(DepNode::Liveness);
200     tcx.map.krate().visit_all_items(&mut IrMaps::new(tcx));
201     tcx.sess.abort_if_errors();
202 }
203
204 impl fmt::Debug for LiveNode {
205     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
206         write!(f, "ln({})", self.get())
207     }
208 }
209
210 impl fmt::Debug for Variable {
211     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
212         write!(f, "v({})", self.get())
213     }
214 }
215
216 // ______________________________________________________________________
217 // Creating ir_maps
218 //
219 // This is the first pass and the one that drives the main
220 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
221 // we count for each function the number of variables as well as
222 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
223 // capture clause that does something of interest: either it has
224 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
225 //
226 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
227 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
228 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
229 // of live variables at each program point.
230 //
231 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
232 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
233 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
234 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
235 // variable must not be assigned if there is some successor
236 // assignment.  And so forth.
237
238 impl LiveNode {
239     fn is_valid(&self) -> bool {
240         self.get() != usize::MAX
241     }
242 }
243
244 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(usize::MAX) }
245
246 struct CaptureInfo {
247     ln: LiveNode,
248     var_nid: NodeId
249 }
250
251 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
252 struct LocalInfo {
253     id: NodeId,
254     name: ast::Name
255 }
256
257 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
258 enum VarKind {
259     Arg(NodeId, ast::Name),
260     Local(LocalInfo),
261     ImplicitRet,
262     CleanExit
263 }
264
265 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
266     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
267
268     num_live_nodes: usize,
269     num_vars: usize,
270     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
271     variable_map: NodeMap<Variable>,
272     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
273     var_kinds: Vec<VarKind>,
274     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
275 }
276
277 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
278     fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
279         IrMaps {
280             tcx: tcx,
281             num_live_nodes: 0,
282             num_vars: 0,
283             live_node_map: NodeMap(),
284             variable_map: NodeMap(),
285             capture_info_map: NodeMap(),
286             var_kinds: Vec::new(),
287             lnks: Vec::new(),
288         }
289     }
290
291     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
292         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
293         self.lnks.push(lnk);
294         self.num_live_nodes += 1;
295
296         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
297                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
298
299         ln
300     }
301
302     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
303         let ln = self.add_live_node(lnk);
304         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
305
306         debug!("{:?} is node {}", ln, node_id);
307     }
308
309     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
310         let v = Variable(self.num_vars);
311         self.var_kinds.push(vk);
312         self.num_vars += 1;
313
314         match vk {
315             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
316                 self.variable_map.insert(node_id, v);
317             },
318             ImplicitRet | CleanExit => {}
319         }
320
321         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
322
323         v
324     }
325
326     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
327         match self.variable_map.get(&node_id) {
328             Some(&var) => var,
329             None => {
330                 span_bug!(span, "no variable registered for id {}", node_id);
331             }
332         }
333     }
334
335     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
336         match self.var_kinds[var.get()] {
337             Local(LocalInfo { name, .. }) | Arg(_, name) => {
338                 name.to_string()
339             },
340             ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string(),
341             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
342         }
343     }
344
345     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
346         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
347     }
348
349     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
350         self.lnks[ln.get()]
351     }
352 }
353
354 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
355     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v hir::FnDecl,
356                 b: &'v hir::Block, s: Span, n: NodeId) {
357         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
358     }
359     fn visit_local(&mut self, l: &hir::Local) {
360         check_local(self, l);
361     }
362     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
363         check_expr(self, ex);
364     }
365     fn visit_arm(&mut self, a: &hir::Arm) {
366         check_arm(self, a);
367     }
368 }
369
370 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
371             fk: FnKind,
372             decl: &hir::FnDecl,
373             body: &hir::Block,
374             sp: Span,
375             id: ast::NodeId) {
376     debug!("visit_fn");
377
378     // swap in a new set of IR maps for this function body:
379     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
380
381     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps);
382
383     for arg in &decl.inputs {
384         pat_util::pat_bindings(&arg.pat, |_bm, arg_id, _x, path1| {
385             debug!("adding argument {}", arg_id);
386             let name = path1.node;
387             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, name));
388         })
389     };
390
391     // gather up the various local variables, significant expressions,
392     // and so forth:
393     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp, id);
394
395     // Special nodes and variables:
396     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
397     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
398     //   an implicit return
399     let specials = Specials {
400         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
401         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
402         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
403         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
404     };
405
406     // compute liveness
407     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
408     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
409
410     // check for various error conditions
411     lsets.visit_block(body);
412     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
413     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
414 }
415
416 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &hir::Local) {
417     pat_util::pat_bindings(&local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
418         debug!("adding local variable {}", p_id);
419         let name = path1.node;
420         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
421         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
422           id: p_id,
423           name: name
424         }));
425     });
426     intravisit::walk_local(ir, local);
427 }
428
429 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &hir::Arm) {
430     for pat in &arm.pats {
431         pat_util::pat_bindings(&pat, |bm, p_id, sp, path1| {
432             debug!("adding local variable {} from match with bm {:?}",
433                    p_id, bm);
434             let name = path1.node;
435             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
436             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
437                 id: p_id,
438                 name: name
439             }));
440         })
441     }
442     intravisit::walk_arm(ir, arm);
443 }
444
445 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
446     match expr.node {
447       // live nodes required for uses or definitions of variables:
448       hir::ExprPath(..) => {
449         let def = ir.tcx.expect_def(expr.id);
450         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, def);
451         if let Def::Local(..) = def {
452             ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
453         }
454         intravisit::walk_expr(ir, expr);
455       }
456       hir::ExprClosure(..) => {
457         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
458         // breaks or continues)
459         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
460
461         // Make a live_node for each captured variable, with the span
462         // being the location that the variable is used.  This results
463         // in better error messages than just pointing at the closure
464         // construction site.
465         let mut call_caps = Vec::new();
466         ir.tcx.with_freevars(expr.id, |freevars| {
467             for fv in freevars {
468                 if let Def::Local(_, rv) = fv.def {
469                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
470                     call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
471                                                 var_nid: rv});
472                 }
473             }
474         });
475         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
476
477         intravisit::walk_expr(ir, expr);
478       }
479
480       // live nodes required for interesting control flow:
481       hir::ExprIf(..) | hir::ExprMatch(..) | hir::ExprWhile(..) | hir::ExprLoop(..) => {
482         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
483         intravisit::walk_expr(ir, expr);
484       }
485       hir::ExprBinary(op, _, _) if op.node.is_lazy() => {
486         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
487         intravisit::walk_expr(ir, expr);
488       }
489
490       // otherwise, live nodes are not required:
491       hir::ExprIndex(..) | hir::ExprField(..) | hir::ExprTupField(..) |
492       hir::ExprVec(..) | hir::ExprCall(..) | hir::ExprMethodCall(..) |
493       hir::ExprTup(..) | hir::ExprBinary(..) | hir::ExprAddrOf(..) |
494       hir::ExprCast(..) | hir::ExprUnary(..) | hir::ExprBreak(_) |
495       hir::ExprAgain(_) | hir::ExprLit(_) | hir::ExprRet(..) |
496       hir::ExprBlock(..) | hir::ExprAssign(..) | hir::ExprAssignOp(..) |
497       hir::ExprStruct(..) | hir::ExprRepeat(..) |
498       hir::ExprInlineAsm(..) | hir::ExprBox(..) |
499       hir::ExprType(..) => {
500           intravisit::walk_expr(ir, expr);
501       }
502     }
503 }
504
505 // ______________________________________________________________________
506 // Computing liveness sets
507 //
508 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
509 // the same basic propagation framework in all cases.
510
511 #[derive(Clone, Copy)]
512 struct Users {
513     reader: LiveNode,
514     writer: LiveNode,
515     used: bool
516 }
517
518 fn invalid_users() -> Users {
519     Users {
520         reader: invalid_node(),
521         writer: invalid_node(),
522         used: false
523     }
524 }
525
526 #[derive(Copy, Clone)]
527 struct Specials {
528     exit_ln: LiveNode,
529     fallthrough_ln: LiveNode,
530     no_ret_var: Variable,
531     clean_exit_var: Variable
532 }
533
534 const ACC_READ: u32 = 1;
535 const ACC_WRITE: u32 = 2;
536 const ACC_USE: u32 = 4;
537
538 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
539     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
540     s: Specials,
541     successors: Vec<LiveNode>,
542     users: Vec<Users>,
543     // The list of node IDs for the nested loop scopes
544     // we're in.
545     loop_scope: Vec<NodeId>,
546     // mappings from loop node ID to LiveNode
547     // ("break" label should map to loop node ID,
548     // it probably doesn't now)
549     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
550     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
551 }
552
553 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
554     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
555         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
556         let num_vars = ir.num_vars;
557         Liveness {
558             ir: ir,
559             s: specials,
560             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
561             users: vec![invalid_users(); num_live_nodes * num_vars],
562             loop_scope: Vec::new(),
563             break_ln: NodeMap(),
564             cont_ln: NodeMap(),
565         }
566     }
567
568     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
569         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
570           Some(&ln) => ln,
571           None => {
572             // This must be a mismatch between the ir_map construction
573             // above and the propagation code below; the two sets of
574             // code have to agree about which AST nodes are worth
575             // creating liveness nodes for.
576             span_bug!(
577                 span,
578                 "no live node registered for node {}",
579                 node_id);
580           }
581         }
582     }
583
584     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
585         self.ir.variable(node_id, span)
586     }
587
588     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &hir::Pat, mut f: F) where
589         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
590     {
591         pat_util::pat_bindings(pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
592             let ln = self.live_node(p_id, sp);
593             let var = self.variable(p_id, sp);
594             f(self, ln, var, sp, p_id);
595         })
596     }
597
598     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, f: F) where
599         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
600     {
601         if let Some(pat) = pat {
602             self.pat_bindings(pat, f);
603         }
604     }
605
606     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat, succ: LiveNode)
607                               -> LiveNode {
608         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
609     }
610
611     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, succ: LiveNode)
612                                    -> LiveNode {
613         let mut succ = succ;
614         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
615             this.init_from_succ(ln, succ);
616             this.define(ln, var);
617             succ = ln;
618         });
619         succ
620     }
621
622     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
623         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
624     }
625
626     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
627                       -> Option<LiveNodeKind> {
628         assert!(ln.is_valid());
629         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
630         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
631     }
632
633     /*
634     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
635     */
636     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
637                     -> Option<LiveNodeKind> {
638         let successor = self.successors[ln.get()];
639         self.live_on_entry(successor, var)
640     }
641
642     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
643         assert!(ln.is_valid());
644         self.users[self.idx(ln, var)].used
645     }
646
647     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
648                          -> Option<LiveNodeKind> {
649         assert!(ln.is_valid());
650         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
651         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
652     }
653
654     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
655                         -> Option<LiveNodeKind> {
656         let successor = self.successors[ln.get()];
657         self.assigned_on_entry(successor, var)
658     }
659
660     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
661         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
662     {
663         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
664         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
665         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
666             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
667         }
668     }
669
670     fn write_vars<F>(&self,
671                      wr: &mut Write,
672                      ln: LiveNode,
673                      mut test: F)
674                      -> io::Result<()> where
675         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
676     {
677         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
678         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
679             let idx = node_base_idx + var_idx;
680             if test(idx).is_valid() {
681                 write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx))?;
682             }
683         }
684         Ok(())
685     }
686
687     fn find_loop_scope(&self,
688                        opt_label: Option<ast::Name>,
689                        id: NodeId,
690                        sp: Span)
691                        -> NodeId {
692         match opt_label {
693             Some(_) => {
694                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
695                 // to find with one
696                 match self.ir.tcx.expect_def(id) {
697                     Def::Label(loop_id) => loop_id,
698                     _ => span_bug!(sp, "label on break/loop \
699                                         doesn't refer to a loop")
700                 }
701             }
702             None => {
703                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
704                 // loop scope
705                 if self.loop_scope.is_empty() {
706                     span_bug!(sp, "break outside loop");
707                 } else {
708                     *self.loop_scope.last().unwrap()
709                 }
710             }
711         }
712     }
713
714     #[allow(unused_must_use)]
715     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
716         let mut wr = Vec::new();
717         {
718             let wr = &mut wr as &mut Write;
719             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
720             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
721             write!(wr, "  writes");
722             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
723             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
724         }
725         String::from_utf8(wr).unwrap()
726     }
727
728     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
729         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
730
731         // It is not necessary to initialize the
732         // values to empty because this is the value
733         // they have when they are created, and the sets
734         // only grow during iterations.
735         //
736         // self.indices(ln) { |idx|
737         //     self.users[idx] = invalid_users();
738         // }
739     }
740
741     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
742         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
743         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
744
745         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
746             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
747         });
748         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
749                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
750     }
751
752     fn merge_from_succ(&mut self,
753                        ln: LiveNode,
754                        succ_ln: LiveNode,
755                        first_merge: bool)
756                        -> bool {
757         if ln == succ_ln { return false; }
758
759         let mut changed = false;
760         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
761             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
762                                        &mut this.users[idx].reader);
763             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
764                                        &mut this.users[idx].writer);
765             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
766                 this.users[idx].used = true;
767                 changed = true;
768             }
769         });
770
771         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
772                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
773         return changed;
774
775         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
776             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
777                 *dst = src;
778                 true
779             } else {
780                 false
781             }
782         }
783     }
784
785     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
786     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
787     // this) so we just clear out all the data.
788     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
789         let idx = self.idx(writer, var);
790         self.users[idx].reader = invalid_node();
791         self.users[idx].writer = invalid_node();
792
793         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
794                idx, self.ln_str(writer));
795     }
796
797     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
798     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
799         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
800                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
801
802         let idx = self.idx(ln, var);
803         let user = &mut self.users[idx];
804
805         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
806             user.reader = invalid_node();
807             user.writer = ln;
808         }
809
810         // Important: if we both read/write, must do read second
811         // or else the write will override.
812         if (acc & ACC_READ) != 0 {
813             user.reader = ln;
814         }
815
816         if (acc & ACC_USE) != 0 {
817             user.used = true;
818         }
819     }
820
821     // _______________________________________________________________________
822
823     fn compute(&mut self, decl: &hir::FnDecl, body: &hir::Block) -> LiveNode {
824         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
825         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
826         // where the body is really a closure.
827
828         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
829
830         let exit_ln = self.s.exit_ln;
831         let entry_ln: LiveNode =
832             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
833               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
834
835         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
836         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
837                {
838                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
839                        debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
840                    }
841                    body.id
842                },
843                entry_ln);
844
845         entry_ln
846     }
847
848     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &hir::FnDecl, blk: &hir::Block)
849                                   -> LiveNode {
850         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
851         // explicitly return:
852         let s = self.s;
853         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
854         if blk.expr.is_none() {
855             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
856         }
857         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
858
859         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
860     }
861
862     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block, succ: LiveNode)
863                                -> LiveNode {
864         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
865         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
866             self.propagate_through_stmt(stmt, succ)
867         })
868     }
869
870     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt, succ: LiveNode)
871                               -> LiveNode {
872         match stmt.node {
873             hir::StmtDecl(ref decl, _) => {
874                 self.propagate_through_decl(&decl, succ)
875             }
876
877             hir::StmtExpr(ref expr, _) | hir::StmtSemi(ref expr, _) => {
878                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
879             }
880         }
881     }
882
883     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &hir::Decl, succ: LiveNode)
884                               -> LiveNode {
885         match decl.node {
886             hir::DeclLocal(ref local) => {
887                 self.propagate_through_local(&local, succ)
888             }
889             hir::DeclItem(_) => succ,
890         }
891     }
892
893     fn propagate_through_local(&mut self, local: &hir::Local, succ: LiveNode)
894                                -> LiveNode {
895         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
896         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
897         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
898         // could check for uninit variables just by scanning what is live
899         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
900         // immutable variables defined in a loop:
901         //     loop { let x; x = 5; }
902         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
903         //
904         // So now we just check that variables defined w/o an
905         // initializer are not live at the point of their
906         // initialization, which is mildly more complex than checking
907         // once at the func header but otherwise equivalent.
908
909         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
910         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
911     }
912
913     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
914                                -> LiveNode {
915         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
916             self.propagate_through_expr(&expr, succ)
917         })
918     }
919
920     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
921                                   opt_expr: Option<&Expr>,
922                                   succ: LiveNode)
923                                   -> LiveNode {
924         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
925     }
926
927     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
928                               -> LiveNode {
929         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
930
931         match expr.node {
932           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
933
934           hir::ExprPath(..) => {
935               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
936           }
937
938           hir::ExprField(ref e, _) => {
939               self.propagate_through_expr(&e, succ)
940           }
941
942           hir::ExprTupField(ref e, _) => {
943               self.propagate_through_expr(&e, succ)
944           }
945
946           hir::ExprClosure(_, _, ref blk, _) => {
947               debug!("{} is an ExprClosure",
948                      expr_to_string(expr));
949
950               /*
951               The next-node for a break is the successor of the entire
952               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
953               */
954               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
955               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
956
957                  // the construction of a closure itself is not important,
958                  // but we have to consider the closed over variables.
959                  let caps = match this.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
960                     Some(caps) => caps.clone(),
961                     None => {
962                         span_bug!(expr.span, "no registered caps");
963                      }
964                  };
965                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
966                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
967                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
968                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
969                      cap.ln
970                  })
971               })
972           }
973
974           hir::ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
975             //
976             //     (cond)
977             //       |
978             //       v
979             //     (expr)
980             //     /   \
981             //    |     |
982             //    v     v
983             //  (then)(els)
984             //    |     |
985             //    v     v
986             //   (  succ  )
987             //
988             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
989             let then_ln = self.propagate_through_block(&then, succ);
990             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
991             self.init_from_succ(ln, else_ln);
992             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
993             self.propagate_through_expr(&cond, ln)
994           }
995
996           hir::ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
997             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&cond), &blk, succ)
998           }
999
1000           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1001           // at the label ident
1002           hir::ExprLoop(ref blk, _) => {
1003             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &blk, succ)
1004           }
1005
1006           hir::ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1007             //
1008             //      (e)
1009             //       |
1010             //       v
1011             //     (expr)
1012             //     / | \
1013             //    |  |  |
1014             //    v  v  v
1015             //   (..arms..)
1016             //    |  |  |
1017             //    v  v  v
1018             //   (  succ  )
1019             //
1020             //
1021             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1022             self.init_empty(ln, succ);
1023             let mut first_merge = true;
1024             for arm in arms {
1025                 let body_succ =
1026                     self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1027                 let guard_succ =
1028                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1029                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1030                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1031                 // the "authoritative" set of ids
1032                 let arm_succ =
1033                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1034                                                      guard_succ);
1035                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1036                 first_merge = false;
1037             };
1038             self.propagate_through_expr(&e, ln)
1039           }
1040
1041           hir::ExprRet(ref o_e) => {
1042             // ignore succ and subst exit_ln:
1043             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1044             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1045           }
1046
1047           hir::ExprBreak(opt_label) => {
1048               // Find which label this break jumps to
1049               let sc = self.find_loop_scope(opt_label.map(|l| l.node), expr.id, expr.span);
1050
1051               // Now that we know the label we're going to,
1052               // look it up in the break loop nodes table
1053
1054               match self.break_ln.get(&sc) {
1055                   Some(&b) => b,
1056                   None => span_bug!(expr.span, "break to unknown label")
1057               }
1058           }
1059
1060           hir::ExprAgain(opt_label) => {
1061               // Find which label this expr continues to
1062               let sc = self.find_loop_scope(opt_label.map(|l| l.node), expr.id, expr.span);
1063
1064               // Now that we know the label we're going to,
1065               // look it up in the continue loop nodes table
1066
1067               match self.cont_ln.get(&sc) {
1068                   Some(&b) => b,
1069                   None => span_bug!(expr.span, "loop to unknown label")
1070               }
1071           }
1072
1073           hir::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1074             // see comment on lvalues in
1075             // propagate_through_lvalue_components()
1076             let succ = self.write_lvalue(&l, succ, ACC_WRITE);
1077             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&l, succ);
1078             self.propagate_through_expr(&r, succ)
1079           }
1080
1081           hir::ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1082             // an overloaded assign op is like a method call
1083             if self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) {
1084                 let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1085                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1086             } else {
1087                 // see comment on lvalues in
1088                 // propagate_through_lvalue_components()
1089                 let succ = self.write_lvalue(&l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1090                 let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1091                 self.propagate_through_lvalue_components(&l, succ)
1092             }
1093           }
1094
1095           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1096
1097           hir::ExprVec(ref exprs) => {
1098             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1099           }
1100
1101           hir::ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1102             let succ = self.propagate_through_expr(&count, succ);
1103             self.propagate_through_expr(&element, succ)
1104           }
1105
1106           hir::ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1107             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1108             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1109                 self.propagate_through_expr(&field.expr, succ)
1110             })
1111           }
1112
1113           hir::ExprCall(ref f, ref args) => {
1114             // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1115             let diverges = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) &&
1116                 self.ir.tcx.expr_ty_adjusted(&f).fn_ret().0.is_never();
1117             let succ = if diverges {
1118                 self.s.exit_ln
1119             } else {
1120                 succ
1121             };
1122             let succ = self.propagate_through_exprs(&args[..], succ);
1123             self.propagate_through_expr(&f, succ)
1124           }
1125
1126           hir::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1127             let method_call = ty::MethodCall::expr(expr.id);
1128             let method_ty = self.ir.tcx.tables.borrow().method_map[&method_call].ty;
1129             // FIXME(canndrew): This is_never should really be an is_uninhabited
1130             let succ = if method_ty.fn_ret().0.is_never() {
1131                 self.s.exit_ln
1132             } else {
1133                 succ
1134             };
1135             self.propagate_through_exprs(&args[..], succ)
1136           }
1137
1138           hir::ExprTup(ref exprs) => {
1139             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1140           }
1141
1142           hir::ExprBinary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1143             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1144
1145             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1146             self.init_from_succ(ln, succ);
1147             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1148
1149             self.propagate_through_expr(&l, ln)
1150           }
1151
1152           hir::ExprIndex(ref l, ref r) |
1153           hir::ExprBinary(_, ref l, ref r) => {
1154             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1155             self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1156           }
1157
1158           hir::ExprBox(ref e) |
1159           hir::ExprAddrOf(_, ref e) |
1160           hir::ExprCast(ref e, _) |
1161           hir::ExprType(ref e, _) |
1162           hir::ExprUnary(_, ref e) => {
1163             self.propagate_through_expr(&e, succ)
1164           }
1165
1166           hir::ExprInlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1167             let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1168                 // see comment on lvalues
1169                 // in propagate_through_lvalue_components()
1170                 if o.is_indirect {
1171                     self.propagate_through_expr(output, succ)
1172                 } else {
1173                     let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE|ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1174                     let succ = self.write_lvalue(output, succ, acc);
1175                     self.propagate_through_lvalue_components(output, succ)
1176                 }
1177             });
1178
1179             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1180             self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1181           }
1182
1183           hir::ExprLit(..) => {
1184             succ
1185           }
1186
1187           hir::ExprBlock(ref blk) => {
1188             self.propagate_through_block(&blk, succ)
1189           }
1190         }
1191     }
1192
1193     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1194                                            expr: &Expr,
1195                                            succ: LiveNode)
1196                                            -> LiveNode {
1197         // # Lvalues
1198         //
1199         // In general, the full flow graph structure for an
1200         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1201         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1202         // value" or not. A tracked value is basically a local
1203         // variable or argument.
1204         //
1205         // The two kinds of graphs are:
1206         //
1207         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1208         // ----------------------++-----------------------
1209         //                       ||
1210         //         |             ||           |
1211         //         v             ||           v
1212         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1213         //         |             ||           |
1214         //         v             ||           v
1215         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1216         //         |             ||           |
1217         //         v             ||           v
1218         //      (succ)           ||        (succ)
1219         //                       ||
1220         // ----------------------++-----------------------
1221         //
1222         // I will cover the two cases in turn:
1223         //
1224         // # Tracked lvalues
1225         //
1226         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1227         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1228         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1229         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1230         // consider.
1231         //
1232         // # Non-tracked lvalues
1233         //
1234         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1235         // basically ignore the value which is written to but generate
1236         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1237         // components reads are generated by
1238         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1239         //
1240         // # Illegal lvalues
1241         //
1242         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1243         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1244         // just ignore such cases and treat them as reads.
1245
1246         match expr.node {
1247             hir::ExprPath(..) => succ,
1248             hir::ExprField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1249             hir::ExprTupField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1250             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1251         }
1252     }
1253
1254     // see comment on propagate_through_lvalue()
1255     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1256                     -> LiveNode {
1257         match expr.node {
1258           hir::ExprPath(..) => {
1259               self.access_path(expr, succ, acc)
1260           }
1261
1262           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1263           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1264           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1265           // later pass borrowck.
1266           _ => succ
1267         }
1268     }
1269
1270     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1271                    -> LiveNode {
1272         match self.ir.tcx.expect_def(expr.id) {
1273           Def::Local(_, nid) => {
1274             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1275             if acc != 0 {
1276                 self.init_from_succ(ln, succ);
1277                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1278                 self.acc(ln, var, acc);
1279             }
1280             ln
1281           }
1282           _ => succ
1283         }
1284     }
1285
1286     fn propagate_through_loop(&mut self,
1287                               expr: &Expr,
1288                               kind: LoopKind,
1289                               body: &hir::Block,
1290                               succ: LiveNode)
1291                               -> LiveNode {
1292
1293         /*
1294
1295         We model control flow like this:
1296
1297               (cond) <--+
1298                 |       |
1299                 v       |
1300           +-- (expr)    |
1301           |     |       |
1302           |     v       |
1303           |   (body) ---+
1304           |
1305           |
1306           v
1307         (succ)
1308
1309         */
1310
1311
1312         // first iteration:
1313         let mut first_merge = true;
1314         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1315         self.init_empty(ln, succ);
1316         match kind {
1317             LoopLoop => {}
1318             _ => {
1319                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1320                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1321                 // in the loop body.
1322                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1323                 first_merge = false;
1324             }
1325         }
1326         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1327                expr.id, block_to_string(body));
1328
1329         let cond_ln = match kind {
1330             LoopLoop => ln,
1331             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&cond, ln),
1332         };
1333         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1334             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1335         });
1336
1337         // repeat until fixed point is reached:
1338         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1339             first_merge = false;
1340
1341             let new_cond_ln = match kind {
1342                 LoopLoop => ln,
1343                 WhileLoop(ref cond) => {
1344                     self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1345                 }
1346             };
1347             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1348             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1349             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1350         }
1351
1352         cond_ln
1353     }
1354
1355     fn with_loop_nodes<R, F>(&mut self,
1356                              loop_node_id: NodeId,
1357                              break_ln: LiveNode,
1358                              cont_ln: LiveNode,
1359                              f: F)
1360                              -> R where
1361         F: FnOnce(&mut Liveness<'a, 'tcx>) -> R,
1362     {
1363         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1364         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1365         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1366         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1367         let r = f(self);
1368         self.loop_scope.pop();
1369         r
1370     }
1371 }
1372
1373 // _______________________________________________________________________
1374 // Checking for error conditions
1375
1376 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &hir::Local) {
1377     match local.init {
1378         Some(_) => {
1379             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&local.pat);
1380         },
1381         None => {
1382             this.pat_bindings(&local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1383                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1384             })
1385         }
1386     }
1387
1388     intravisit::walk_local(this, local);
1389 }
1390
1391 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &hir::Arm) {
1392     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1393     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1394     // the "authoritative" set of ids
1395     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1396         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1397     });
1398     intravisit::walk_arm(this, arm);
1399 }
1400
1401 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1402     match expr.node {
1403       hir::ExprAssign(ref l, _) => {
1404         this.check_lvalue(&l);
1405
1406         intravisit::walk_expr(this, expr);
1407       }
1408
1409       hir::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1410         if !this.ir.tcx.is_method_call(expr.id) {
1411             this.check_lvalue(&l);
1412         }
1413
1414         intravisit::walk_expr(this, expr);
1415       }
1416
1417       hir::ExprInlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1418         for input in inputs {
1419           this.visit_expr(input);
1420         }
1421
1422         // Output operands must be lvalues
1423         for (o, output) in ia.outputs.iter().zip(outputs) {
1424           if !o.is_indirect {
1425             this.check_lvalue(output);
1426           }
1427           this.visit_expr(output);
1428         }
1429
1430         intravisit::walk_expr(this, expr);
1431       }
1432
1433       // no correctness conditions related to liveness
1434       hir::ExprCall(..) | hir::ExprMethodCall(..) | hir::ExprIf(..) |
1435       hir::ExprMatch(..) | hir::ExprWhile(..) | hir::ExprLoop(..) |
1436       hir::ExprIndex(..) | hir::ExprField(..) | hir::ExprTupField(..) |
1437       hir::ExprVec(..) | hir::ExprTup(..) | hir::ExprBinary(..) |
1438       hir::ExprCast(..) | hir::ExprUnary(..) | hir::ExprRet(..) |
1439       hir::ExprBreak(..) | hir::ExprAgain(..) | hir::ExprLit(_) |
1440       hir::ExprBlock(..) | hir::ExprAddrOf(..) |
1441       hir::ExprStruct(..) | hir::ExprRepeat(..) |
1442       hir::ExprClosure(..) | hir::ExprPath(..) | hir::ExprBox(..) |
1443       hir::ExprType(..) => {
1444         intravisit::walk_expr(this, expr);
1445       }
1446     }
1447 }
1448
1449 fn check_fn(_v: &Liveness,
1450             _fk: FnKind,
1451             _decl: &hir::FnDecl,
1452             _body: &hir::Block,
1453             _sp: Span,
1454             _id: NodeId) {
1455     // do not check contents of nested fns
1456 }
1457
1458 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1459     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1460         let fn_ty = self.ir.tcx.node_id_to_type(id);
1461         match fn_ty.sty {
1462             ty::TyClosure(closure_def_id, substs) =>
1463                 self.ir.tcx.closure_type(closure_def_id, substs).sig.output(),
1464             _ => fn_ty.fn_ret()
1465         }
1466     }
1467
1468     fn check_ret(&self,
1469                  id: NodeId,
1470                  sp: Span,
1471                  _fk: FnKind,
1472                  entry_ln: LiveNode,
1473                  body: &hir::Block)
1474     {
1475         // within the fn body, late-bound regions are liberated
1476         // and must outlive the *call-site* of the function.
1477         let fn_ret =
1478             self.ir.tcx.liberate_late_bound_regions(
1479                 self.ir.tcx.region_maps.call_site_extent(id, body.id),
1480                 &self.fn_ret(id));
1481
1482         if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() {
1483             let param_env = ParameterEnvironment::for_item(self.ir.tcx, id);
1484             let t_ret_subst = fn_ret.subst(self.ir.tcx, &param_env.free_substs);
1485             let is_nil = self.ir.tcx.infer_ctxt(None, Some(param_env),
1486                                                 Reveal::All).enter(|infcx| {
1487                 let cause = traits::ObligationCause::dummy();
1488                 traits::fully_normalize(&infcx, cause, &t_ret_subst).unwrap().is_nil()
1489             });
1490
1491             // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1492             if !is_nil {
1493                 let ends_with_stmt = match body.expr {
1494                     None if !body.stmts.is_empty() =>
1495                         match body.stmts.last().unwrap().node {
1496                             hir::StmtSemi(ref e, _) => {
1497                                 self.ir.tcx.expr_ty(&e) == fn_ret
1498                             },
1499                             _ => false
1500                         },
1501                     _ => false
1502                 };
1503                 let mut err = struct_span_err!(self.ir.tcx.sess,
1504                                                sp,
1505                                                E0269,
1506                                                "not all control paths return a value");
1507                 if ends_with_stmt {
1508                     let last_stmt = body.stmts.last().unwrap();
1509                     let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1510                                                     last_stmt.span, sp);
1511                     let span_semicolon = Span {
1512                         lo: original_span.hi - BytePos(1),
1513                         hi: original_span.hi,
1514                         expn_id: original_span.expn_id
1515                     };
1516                     err.span_help(span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1517                 }
1518                 err.emit();
1519             }
1520         }
1521     }
1522
1523     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1524         match expr.node {
1525             hir::ExprPath(..) => {
1526                 if let Def::Local(_, nid) = self.ir.tcx.expect_def(expr.id) {
1527                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1528                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1529                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1530                     // as being used.
1531                     let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1532                     let var = self.variable(nid, expr.span);
1533                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1534                 }
1535             }
1536             _ => {
1537                 // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1538                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1539                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1540             }
1541         }
1542     }
1543
1544     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1545         let name = self.ir.variable_name(var);
1546         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1547             None
1548         } else {
1549             Some(name)
1550         }
1551     }
1552
1553     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &hir::FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1554         for arg in &decl.inputs {
1555             pat_util::pat_bindings(&arg.pat, |_bm, p_id, sp, path1| {
1556                 let var = self.variable(p_id, sp);
1557                 // Ignore unused self.
1558                 let name = path1.node;
1559                 if name != keywords::SelfValue.name() {
1560                     if !self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var) {
1561                         if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1562                             self.report_dead_assign(p_id, sp, var, true);
1563                         }
1564                     }
1565                 }
1566             })
1567         }
1568     }
1569
1570     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat) {
1571         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1572             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1573                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1574             }
1575         })
1576     }
1577
1578     fn warn_about_unused(&self,
1579                          sp: Span,
1580                          id: NodeId,
1581                          ln: LiveNode,
1582                          var: Variable)
1583                          -> bool {
1584         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1585             let r = self.should_warn(var);
1586             if let Some(name) = r {
1587
1588                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1589                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1590                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1591                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1592                     false
1593                 } else {
1594                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1595                 };
1596
1597                 if is_assigned {
1598                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1599                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1600                                 name));
1601                 } else if name != "self" {
1602                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1603                         format!("unused variable: `{}`", name));
1604                 }
1605             }
1606             true
1607         } else {
1608             false
1609         }
1610     }
1611
1612     fn warn_about_dead_assign(&self,
1613                               sp: Span,
1614                               id: NodeId,
1615                               ln: LiveNode,
1616                               var: Variable) {
1617         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1618             self.report_dead_assign(id, sp, var, false);
1619         }
1620     }
1621
1622     fn report_dead_assign(&self, id: NodeId, sp: Span, var: Variable, is_argument: bool) {
1623         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1624             if is_argument {
1625                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1626                     format!("value passed to `{}` is never read", name));
1627             } else {
1628                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1629                     format!("value assigned to `{}` is never read", name));
1630             }
1631         }
1632     }
1633 }