]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
auto merge of #17366 : ohazi/rust/master, r=steveklabnik
[rust.git] / src / librustc / middle / liveness.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 /*!
12  * A classic liveness analysis based on dataflow over the AST.  Computes,
13  * for each local variable in a function, whether that variable is live
14  * at a given point.  Program execution points are identified by their
15  * id.
16  *
17  * # Basic idea
18  *
19  * The basic model is that each local variable is assigned an index.  We
20  * represent sets of local variables using a vector indexed by this
21  * index.  The value in the vector is either 0, indicating the variable
22  * is dead, or the id of an expression that uses the variable.
23  *
24  * We conceptually walk over the AST in reverse execution order.  If we
25  * find a use of a variable, we add it to the set of live variables.  If
26  * we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
27  * variables.  When we have to merge two flows, we take the union of
28  * those two flows---if the variable is live on both paths, we simply
29  * pick one id.  In the event of loops, we continue doing this until a
30  * fixed point is reached.
31  *
32  * ## Checking initialization
33  *
34  * At the function entry point, all variables must be dead.  If this is
35  * not the case, we can report an error using the id found in the set of
36  * live variables, which identifies a use of the variable which is not
37  * dominated by an assignment.
38  *
39  * ## Checking moves
40  *
41  * After each explicit move, the variable must be dead.
42  *
43  * ## Computing last uses
44  *
45  * Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
46  * last use.
47  *
48  * # Implementation details
49  *
50  * The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
51  * The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
52  * enclosing function.  On the way down the tree, it identifies those AST
53  * nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
54  * and assigns them contiguous IDs.  The liveness id for an AST node is
55  * called a `live_node` (it's a newtype'd uint) and the id for a variable
56  * is called a `variable` (another newtype'd uint).
57  *
58  * On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
59  * declaration we allocate a `liveness` instance.  Now that we know
60  * precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
61  * the various arrays that we will need to precisely the right size.  We then
62  * perform the actual propagation on the `liveness` instance.
63  *
64  * This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
65  * methods.  It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
66  * reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
67  *
68  * ## The `Users` struct
69  *
70  * At each live node `N`, we track three pieces of information for each
71  * variable `V` (these are encapsulated in the `Users` struct):
72  *
73  * - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
74  *    that `V` holds on entry to `N`.  Formally: a node `M` such
75  *    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
76  *    write `V`.  If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
77  *    value will never be read (the variable is dead, essentially).
78  *
79  * - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
80  *    variable `V` and which is reachable from `N`.  Formally: a node `M`
81  *    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
82  *    `V`.  If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
83  *    of `V` that follows `N`.
84  *
85  * - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*.  We
86  *   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
87  *   is not just used to generate a new value.  For example, `x += 1` is
88  *   a read but not a use.  This is used to generate better warnings.
89  *
90  * ## Special Variables
91  *
92  * We generate various special variables for various, well, special purposes.
93  * These are described in the `specials` struct:
94  *
95  * - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
96  *   the function, whether it be by explicit return, fail, or other means.
97  *
98  * - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
99  *
100  * - `no_ret_var`: a synthetic variable that is only 'read' from, the
101  *   fallthrough node.  This allows us to detect functions where we fail
102  *   to return explicitly.
103  */
104
105 use middle::def::*;
106 use middle::mem_categorization::Typer;
107 use middle::pat_util;
108 use middle::ty;
109 use lint;
110 use util::nodemap::NodeMap;
111
112 use std::fmt;
113 use std::io;
114 use std::mem::transmute;
115 use std::rc::Rc;
116 use std::str;
117 use std::uint;
118 use syntax::ast;
119 use syntax::ast::*;
120 use syntax::codemap::{BytePos, original_sp, Span};
121 use syntax::parse::token::special_idents;
122 use syntax::parse::token;
123 use syntax::print::pprust::{expr_to_string, block_to_string};
124 use syntax::ptr::P;
125 use syntax::{visit, ast_util};
126 use syntax::visit::{Visitor, FnKind};
127
128 /// For use with `propagate_through_loop`.
129 enum LoopKind<'a> {
130     /// An endless `loop` loop.
131     LoopLoop,
132     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
133     WhileLoop(&'a Expr),
134     /// A `for` loop, with the given pattern to bind.
135     ForLoop(&'a Pat),
136 }
137
138 #[deriving(PartialEq)]
139 struct Variable(uint);
140 #[deriving(PartialEq)]
141 struct LiveNode(uint);
142
143 impl Variable {
144     fn get(&self) -> uint { let Variable(v) = *self; v }
145 }
146
147 impl LiveNode {
148     fn get(&self) -> uint { let LiveNode(v) = *self; v }
149 }
150
151 impl Clone for LiveNode {
152     fn clone(&self) -> LiveNode {
153         LiveNode(self.get())
154     }
155 }
156
157 #[deriving(PartialEq)]
158 enum LiveNodeKind {
159     FreeVarNode(Span),
160     ExprNode(Span),
161     VarDefNode(Span),
162     ExitNode
163 }
164
165 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &ty::ctxt) -> String {
166     let cm = cx.sess.codemap();
167     match lnk {
168         FreeVarNode(s) => {
169             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
170         }
171         ExprNode(s) => {
172             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
173         }
174         VarDefNode(s) => {
175             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
176         }
177         ExitNode => "Exit node".to_string(),
178     }
179 }
180
181 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
182     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v FnDecl,
183                 b: &'v Block, s: Span, n: NodeId) {
184         visit_fn(self, fk, fd, b, s, n);
185     }
186     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) { visit_local(self, l); }
187     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
188     fn visit_arm(&mut self, a: &Arm) { visit_arm(self, a); }
189 }
190
191 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
192     visit::walk_crate(&mut IrMaps::new(tcx), tcx.map.krate());
193     tcx.sess.abort_if_errors();
194 }
195
196 impl fmt::Show for LiveNode {
197     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
198         write!(f, "ln({})", self.get())
199     }
200 }
201
202 impl fmt::Show for Variable {
203     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
204         write!(f, "v({})", self.get())
205     }
206 }
207
208 // ______________________________________________________________________
209 // Creating ir_maps
210 //
211 // This is the first pass and the one that drives the main
212 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
213 // we count for each function the number of variables as well as
214 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
215 // capture clause that does something of interest: either it has
216 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
217 //
218 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
219 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
220 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
221 // of live variables at each program point.
222 //
223 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
224 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
225 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
226 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
227 // variable must not be assigned if there is some successor
228 // assignment.  And so forth.
229
230 impl LiveNode {
231     fn is_valid(&self) -> bool {
232         self.get() != uint::MAX
233     }
234 }
235
236 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(uint::MAX) }
237
238 struct CaptureInfo {
239     ln: LiveNode,
240     var_nid: NodeId
241 }
242
243 struct LocalInfo {
244     id: NodeId,
245     ident: Ident
246 }
247
248 enum VarKind {
249     Arg(NodeId, Ident),
250     Local(LocalInfo),
251     ImplicitRet
252 }
253
254 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
255     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
256
257     num_live_nodes: uint,
258     num_vars: uint,
259     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
260     variable_map: NodeMap<Variable>,
261     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
262     var_kinds: Vec<VarKind>,
263     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
264 }
265
266 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
267     fn new(tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
268         IrMaps {
269             tcx: tcx,
270             num_live_nodes: 0,
271             num_vars: 0,
272             live_node_map: NodeMap::new(),
273             variable_map: NodeMap::new(),
274             capture_info_map: NodeMap::new(),
275             var_kinds: Vec::new(),
276             lnks: Vec::new(),
277         }
278     }
279
280     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
281         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
282         self.lnks.push(lnk);
283         self.num_live_nodes += 1;
284
285         debug!("{} is of kind {}", ln.to_string(),
286                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
287
288         ln
289     }
290
291     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
292         let ln = self.add_live_node(lnk);
293         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
294
295         debug!("{} is node {}", ln.to_string(), node_id);
296     }
297
298     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
299         let v = Variable(self.num_vars);
300         self.var_kinds.push(vk);
301         self.num_vars += 1;
302
303         match vk {
304             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
305                 self.variable_map.insert(node_id, v);
306             },
307             ImplicitRet => {}
308         }
309
310         debug!("{} is {:?}", v.to_string(), vk);
311
312         v
313     }
314
315     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
316         match self.variable_map.find(&node_id) {
317           Some(&var) => var,
318           None => {
319             self.tcx
320                 .sess
321                 .span_bug(span, format!("no variable registered for id {}",
322                                         node_id).as_slice());
323           }
324         }
325     }
326
327     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
328         match self.var_kinds.get(var.get()) {
329             &Local(LocalInfo { ident: nm, .. }) | &Arg(_, nm) => {
330                 token::get_ident(nm).get().to_string()
331             },
332             &ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string()
333         }
334     }
335
336     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
337         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
338     }
339
340     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
341         *self.lnks.get(ln.get())
342     }
343 }
344
345 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
346     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v FnDecl, b: &'v Block, s: Span, n: NodeId) {
347         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
348     }
349     fn visit_local(&mut self, l: &ast::Local) {
350         check_local(self, l);
351     }
352     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
353         check_expr(self, ex);
354     }
355     fn visit_arm(&mut self, a: &Arm) {
356         check_arm(self, a);
357     }
358 }
359
360 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
361             fk: FnKind,
362             decl: &FnDecl,
363             body: &Block,
364             sp: Span,
365             id: NodeId) {
366     debug!("visit_fn: id={}", id);
367     let _i = ::util::common::indenter();
368
369     // swap in a new set of IR maps for this function body:
370     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
371
372     unsafe {
373         debug!("creating fn_maps: {}",
374                transmute::<&IrMaps, *const IrMaps>(&fn_maps));
375     }
376
377     for arg in decl.inputs.iter() {
378         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
379                                &*arg.pat,
380                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
381             debug!("adding argument {}", arg_id);
382             let ident = path1.node;
383             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, ident));
384         })
385     };
386
387     // gather up the various local variables, significant expressions,
388     // and so forth:
389     visit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
390
391     // Special nodes and variables:
392     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or fail
393     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
394     //   an implicit return
395     let specials = Specials {
396         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
397         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
398         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet)
399     };
400
401     // compute liveness
402     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
403     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
404
405     // check for various error conditions
406     lsets.visit_block(body);
407     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
408     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
409 }
410
411 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &ast::Local) {
412     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &*local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
413         debug!("adding local variable {}", p_id);
414         let name = path1.node;
415         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
416         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
417           id: p_id,
418           ident: name
419         }));
420     });
421     visit::walk_local(ir, local);
422 }
423
424 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &Arm) {
425     for pat in arm.pats.iter() {
426         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
427             debug!("adding local variable {} from match with bm {:?}",
428                    p_id, bm);
429             let name = path1.node;
430             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
431             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
432                 id: p_id,
433                 ident: name
434             }));
435         })
436     }
437     visit::walk_arm(ir, arm);
438 }
439
440 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
441     match expr.node {
442       // live nodes required for uses or definitions of variables:
443       ExprPath(_) => {
444         let def = ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id);
445         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, def);
446         match def {
447             DefLocal(..) => ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span)),
448             _ => {}
449         }
450         visit::walk_expr(ir, expr);
451       }
452       ExprFnBlock(..) | ExprProc(..) | ExprUnboxedFn(..) => {
453         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
454         // breaks or continues)
455         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
456
457         // Make a live_node for each captured variable, with the span
458         // being the location that the variable is used.  This results
459         // in better error messages than just pointing at the closure
460         // construction site.
461         let mut call_caps = Vec::new();
462         ty::with_freevars(ir.tcx, expr.id, |freevars| {
463             for fv in freevars.iter() {
464                 match fv.def {
465                     DefLocal(rv) => {
466                         let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
467                         call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
468                                                     var_nid: rv});
469                     }
470                     _ => {}
471                 }
472             }
473         });
474         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
475
476         visit::walk_expr(ir, expr);
477       }
478
479       // live nodes required for interesting control flow:
480       ExprIf(..) | ExprMatch(..) | ExprWhile(..) | ExprLoop(..) => {
481         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
482         visit::walk_expr(ir, expr);
483       }
484       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
485         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
486             debug!("adding local variable {} from for loop with bm {:?}",
487                    p_id, bm);
488             let name = path1.node;
489             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
490             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
491                 id: p_id,
492                 ident: name
493             }));
494         });
495         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
496         visit::walk_expr(ir, expr);
497       }
498       ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op) => {
499         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
500         visit::walk_expr(ir, expr);
501       }
502
503       // otherwise, live nodes are not required:
504       ExprIndex(..) | ExprField(..) | ExprTupField(..) | ExprVec(..) |
505       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprTup(..) | ExprSlice(..) |
506       ExprBinary(..) | ExprAddrOf(..) |
507       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprBreak(_) |
508       ExprAgain(_) | ExprLit(_) | ExprRet(..) | ExprBlock(..) |
509       ExprAssign(..) | ExprAssignOp(..) | ExprMac(..) |
510       ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) | ExprParen(..) |
511       ExprInlineAsm(..) | ExprBox(..) => {
512           visit::walk_expr(ir, expr);
513       }
514     }
515 }
516
517 // ______________________________________________________________________
518 // Computing liveness sets
519 //
520 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
521 // the same basic propagation framework in all cases.
522
523 #[deriving(Clone)]
524 struct Users {
525     reader: LiveNode,
526     writer: LiveNode,
527     used: bool
528 }
529
530 fn invalid_users() -> Users {
531     Users {
532         reader: invalid_node(),
533         writer: invalid_node(),
534         used: false
535     }
536 }
537
538 struct Specials {
539     exit_ln: LiveNode,
540     fallthrough_ln: LiveNode,
541     no_ret_var: Variable
542 }
543
544 static ACC_READ: uint = 1u;
545 static ACC_WRITE: uint = 2u;
546 static ACC_USE: uint = 4u;
547
548 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
549     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
550     s: Specials,
551     successors: Vec<LiveNode>,
552     users: Vec<Users>,
553     // The list of node IDs for the nested loop scopes
554     // we're in.
555     loop_scope: Vec<NodeId>,
556     // mappings from loop node ID to LiveNode
557     // ("break" label should map to loop node ID,
558     // it probably doesn't now)
559     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
560     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
561 }
562
563 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
564     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
565         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
566         let num_vars = ir.num_vars;
567         Liveness {
568             ir: ir,
569             s: specials,
570             successors: Vec::from_elem(num_live_nodes, invalid_node()),
571             users: Vec::from_elem(num_live_nodes * num_vars, invalid_users()),
572             loop_scope: Vec::new(),
573             break_ln: NodeMap::new(),
574             cont_ln: NodeMap::new(),
575         }
576     }
577
578     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
579         match self.ir.live_node_map.find(&node_id) {
580           Some(&ln) => ln,
581           None => {
582             // This must be a mismatch between the ir_map construction
583             // above and the propagation code below; the two sets of
584             // code have to agree about which AST nodes are worth
585             // creating liveness nodes for.
586             self.ir.tcx.sess.span_bug(
587                 span,
588                 format!("no live node registered for node {}",
589                         node_id).as_slice());
590           }
591         }
592     }
593
594     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
595         self.ir.variable(node_id, span)
596     }
597
598     fn pat_bindings(&mut self,
599                     pat: &Pat,
600                     f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
601         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
602             let ln = self.live_node(p_id, sp);
603             let var = self.variable(p_id, sp);
604             f(self, ln, var, sp, p_id);
605         })
606     }
607
608     fn arm_pats_bindings(&mut self,
609                          pat: Option<&Pat>,
610                          f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
611         match pat {
612             Some(pat) => {
613                 self.pat_bindings(pat, f);
614             }
615             None => {}
616         }
617     }
618
619     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &Pat, succ: LiveNode)
620                               -> LiveNode {
621         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
622     }
623
624     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&Pat>, succ: LiveNode)
625                                    -> LiveNode {
626         let mut succ = succ;
627         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
628             this.init_from_succ(ln, succ);
629             this.define(ln, var);
630             succ = ln;
631         });
632         succ
633     }
634
635     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
636         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
637     }
638
639     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
640                       -> Option<LiveNodeKind> {
641         assert!(ln.is_valid());
642         let reader = self.users.get(self.idx(ln, var)).reader;
643         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
644     }
645
646     /*
647     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
648     */
649     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
650                     -> Option<LiveNodeKind> {
651         let successor = *self.successors.get(ln.get());
652         self.live_on_entry(successor, var)
653     }
654
655     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
656         assert!(ln.is_valid());
657         self.users.get(self.idx(ln, var)).used
658     }
659
660     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
661                          -> Option<LiveNodeKind> {
662         assert!(ln.is_valid());
663         let writer = self.users.get(self.idx(ln, var)).writer;
664         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
665     }
666
667     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
668                         -> Option<LiveNodeKind> {
669         let successor = *self.successors.get(ln.get());
670         self.assigned_on_entry(successor, var)
671     }
672
673     fn indices2(&mut self,
674                 ln: LiveNode,
675                 succ_ln: LiveNode,
676                 op: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint|) {
677         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0u));
678         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0u));
679         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
680             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
681         }
682     }
683
684     fn write_vars(&self,
685                   wr: &mut io::Writer,
686                   ln: LiveNode,
687                   test: |uint| -> LiveNode) -> io::IoResult<()> {
688         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
689         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
690             let idx = node_base_idx + var_idx;
691             if test(idx).is_valid() {
692                 try!(write!(wr, " {}", Variable(var_idx).to_string()));
693             }
694         }
695         Ok(())
696     }
697
698     fn find_loop_scope(&self,
699                        opt_label: Option<Ident>,
700                        id: NodeId,
701                        sp: Span)
702                        -> NodeId {
703         match opt_label {
704             Some(_) => {
705                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
706                 // to find with one
707                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().find(&id) {
708                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
709                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
710                                                         doesn't refer to a loop")
711                 }
712             }
713             None => {
714                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
715                 // loop scope
716                 if self.loop_scope.len() == 0 {
717                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
718                 } else {
719                     *self.loop_scope.last().unwrap()
720                 }
721             }
722         }
723     }
724
725     #[allow(unused_must_use)]
726     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
727         let mut wr = io::MemWriter::new();
728         {
729             let wr = &mut wr as &mut io::Writer;
730             write!(wr, "[ln({}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
731             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users.get(idx).reader);
732             write!(wr, "  writes");
733             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users.get(idx).writer);
734             write!(wr, "  precedes {}]", self.successors.get(ln.get()).to_string());
735         }
736         str::from_utf8(wr.unwrap().as_slice()).unwrap().to_string()
737     }
738
739     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
740         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
741
742         // It is not necessary to initialize the
743         // values to empty because this is the value
744         // they have when they are created, and the sets
745         // only grow during iterations.
746         //
747         // self.indices(ln) { |idx|
748         //     self.users[idx] = invalid_users();
749         // }
750     }
751
752     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
753         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
754         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
755
756         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
757             *this.users.get_mut(idx) = *this.users.get(succ_idx)
758         });
759         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
760                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
761     }
762
763     fn merge_from_succ(&mut self,
764                        ln: LiveNode,
765                        succ_ln: LiveNode,
766                        first_merge: bool)
767                        -> bool {
768         if ln == succ_ln { return false; }
769
770         let mut changed = false;
771         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
772             changed |= copy_if_invalid(this.users.get(succ_idx).reader,
773                                        &mut this.users.get_mut(idx).reader);
774             changed |= copy_if_invalid(this.users.get(succ_idx).writer,
775                                        &mut this.users.get_mut(idx).writer);
776             if this.users.get(succ_idx).used && !this.users.get(idx).used {
777                 this.users.get_mut(idx).used = true;
778                 changed = true;
779             }
780         });
781
782         debug!("merge_from_succ(ln={}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
783                ln.to_string(), self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
784         return changed;
785
786         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
787             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
788                 *dst = src;
789                 true
790             } else {
791                 false
792             }
793         }
794     }
795
796     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
797     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
798     // this) so we just clear out all the data.
799     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
800         let idx = self.idx(writer, var);
801         self.users.get_mut(idx).reader = invalid_node();
802         self.users.get_mut(idx).writer = invalid_node();
803
804         debug!("{} defines {} (idx={}): {}", writer.to_string(), var.to_string(),
805                idx, self.ln_str(writer));
806     }
807
808     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
809     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
810         debug!("{} accesses[{:x}] {}: {}",
811                ln.to_string(), acc, var.to_string(), self.ln_str(ln));
812
813         let idx = self.idx(ln, var);
814         let user = self.users.get_mut(idx);
815
816         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
817             user.reader = invalid_node();
818             user.writer = ln;
819         }
820
821         // Important: if we both read/write, must do read second
822         // or else the write will override.
823         if (acc & ACC_READ) != 0 {
824             user.reader = ln;
825         }
826
827         if (acc & ACC_USE) != 0 {
828             user.used = true;
829         }
830     }
831
832     // _______________________________________________________________________
833
834     fn compute(&mut self, decl: &FnDecl, body: &Block) -> LiveNode {
835         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
836         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
837         // where the body is really a closure.
838
839         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
840
841         let exit_ln = self.s.exit_ln;
842         let entry_ln: LiveNode =
843             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
844               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
845
846         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
847         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={})",
848                {
849                    for ln_idx in range(0u, self.ir.num_live_nodes) {
850                        debug!("{}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
851                    }
852                    body.id
853                },
854                entry_ln.to_string());
855
856         entry_ln
857     }
858
859     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &FnDecl, blk: &Block)
860                                   -> LiveNode {
861         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
862         // explicitly return:
863         let s = self.s;
864         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
865         if blk.expr.is_none() {
866             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
867         }
868
869         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
870     }
871
872     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &Block, succ: LiveNode)
873                                -> LiveNode {
874         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
875         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
876             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
877         })
878     }
879
880     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &Stmt, succ: LiveNode)
881                               -> LiveNode {
882         match stmt.node {
883             StmtDecl(ref decl, _) => {
884                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
885             }
886
887             StmtExpr(ref expr, _) | StmtSemi(ref expr, _) => {
888                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
889             }
890
891             StmtMac(..) => {
892                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
893             }
894         }
895     }
896
897     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &Decl, succ: LiveNode)
898                               -> LiveNode {
899         match decl.node {
900             DeclLocal(ref local) => {
901                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
902             }
903             DeclItem(_) => succ,
904         }
905     }
906
907     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
908                                -> LiveNode {
909         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
910         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
911         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
912         // could check for uninit variables just by scanning what is live
913         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
914         // immutable variables defined in a loop:
915         //     loop { let x; x = 5; }
916         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
917         //
918         // So now we just check that variables defined w/o an
919         // initializer are not live at the point of their
920         // initialization, which is mildly more complex than checking
921         // once at the func header but otherwise equivalent.
922
923         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
924         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
925     }
926
927     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
928                                -> LiveNode {
929         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
930             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
931         })
932     }
933
934     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
935                                   opt_expr: Option<&Expr>,
936                                   succ: LiveNode)
937                                   -> LiveNode {
938         opt_expr.iter().fold(succ, |succ, expr| {
939             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
940         })
941     }
942
943     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
944                               -> LiveNode {
945         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
946
947         match expr.node {
948           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
949
950           ExprPath(_) => {
951               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
952           }
953
954           ExprField(ref e, _, _) => {
955               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
956           }
957
958           ExprTupField(ref e, _, _) => {
959               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
960           }
961
962           ExprFnBlock(_, _, ref blk) |
963           ExprProc(_, ref blk) |
964           ExprUnboxedFn(_, _, _, ref blk) => {
965               debug!("{} is an ExprFnBlock, ExprProc, or ExprUnboxedFn",
966                      expr_to_string(expr));
967
968               /*
969               The next-node for a break is the successor of the entire
970               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
971               */
972               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
973               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
974
975                  // the construction of a closure itself is not important,
976                  // but we have to consider the closed over variables.
977                  let caps = match this.ir.capture_info_map.find(&expr.id) {
978                     Some(caps) => caps.clone(),
979                     None => {
980                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
981                      }
982                  };
983                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
984                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
985                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
986                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
987                      cap.ln
988                  })
989               })
990           }
991
992           ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
993             //
994             //     (cond)
995             //       |
996             //       v
997             //     (expr)
998             //     /   \
999             //    |     |
1000             //    v     v
1001             //  (then)(els)
1002             //    |     |
1003             //    v     v
1004             //   (  succ  )
1005             //
1006             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1007             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1008             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1009             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1010             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1011             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1012           }
1013
1014           ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1015             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1016           }
1017
1018           ExprForLoop(ref pat, ref head, ref blk, _) => {
1019             let ln = self.propagate_through_loop(expr, ForLoop(&**pat), &**blk, succ);
1020             self.propagate_through_expr(&**head, ln)
1021           }
1022
1023           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1024           // at the label ident
1025           ExprLoop(ref blk, _) => {
1026             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1027           }
1028
1029           ExprMatch(ref e, ref arms) => {
1030             //
1031             //      (e)
1032             //       |
1033             //       v
1034             //     (expr)
1035             //     / | \
1036             //    |  |  |
1037             //    v  v  v
1038             //   (..arms..)
1039             //    |  |  |
1040             //    v  v  v
1041             //   (  succ  )
1042             //
1043             //
1044             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1045             self.init_empty(ln, succ);
1046             let mut first_merge = true;
1047             for arm in arms.iter() {
1048                 let body_succ =
1049                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1050                 let guard_succ =
1051                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1052                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1053                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1054                 // the "authoritative" set of ids
1055                 let arm_succ =
1056                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p),
1057                                                      guard_succ);
1058                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1059                 first_merge = false;
1060             };
1061             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1062           }
1063
1064           ExprRet(ref o_e) => {
1065             // ignore succ and subst exit_ln:
1066             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1067             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1068           }
1069
1070           ExprBreak(opt_label) => {
1071               // Find which label this break jumps to
1072               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1073
1074               // Now that we know the label we're going to,
1075               // look it up in the break loop nodes table
1076
1077               match self.break_ln.find(&sc) {
1078                   Some(&b) => b,
1079                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1080                                                     "break to unknown label")
1081               }
1082           }
1083
1084           ExprAgain(opt_label) => {
1085               // Find which label this expr continues to
1086               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1087
1088               // Now that we know the label we're going to,
1089               // look it up in the continue loop nodes table
1090
1091               match self.cont_ln.find(&sc) {
1092                   Some(&b) => b,
1093                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1094                                                     "loop to unknown label")
1095               }
1096           }
1097
1098           ExprAssign(ref l, ref r) => {
1099             // see comment on lvalues in
1100             // propagate_through_lvalue_components()
1101             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1102             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1103             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1104           }
1105
1106           ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1107             // see comment on lvalues in
1108             // propagate_through_lvalue_components()
1109             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1110             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1111             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1112           }
1113
1114           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1115
1116           ExprVec(ref exprs) => {
1117             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1118           }
1119
1120           ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1121             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1122             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1123           }
1124
1125           ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1126             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1127             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1128                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1129             })
1130           }
1131
1132           ExprCall(ref f, ref args) => {
1133             // calling a fn with bot return type means that the fn
1134             // will fail, and hence the successors can be ignored
1135             let is_bot = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1136                 let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**f));
1137                 ty::type_is_bot(t_ret)
1138             };
1139             let succ = if is_bot {
1140                 self.s.exit_ln
1141             } else {
1142                 succ
1143             };
1144             let succ = self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ);
1145             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1146           }
1147
1148           ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1149             // calling a method with bot return type means that the method
1150             // will fail, and hence the successors can be ignored
1151             let t_ret = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, expr.id);
1152             let succ = if ty::type_is_bot(t_ret) {self.s.exit_ln}
1153                        else {succ};
1154             self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ)
1155           }
1156
1157           ExprTup(ref exprs) => {
1158             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1159           }
1160
1161           ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op) => {
1162             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1163
1164             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1165             self.init_from_succ(ln, succ);
1166             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1167
1168             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1169           }
1170
1171           ExprIndex(ref l, ref r) |
1172           ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1173           ExprBox(ref l, ref r) => {
1174             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1175             self.propagate_through_expr(&**l, r_succ)
1176           }
1177
1178           ExprSlice(ref e1, ref e2, ref e3, _) => {
1179             let succ = e3.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1180             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1181             self.propagate_through_expr(&**e1, succ)
1182           }
1183
1184           ExprAddrOf(_, ref e) |
1185           ExprCast(ref e, _) |
1186           ExprUnary(_, ref e) |
1187           ExprParen(ref e) => {
1188             self.propagate_through_expr(&**e, succ)
1189           }
1190
1191           ExprInlineAsm(ref ia) => {
1192
1193             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr, _)| {
1194                 // see comment on lvalues
1195                 // in propagate_through_lvalue_components()
1196                 let succ = self.write_lvalue(&**expr, succ, ACC_WRITE);
1197                 self.propagate_through_lvalue_components(&**expr, succ)
1198             });
1199             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1200             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1201                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
1202             })
1203           }
1204
1205           ExprLit(..) => {
1206             succ
1207           }
1208
1209           ExprBlock(ref blk) => {
1210             self.propagate_through_block(&**blk, succ)
1211           }
1212
1213           ExprMac(..) => {
1214             self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "unexpanded macro");
1215           }
1216         }
1217     }
1218
1219     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1220                                            expr: &Expr,
1221                                            succ: LiveNode)
1222                                            -> LiveNode {
1223         // # Lvalues
1224         //
1225         // In general, the full flow graph structure for an
1226         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1227         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1228         // value" or not. A tracked value is basically a local
1229         // variable or argument.
1230         //
1231         // The two kinds of graphs are:
1232         //
1233         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1234         // ----------------------++-----------------------
1235         //                       ||
1236         //         |             ||           |
1237         //         v             ||           v
1238         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1239         //         |             ||           |
1240         //         v             ||           v
1241         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1242         //         |             ||           |
1243         //         v             ||           v
1244         //      (succ)           ||        (succ)
1245         //                       ||
1246         // ----------------------++-----------------------
1247         //
1248         // I will cover the two cases in turn:
1249         //
1250         // # Tracked lvalues
1251         //
1252         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1253         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1254         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1255         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1256         // consider.
1257         //
1258         // # Non-tracked lvalues
1259         //
1260         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1261         // basically ignore the value which is written to but generate
1262         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1263         // components reads are generated by
1264         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1265         //
1266         // # Illegal lvalues
1267         //
1268         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1269         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1270         // just ignore such cases and treat them as reads.
1271
1272         match expr.node {
1273             ExprPath(_) => succ,
1274             ExprField(ref e, _, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1275             ExprTupField(ref e, _, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1276             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1277         }
1278     }
1279
1280     // see comment on propagate_through_lvalue()
1281     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1282                     -> LiveNode {
1283         match expr.node {
1284           ExprPath(_) => self.access_path(expr, succ, acc),
1285
1286           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1287           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1288           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1289           // later pass borrowck.
1290           _ => succ
1291         }
1292     }
1293
1294     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1295                    -> LiveNode {
1296         match self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id) {
1297           DefLocal(nid) => {
1298             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1299             if acc != 0u {
1300                 self.init_from_succ(ln, succ);
1301                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1302                 self.acc(ln, var, acc);
1303             }
1304             ln
1305           }
1306           _ => succ
1307         }
1308     }
1309
1310     fn propagate_through_loop(&mut self,
1311                               expr: &Expr,
1312                               kind: LoopKind,
1313                               body: &Block,
1314                               succ: LiveNode)
1315                               -> LiveNode {
1316
1317         /*
1318
1319         We model control flow like this:
1320
1321               (cond) <--+
1322                 |       |
1323                 v       |
1324           +-- (expr)    |
1325           |     |       |
1326           |     v       |
1327           |   (body) ---+
1328           |
1329           |
1330           v
1331         (succ)
1332
1333         */
1334
1335
1336         // first iteration:
1337         let mut first_merge = true;
1338         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1339         self.init_empty(ln, succ);
1340         match kind {
1341             LoopLoop => {}
1342             _ => {
1343                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1344                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1345                 // in the loop body.
1346                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1347                 first_merge = false;
1348             }
1349         }
1350         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1351                expr.id, block_to_string(body));
1352
1353         let cond_ln = match kind {
1354             LoopLoop => ln,
1355             ForLoop(ref pat) => self.define_bindings_in_pat(*pat, ln),
1356             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1357         };
1358         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1359             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1360         });
1361
1362         // repeat until fixed point is reached:
1363         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1364             first_merge = false;
1365
1366             let new_cond_ln = match kind {
1367                 LoopLoop => ln,
1368                 ForLoop(ref pat) => {
1369                     self.define_bindings_in_pat(*pat, ln)
1370                 }
1371                 WhileLoop(ref cond) => {
1372                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1373                 }
1374             };
1375             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1376             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1377             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1378         }
1379
1380         cond_ln
1381     }
1382
1383     fn with_loop_nodes<R>(&mut self,
1384                           loop_node_id: NodeId,
1385                           break_ln: LiveNode,
1386                           cont_ln: LiveNode,
1387                           f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>| -> R)
1388                           -> R {
1389         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1390         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1391         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1392         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1393         let r = f(self);
1394         self.loop_scope.pop();
1395         r
1396     }
1397 }
1398
1399 // _______________________________________________________________________
1400 // Checking for error conditions
1401
1402 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1403     match local.init {
1404         Some(_) => {
1405             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1406         },
1407         None => {
1408             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1409                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1410             })
1411         }
1412     }
1413
1414     visit::walk_local(this, local);
1415 }
1416
1417 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &Arm) {
1418     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1419     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1420     // the "authoritative" set of ids
1421     this.arm_pats_bindings(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1422         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1423     });
1424     visit::walk_arm(this, arm);
1425 }
1426
1427 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1428     match expr.node {
1429       ExprAssign(ref l, ref r) => {
1430         this.check_lvalue(&**l);
1431         this.visit_expr(&**r);
1432
1433         visit::walk_expr(this, expr);
1434       }
1435
1436       ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1437         this.check_lvalue(&**l);
1438
1439         visit::walk_expr(this, expr);
1440       }
1441
1442       ExprInlineAsm(ref ia) => {
1443         for &(_, ref input) in ia.inputs.iter() {
1444           this.visit_expr(&**input);
1445         }
1446
1447         // Output operands must be lvalues
1448         for &(_, ref out, _) in ia.outputs.iter() {
1449           this.check_lvalue(&**out);
1450           this.visit_expr(&**out);
1451         }
1452
1453         visit::walk_expr(this, expr);
1454       }
1455
1456       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
1457         this.pat_bindings(&**pat, |this, ln, var, sp, id| {
1458             this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1459         });
1460       }
1461
1462       // no correctness conditions related to liveness
1463       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprIf(..) | ExprMatch(..) |
1464       ExprWhile(..) | ExprLoop(..) | ExprIndex(..) | ExprField(..) |
1465       ExprTupField(..) | ExprVec(..) | ExprTup(..) | ExprBinary(..) |
1466       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprRet(..) | ExprBreak(..) |
1467       ExprAgain(..) | ExprLit(_) | ExprBlock(..) | ExprSlice(..) |
1468       ExprMac(..) | ExprAddrOf(..) | ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) |
1469       ExprParen(..) | ExprFnBlock(..) | ExprProc(..) | ExprUnboxedFn(..) |
1470       ExprPath(..) | ExprBox(..) => {
1471         visit::walk_expr(this, expr);
1472       }
1473     }
1474 }
1475
1476 fn check_fn(_v: &Liveness,
1477             _fk: FnKind,
1478             _decl: &FnDecl,
1479             _body: &Block,
1480             _sp: Span,
1481             _id: NodeId) {
1482     // do not check contents of nested fns
1483 }
1484
1485 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1486     fn check_ret(&self,
1487                  id: NodeId,
1488                  sp: Span,
1489                  _fk: FnKind,
1490                  entry_ln: LiveNode,
1491                  body: &Block) {
1492         if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() {
1493             // if no_ret_var is live, then we fall off the end of the
1494             // function without any kind of return expression:
1495
1496             let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id));
1497             if ty::type_is_nil(t_ret) {
1498                 // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1499             } else if ty::type_is_bot(t_ret) {
1500                 // for bot return types, not ok.  Function should fail.
1501                 self.ir.tcx.sess.span_err(
1502                     sp, "some control paths may return");
1503             } else {
1504                 let ends_with_stmt = match body.expr {
1505                     None if body.stmts.len() > 0 =>
1506                         match body.stmts.last().unwrap().node {
1507                             StmtSemi(ref e, _) => {
1508                                 let t_stmt = ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e);
1509                                 ty::get(t_stmt).sty == ty::get(t_ret).sty
1510                             },
1511                             _ => false
1512                         },
1513                     _ => false
1514                 };
1515                 self.ir.tcx.sess.span_err(
1516                     sp, "not all control paths return a value");
1517                 if ends_with_stmt {
1518                     let last_stmt = body.stmts.last().unwrap();
1519                     let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1520                                                     last_stmt.span, sp);
1521                     let span_semicolon = Span {
1522                         lo: original_span.hi - BytePos(1),
1523                         hi: original_span.hi,
1524                         expn_id: original_span.expn_id
1525                     };
1526                     self.ir.tcx.sess.span_note(
1527                         span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1528                 }
1529            }
1530         }
1531     }
1532
1533     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1534         match expr.node {
1535           ExprPath(_) => {
1536             match self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id) {
1537               DefLocal(nid) => {
1538                 // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1539                 // if there is no later assignment. If this local is actually
1540                 // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1541                 // as being used.
1542                 let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1543                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1544                 self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1545               }
1546               _ => {}
1547             }
1548           }
1549
1550           _ => {
1551             // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1552             // and any embedded expressions are actually rvalues
1553             visit::walk_expr(self, expr);
1554           }
1555        }
1556     }
1557
1558     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1559         let name = self.ir.variable_name(var);
1560         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1561             None
1562         } else {
1563             Some(name)
1564         }
1565     }
1566
1567     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1568         for arg in decl.inputs.iter() {
1569             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1570                                    &*arg.pat,
1571                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1572                 let var = self.variable(p_id, sp);
1573                 // Ignore unused self.
1574                 let ident = path1.node;
1575                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1576                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1577                 }
1578             })
1579         }
1580     }
1581
1582     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &Pat) {
1583         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1584             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1585                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1586             }
1587         })
1588     }
1589
1590     fn warn_about_unused(&self,
1591                          sp: Span,
1592                          id: NodeId,
1593                          ln: LiveNode,
1594                          var: Variable)
1595                          -> bool {
1596         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1597             let r = self.should_warn(var);
1598             for name in r.iter() {
1599
1600                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1601                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1602                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1603                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1604                     false
1605                 } else {
1606                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1607                 };
1608
1609                 if is_assigned {
1610                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLE, id, sp,
1611                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1612                                 *name));
1613                 } else {
1614                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLE, id, sp,
1615                         format!("unused variable: `{}`", *name));
1616                 }
1617             }
1618             true
1619         } else {
1620             false
1621         }
1622     }
1623
1624     fn warn_about_dead_assign(&self,
1625                               sp: Span,
1626                               id: NodeId,
1627                               ln: LiveNode,
1628                               var: Variable) {
1629         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1630             let r = self.should_warn(var);
1631             for name in r.iter() {
1632                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::DEAD_ASSIGNMENT, id, sp,
1633                     format!("value assigned to `{}` is never read", *name));
1634             }
1635         }
1636     }
1637  }