]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
Resolve conflicts and extend the test
[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 middle::def::*;
114 use middle::pat_util;
115 use middle::ty::{self, TyCtxt, ParameterEnvironment};
116 use middle::traits::{self, ProjectionMode};
117 use middle::infer;
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::{BytePos, original_sp, Span};
127 use syntax::parse::token::special_idents;
128 use syntax::ptr::P;
129
130 use rustc_front::hir::Expr;
131 use rustc_front::hir;
132 use rustc_front::print::pprust::{expr_to_string, block_to_string};
133 use rustc_front::intravisit::{self, Visitor, FnKind};
134
135 /// For use with `propagate_through_loop`.
136 enum LoopKind<'a> {
137     /// An endless `loop` loop.
138     LoopLoop,
139     /// A `while` loop, with the given expression as condition.
140     WhileLoop(&'a Expr),
141 }
142
143 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
144 struct Variable(usize);
145
146 #[derive(Copy, PartialEq)]
147 struct LiveNode(usize);
148
149 impl Variable {
150     fn get(&self) -> usize { let Variable(v) = *self; v }
151 }
152
153 impl LiveNode {
154     fn get(&self) -> usize { let LiveNode(v) = *self; v }
155 }
156
157 impl Clone for LiveNode {
158     fn clone(&self) -> LiveNode {
159         LiveNode(self.get())
160     }
161 }
162
163 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
164 enum LiveNodeKind {
165     FreeVarNode(Span),
166     ExprNode(Span),
167     VarDefNode(Span),
168     ExitNode
169 }
170
171 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, cx: &TyCtxt) -> String {
172     let cm = cx.sess.codemap();
173     match lnk {
174         FreeVarNode(s) => {
175             format!("Free var node [{}]", cm.span_to_string(s))
176         }
177         ExprNode(s) => {
178             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
179         }
180         VarDefNode(s) => {
181             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
182         }
183         ExitNode => "Exit node".to_string(),
184     }
185 }
186
187 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for IrMaps<'a, 'tcx> {
188     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v hir::FnDecl,
189                 b: &'v hir::Block, s: Span, id: NodeId) {
190         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
191     }
192     fn visit_local(&mut self, l: &hir::Local) { visit_local(self, l); }
193     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) { visit_expr(self, ex); }
194     fn visit_arm(&mut self, a: &hir::Arm) { visit_arm(self, a); }
195 }
196
197 pub fn check_crate(tcx: &TyCtxt) {
198     let _task = tcx.dep_graph.in_task(DepNode::Liveness);
199     tcx.map.krate().visit_all_items(&mut IrMaps::new(tcx));
200     tcx.sess.abort_if_errors();
201 }
202
203 impl fmt::Debug for LiveNode {
204     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
205         write!(f, "ln({})", self.get())
206     }
207 }
208
209 impl fmt::Debug for Variable {
210     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
211         write!(f, "v({})", self.get())
212     }
213 }
214
215 // ______________________________________________________________________
216 // Creating ir_maps
217 //
218 // This is the first pass and the one that drives the main
219 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
220 // we count for each function the number of variables as well as
221 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
222 // capture clause that does something of interest: either it has
223 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
224 //
225 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
226 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
227 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
228 // of live variables at each program point.
229 //
230 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
231 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
232 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
233 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
234 // variable must not be assigned if there is some successor
235 // assignment.  And so forth.
236
237 impl LiveNode {
238     fn is_valid(&self) -> bool {
239         self.get() != usize::MAX
240     }
241 }
242
243 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(usize::MAX) }
244
245 struct CaptureInfo {
246     ln: LiveNode,
247     var_nid: NodeId
248 }
249
250 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
251 struct LocalInfo {
252     id: NodeId,
253     name: ast::Name
254 }
255
256 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
257 enum VarKind {
258     Arg(NodeId, ast::Name),
259     Local(LocalInfo),
260     ImplicitRet,
261     CleanExit
262 }
263
264 struct IrMaps<'a, 'tcx: 'a> {
265     tcx: &'a TyCtxt<'tcx>,
266
267     num_live_nodes: usize,
268     num_vars: usize,
269     live_node_map: NodeMap<LiveNode>,
270     variable_map: NodeMap<Variable>,
271     capture_info_map: NodeMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
272     var_kinds: Vec<VarKind>,
273     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
274 }
275
276 impl<'a, 'tcx> IrMaps<'a, 'tcx> {
277     fn new(tcx: &'a TyCtxt<'tcx>) -> IrMaps<'a, 'tcx> {
278         IrMaps {
279             tcx: tcx,
280             num_live_nodes: 0,
281             num_vars: 0,
282             live_node_map: NodeMap(),
283             variable_map: NodeMap(),
284             capture_info_map: NodeMap(),
285             var_kinds: Vec::new(),
286             lnks: Vec::new(),
287         }
288     }
289
290     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
291         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes);
292         self.lnks.push(lnk);
293         self.num_live_nodes += 1;
294
295         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
296                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
297
298         ln
299     }
300
301     fn add_live_node_for_node(&mut self, node_id: NodeId, lnk: LiveNodeKind) {
302         let ln = self.add_live_node(lnk);
303         self.live_node_map.insert(node_id, ln);
304
305         debug!("{:?} is node {}", ln, node_id);
306     }
307
308     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
309         let v = Variable(self.num_vars);
310         self.var_kinds.push(vk);
311         self.num_vars += 1;
312
313         match vk {
314             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Arg(node_id, _) => {
315                 self.variable_map.insert(node_id, v);
316             },
317             ImplicitRet | CleanExit => {}
318         }
319
320         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
321
322         v
323     }
324
325     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
326         match self.variable_map.get(&node_id) {
327           Some(&var) => var,
328           None => {
329             self.tcx
330                 .sess
331                 .span_bug(span, &format!("no variable registered for id {}",
332                                         node_id));
333           }
334         }
335     }
336
337     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
338         match self.var_kinds[var.get()] {
339             Local(LocalInfo { name, .. }) | Arg(_, name) => {
340                 name.to_string()
341             },
342             ImplicitRet => "<implicit-ret>".to_string(),
343             CleanExit => "<clean-exit>".to_string()
344         }
345     }
346
347     fn set_captures(&mut self, node_id: NodeId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
348         self.capture_info_map.insert(node_id, Rc::new(cs));
349     }
350
351     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
352         self.lnks[ln.get()]
353     }
354 }
355
356 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for Liveness<'a, 'tcx> {
357     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'v>, fd: &'v hir::FnDecl,
358                 b: &'v hir::Block, s: Span, n: NodeId) {
359         check_fn(self, fk, fd, b, s, n);
360     }
361     fn visit_local(&mut self, l: &hir::Local) {
362         check_local(self, l);
363     }
364     fn visit_expr(&mut self, ex: &Expr) {
365         check_expr(self, ex);
366     }
367     fn visit_arm(&mut self, a: &hir::Arm) {
368         check_arm(self, a);
369     }
370 }
371
372 fn visit_fn(ir: &mut IrMaps,
373             fk: FnKind,
374             decl: &hir::FnDecl,
375             body: &hir::Block,
376             sp: Span,
377             id: ast::NodeId) {
378     debug!("visit_fn");
379
380     // swap in a new set of IR maps for this function body:
381     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx);
382
383     debug!("creating fn_maps: {:?}", &fn_maps as *const IrMaps);
384
385     for arg in &decl.inputs {
386         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map,
387                                &arg.pat,
388                                |_bm, arg_id, _x, path1| {
389             debug!("adding argument {}", arg_id);
390             let name = path1.node;
391             fn_maps.add_variable(Arg(arg_id, name));
392         })
393     };
394
395     // gather up the various local variables, significant expressions,
396     // and so forth:
397     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body, sp);
398
399     // Special nodes and variables:
400     // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
401     // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
402     //   an implicit return
403     let specials = Specials {
404         exit_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
405         fallthrough_ln: fn_maps.add_live_node(ExitNode),
406         no_ret_var: fn_maps.add_variable(ImplicitRet),
407         clean_exit_var: fn_maps.add_variable(CleanExit)
408     };
409
410     // compute liveness
411     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, specials);
412     let entry_ln = lsets.compute(decl, body);
413
414     // check for various error conditions
415     lsets.visit_block(body);
416     lsets.check_ret(id, sp, fk, entry_ln, body);
417     lsets.warn_about_unused_args(decl, entry_ln);
418 }
419
420 fn visit_local(ir: &mut IrMaps, local: &hir::Local) {
421     pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &local.pat, |_, p_id, sp, path1| {
422         debug!("adding local variable {}", p_id);
423         let name = path1.node;
424         ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
425         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
426           id: p_id,
427           name: name
428         }));
429     });
430     intravisit::walk_local(ir, local);
431 }
432
433 fn visit_arm(ir: &mut IrMaps, arm: &hir::Arm) {
434     for pat in &arm.pats {
435         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &pat, |bm, p_id, sp, path1| {
436             debug!("adding local variable {} from match with bm {:?}",
437                    p_id, bm);
438             let name = path1.node;
439             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
440             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
441                 id: p_id,
442                 name: name
443             }));
444         })
445     }
446     intravisit::walk_arm(ir, arm);
447 }
448
449 fn visit_expr(ir: &mut IrMaps, expr: &Expr) {
450     match expr.node {
451       // live nodes required for uses or definitions of variables:
452       hir::ExprPath(..) => {
453         let def = ir.tcx.def_map.borrow().get(&expr.id).unwrap().full_def();
454         debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.id, def);
455         if let Def::Local(..) = def {
456             ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
457         }
458         intravisit::walk_expr(ir, expr);
459       }
460       hir::ExprClosure(..) => {
461         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
462         // breaks or continues)
463         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
464
465         // Make a live_node for each captured variable, with the span
466         // being the location that the variable is used.  This results
467         // in better error messages than just pointing at the closure
468         // construction site.
469         let mut call_caps = Vec::new();
470         ir.tcx.with_freevars(expr.id, |freevars| {
471             for fv in freevars {
472                 if let Def::Local(_, rv) = fv.def {
473                     let fv_ln = ir.add_live_node(FreeVarNode(fv.span));
474                     call_caps.push(CaptureInfo {ln: fv_ln,
475                                                 var_nid: rv});
476                 }
477             }
478         });
479         ir.set_captures(expr.id, call_caps);
480
481         intravisit::walk_expr(ir, expr);
482       }
483
484       // live nodes required for interesting control flow:
485       hir::ExprIf(..) | hir::ExprMatch(..) | hir::ExprWhile(..) | hir::ExprLoop(..) => {
486         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
487         intravisit::walk_expr(ir, expr);
488       }
489       hir::ExprBinary(op, _, _) if ::rustc_front::util::lazy_binop(op.node) => {
490         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
491         intravisit::walk_expr(ir, expr);
492       }
493
494       // otherwise, live nodes are not required:
495       hir::ExprIndex(..) | hir::ExprField(..) | hir::ExprTupField(..) |
496       hir::ExprVec(..) | hir::ExprCall(..) | hir::ExprMethodCall(..) |
497       hir::ExprTup(..) | hir::ExprBinary(..) | hir::ExprAddrOf(..) |
498       hir::ExprCast(..) | hir::ExprUnary(..) | hir::ExprBreak(_) |
499       hir::ExprAgain(_) | hir::ExprLit(_) | hir::ExprRet(..) |
500       hir::ExprBlock(..) | hir::ExprAssign(..) | hir::ExprAssignOp(..) |
501       hir::ExprStruct(..) | hir::ExprRepeat(..) |
502       hir::ExprInlineAsm(..) | hir::ExprBox(..) |
503       hir::ExprType(..) => {
504           intravisit::walk_expr(ir, expr);
505       }
506     }
507 }
508
509 // ______________________________________________________________________
510 // Computing liveness sets
511 //
512 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
513 // the same basic propagation framework in all cases.
514
515 #[derive(Clone, Copy)]
516 struct Users {
517     reader: LiveNode,
518     writer: LiveNode,
519     used: bool
520 }
521
522 fn invalid_users() -> Users {
523     Users {
524         reader: invalid_node(),
525         writer: invalid_node(),
526         used: false
527     }
528 }
529
530 #[derive(Copy, Clone)]
531 struct Specials {
532     exit_ln: LiveNode,
533     fallthrough_ln: LiveNode,
534     no_ret_var: Variable,
535     clean_exit_var: Variable
536 }
537
538 const ACC_READ: u32 = 1;
539 const ACC_WRITE: u32 = 2;
540 const ACC_USE: u32 = 4;
541
542 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
543     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
544     s: Specials,
545     successors: Vec<LiveNode>,
546     users: Vec<Users>,
547     // The list of node IDs for the nested loop scopes
548     // we're in.
549     loop_scope: Vec<NodeId>,
550     // mappings from loop node ID to LiveNode
551     // ("break" label should map to loop node ID,
552     // it probably doesn't now)
553     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
554     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
555 }
556
557 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
558     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
559         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
560         let num_vars = ir.num_vars;
561         Liveness {
562             ir: ir,
563             s: specials,
564             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
565             users: vec![invalid_users(); num_live_nodes * num_vars],
566             loop_scope: Vec::new(),
567             break_ln: NodeMap(),
568             cont_ln: NodeMap(),
569         }
570     }
571
572     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
573         match self.ir.live_node_map.get(&node_id) {
574           Some(&ln) => ln,
575           None => {
576             // This must be a mismatch between the ir_map construction
577             // above and the propagation code below; the two sets of
578             // code have to agree about which AST nodes are worth
579             // creating liveness nodes for.
580             self.ir.tcx.sess.span_bug(
581                 span,
582                 &format!("no live node registered for node {}",
583                         node_id));
584           }
585         }
586     }
587
588     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
589         self.ir.variable(node_id, span)
590     }
591
592     fn pat_bindings<F>(&mut self, pat: &hir::Pat, mut f: F) where
593         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
594     {
595         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
596             let ln = self.live_node(p_id, sp);
597             let var = self.variable(p_id, sp);
598             f(self, ln, var, sp, p_id);
599         })
600     }
601
602     fn arm_pats_bindings<F>(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, f: F) where
603         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId),
604     {
605         match pat {
606             Some(pat) => {
607                 self.pat_bindings(pat, f);
608             }
609             None => {}
610         }
611     }
612
613     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat, succ: LiveNode)
614                               -> LiveNode {
615         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
616     }
617
618     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&hir::Pat>, succ: LiveNode)
619                                    -> LiveNode {
620         let mut succ = succ;
621         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
622             this.init_from_succ(ln, succ);
623             this.define(ln, var);
624             succ = ln;
625         });
626         succ
627     }
628
629     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
630         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
631     }
632
633     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
634                       -> Option<LiveNodeKind> {
635         assert!(ln.is_valid());
636         let reader = self.users[self.idx(ln, var)].reader;
637         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
638     }
639
640     /*
641     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
642     */
643     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
644                     -> Option<LiveNodeKind> {
645         let successor = self.successors[ln.get()];
646         self.live_on_entry(successor, var)
647     }
648
649     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
650         assert!(ln.is_valid());
651         self.users[self.idx(ln, var)].used
652     }
653
654     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
655                          -> Option<LiveNodeKind> {
656         assert!(ln.is_valid());
657         let writer = self.users[self.idx(ln, var)].writer;
658         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
659     }
660
661     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
662                         -> Option<LiveNodeKind> {
663         let successor = self.successors[ln.get()];
664         self.assigned_on_entry(successor, var)
665     }
666
667     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
668         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
669     {
670         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
671         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
672         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
673             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
674         }
675     }
676
677     fn write_vars<F>(&self,
678                      wr: &mut Write,
679                      ln: LiveNode,
680                      mut test: F)
681                      -> io::Result<()> where
682         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
683     {
684         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
685         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
686             let idx = node_base_idx + var_idx;
687             if test(idx).is_valid() {
688                 try!(write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx)));
689             }
690         }
691         Ok(())
692     }
693
694     fn find_loop_scope(&self,
695                        opt_label: Option<ast::Name>,
696                        id: NodeId,
697                        sp: Span)
698                        -> NodeId {
699         match opt_label {
700             Some(_) => {
701                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
702                 // to find with one
703                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().get(&id).map(|d| d.full_def()) {
704                     Some(Def::Label(loop_id)) => loop_id,
705                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
706                                                         doesn't refer to a loop")
707                 }
708             }
709             None => {
710                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
711                 // loop scope
712                 if self.loop_scope.is_empty() {
713                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
714                 } else {
715                     *self.loop_scope.last().unwrap()
716                 }
717             }
718         }
719     }
720
721     #[allow(unused_must_use)]
722     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
723         let mut wr = Vec::new();
724         {
725             let wr = &mut wr as &mut Write;
726             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
727             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].reader);
728             write!(wr, "  writes");
729             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users[idx].writer);
730             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
731         }
732         String::from_utf8(wr).unwrap()
733     }
734
735     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
736         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
737
738         // It is not necessary to initialize the
739         // values to empty because this is the value
740         // they have when they are created, and the sets
741         // only grow during iterations.
742         //
743         // self.indices(ln) { |idx|
744         //     self.users[idx] = invalid_users();
745         // }
746     }
747
748     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
749         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
750         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
751
752         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
753             this.users[idx] = this.users[succ_idx]
754         });
755         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
756                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
757     }
758
759     fn merge_from_succ(&mut self,
760                        ln: LiveNode,
761                        succ_ln: LiveNode,
762                        first_merge: bool)
763                        -> bool {
764         if ln == succ_ln { return false; }
765
766         let mut changed = false;
767         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
768             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].reader,
769                                        &mut this.users[idx].reader);
770             changed |= copy_if_invalid(this.users[succ_idx].writer,
771                                        &mut this.users[idx].writer);
772             if this.users[succ_idx].used && !this.users[idx].used {
773                 this.users[idx].used = true;
774                 changed = true;
775             }
776         });
777
778         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
779                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
780         return changed;
781
782         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
783             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
784                 *dst = src;
785                 true
786             } else {
787                 false
788             }
789         }
790     }
791
792     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
793     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
794     // this) so we just clear out all the data.
795     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
796         let idx = self.idx(writer, var);
797         self.users[idx].reader = invalid_node();
798         self.users[idx].writer = invalid_node();
799
800         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
801                idx, self.ln_str(writer));
802     }
803
804     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
805     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
806         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
807                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
808
809         let idx = self.idx(ln, var);
810         let user = &mut self.users[idx];
811
812         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
813             user.reader = invalid_node();
814             user.writer = ln;
815         }
816
817         // Important: if we both read/write, must do read second
818         // or else the write will override.
819         if (acc & ACC_READ) != 0 {
820             user.reader = ln;
821         }
822
823         if (acc & ACC_USE) != 0 {
824             user.used = true;
825         }
826     }
827
828     // _______________________________________________________________________
829
830     fn compute(&mut self, decl: &hir::FnDecl, body: &hir::Block) -> LiveNode {
831         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
832         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
833         // where the body is really a closure.
834
835         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
836
837         let exit_ln = self.s.exit_ln;
838         let entry_ln: LiveNode =
839             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
840               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
841
842         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
843         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
844                {
845                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
846                        debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
847                    }
848                    body.id
849                },
850                entry_ln);
851
852         entry_ln
853     }
854
855     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &hir::FnDecl, blk: &hir::Block)
856                                   -> LiveNode {
857         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
858         // explicitly return:
859         let s = self.s;
860         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
861         if blk.expr.is_none() {
862             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
863         }
864         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
865
866         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
867     }
868
869     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block, succ: LiveNode)
870                                -> LiveNode {
871         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
872         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
873             self.propagate_through_stmt(stmt, succ)
874         })
875     }
876
877     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt, succ: LiveNode)
878                               -> LiveNode {
879         match stmt.node {
880             hir::StmtDecl(ref decl, _) => {
881                 self.propagate_through_decl(&decl, succ)
882             }
883
884             hir::StmtExpr(ref expr, _) | hir::StmtSemi(ref expr, _) => {
885                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
886             }
887         }
888     }
889
890     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &hir::Decl, succ: LiveNode)
891                               -> LiveNode {
892         match decl.node {
893             hir::DeclLocal(ref local) => {
894                 self.propagate_through_local(&local, succ)
895             }
896             hir::DeclItem(_) => succ,
897         }
898     }
899
900     fn propagate_through_local(&mut self, local: &hir::Local, succ: LiveNode)
901                                -> LiveNode {
902         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
903         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
904         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
905         // could check for uninit variables just by scanning what is live
906         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
907         // immutable variables defined in a loop:
908         //     loop { let x; x = 5; }
909         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
910         //
911         // So now we just check that variables defined w/o an
912         // initializer are not live at the point of their
913         // initialization, which is mildly more complex than checking
914         // once at the func header but otherwise equivalent.
915
916         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
917         self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
918     }
919
920     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
921                                -> LiveNode {
922         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
923             self.propagate_through_expr(&expr, succ)
924         })
925     }
926
927     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
928                                   opt_expr: Option<&Expr>,
929                                   succ: LiveNode)
930                                   -> LiveNode {
931         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
932     }
933
934     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
935                               -> LiveNode {
936         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
937
938         match expr.node {
939           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
940
941           hir::ExprPath(..) => {
942               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
943           }
944
945           hir::ExprField(ref e, _) => {
946               self.propagate_through_expr(&e, succ)
947           }
948
949           hir::ExprTupField(ref e, _) => {
950               self.propagate_through_expr(&e, succ)
951           }
952
953           hir::ExprClosure(_, _, ref blk) => {
954               debug!("{} is an ExprClosure",
955                      expr_to_string(expr));
956
957               /*
958               The next-node for a break is the successor of the entire
959               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
960               */
961               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
962               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
963
964                  // the construction of a closure itself is not important,
965                  // but we have to consider the closed over variables.
966                  let caps = match this.ir.capture_info_map.get(&expr.id) {
967                     Some(caps) => caps.clone(),
968                     None => {
969                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
970                      }
971                  };
972                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
973                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
974                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
975                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
976                      cap.ln
977                  })
978               })
979           }
980
981           hir::ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
982             //
983             //     (cond)
984             //       |
985             //       v
986             //     (expr)
987             //     /   \
988             //    |     |
989             //    v     v
990             //  (then)(els)
991             //    |     |
992             //    v     v
993             //   (  succ  )
994             //
995             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
996             let then_ln = self.propagate_through_block(&then, succ);
997             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
998             self.init_from_succ(ln, else_ln);
999             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1000             self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1001           }
1002
1003           hir::ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1004             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&cond), &blk, succ)
1005           }
1006
1007           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1008           // at the label ident
1009           hir::ExprLoop(ref blk, _) => {
1010             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &blk, succ)
1011           }
1012
1013           hir::ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1014             //
1015             //      (e)
1016             //       |
1017             //       v
1018             //     (expr)
1019             //     / | \
1020             //    |  |  |
1021             //    v  v  v
1022             //   (..arms..)
1023             //    |  |  |
1024             //    v  v  v
1025             //   (  succ  )
1026             //
1027             //
1028             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1029             self.init_empty(ln, succ);
1030             let mut first_merge = true;
1031             for arm in arms {
1032                 let body_succ =
1033                     self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1034                 let guard_succ =
1035                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1036                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1037                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1038                 // the "authoritative" set of ids
1039                 let arm_succ =
1040                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.first().map(|p| &**p),
1041                                                      guard_succ);
1042                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1043                 first_merge = false;
1044             };
1045             self.propagate_through_expr(&e, ln)
1046           }
1047
1048           hir::ExprRet(ref o_e) => {
1049             // ignore succ and subst exit_ln:
1050             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1051             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1052           }
1053
1054           hir::ExprBreak(opt_label) => {
1055               // Find which label this break jumps to
1056               let sc = self.find_loop_scope(opt_label.map(|l| l.node.name), expr.id, expr.span);
1057
1058               // Now that we know the label we're going to,
1059               // look it up in the break loop nodes table
1060
1061               match self.break_ln.get(&sc) {
1062                   Some(&b) => b,
1063                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1064                                                     "break to unknown label")
1065               }
1066           }
1067
1068           hir::ExprAgain(opt_label) => {
1069               // Find which label this expr continues to
1070               let sc = self.find_loop_scope(opt_label.map(|l| l.node.name), expr.id, expr.span);
1071
1072               // Now that we know the label we're going to,
1073               // look it up in the continue loop nodes table
1074
1075               match self.cont_ln.get(&sc) {
1076                   Some(&b) => b,
1077                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1078                                                     "loop to unknown label")
1079               }
1080           }
1081
1082           hir::ExprAssign(ref l, ref r) => {
1083             // see comment on lvalues in
1084             // propagate_through_lvalue_components()
1085             let succ = self.write_lvalue(&l, succ, ACC_WRITE);
1086             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&l, succ);
1087             self.propagate_through_expr(&r, succ)
1088           }
1089
1090           hir::ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1091             // an overloaded assign op is like a method call
1092             if self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) {
1093                 let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1094                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1095             } else {
1096                 // see comment on lvalues in
1097                 // propagate_through_lvalue_components()
1098                 let succ = self.write_lvalue(&l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1099                 let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1100                 self.propagate_through_lvalue_components(&l, succ)
1101             }
1102           }
1103
1104           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1105
1106           hir::ExprVec(ref exprs) => {
1107             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1108           }
1109
1110           hir::ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1111             let succ = self.propagate_through_expr(&count, succ);
1112             self.propagate_through_expr(&element, succ)
1113           }
1114
1115           hir::ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1116             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1117             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1118                 self.propagate_through_expr(&field.expr, succ)
1119             })
1120           }
1121
1122           hir::ExprCall(ref f, ref args) => {
1123             let diverges = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) &&
1124                 self.ir.tcx.expr_ty_adjusted(&f).fn_ret().diverges();
1125             let succ = if diverges {
1126                 self.s.exit_ln
1127             } else {
1128                 succ
1129             };
1130             let succ = self.propagate_through_exprs(&args[..], succ);
1131             self.propagate_through_expr(&f, succ)
1132           }
1133
1134           hir::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1135             let method_call = ty::MethodCall::expr(expr.id);
1136             let method_ty = self.ir.tcx.tables.borrow().method_map[&method_call].ty;
1137             let succ = if method_ty.fn_ret().diverges() {
1138                 self.s.exit_ln
1139             } else {
1140                 succ
1141             };
1142             self.propagate_through_exprs(&args[..], succ)
1143           }
1144
1145           hir::ExprTup(ref exprs) => {
1146             self.propagate_through_exprs(&exprs[..], succ)
1147           }
1148
1149           hir::ExprBinary(op, ref l, ref r) if ::rustc_front::util::lazy_binop(op.node) => {
1150             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1151
1152             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1153             self.init_from_succ(ln, succ);
1154             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1155
1156             self.propagate_through_expr(&l, ln)
1157           }
1158
1159           hir::ExprIndex(ref l, ref r) |
1160           hir::ExprBinary(_, ref l, ref r) => {
1161             let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1162             self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1163           }
1164
1165           hir::ExprBox(ref e) |
1166           hir::ExprAddrOf(_, ref e) |
1167           hir::ExprCast(ref e, _) |
1168           hir::ExprType(ref e, _) |
1169           hir::ExprUnary(_, ref e) => {
1170             self.propagate_through_expr(&e, succ)
1171           }
1172
1173           hir::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1174
1175             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ,
1176                 |succ, out| {
1177                     // see comment on lvalues
1178                     // in propagate_through_lvalue_components()
1179                     if out.is_indirect {
1180                         self.propagate_through_expr(&out.expr, succ)
1181                     } else {
1182                         let acc = if out.is_rw { ACC_WRITE|ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1183                         let succ = self.write_lvalue(&out.expr, succ, acc);
1184                         self.propagate_through_lvalue_components(&out.expr, succ)
1185                     }
1186                 }
1187             );
1188             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1189             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1190                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
1191             })
1192           }
1193
1194           hir::ExprLit(..) => {
1195             succ
1196           }
1197
1198           hir::ExprBlock(ref blk) => {
1199             self.propagate_through_block(&blk, succ)
1200           }
1201         }
1202     }
1203
1204     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1205                                            expr: &Expr,
1206                                            succ: LiveNode)
1207                                            -> LiveNode {
1208         // # Lvalues
1209         //
1210         // In general, the full flow graph structure for an
1211         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1212         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1213         // value" or not. A tracked value is basically a local
1214         // variable or argument.
1215         //
1216         // The two kinds of graphs are:
1217         //
1218         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1219         // ----------------------++-----------------------
1220         //                       ||
1221         //         |             ||           |
1222         //         v             ||           v
1223         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1224         //         |             ||           |
1225         //         v             ||           v
1226         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1227         //         |             ||           |
1228         //         v             ||           v
1229         //      (succ)           ||        (succ)
1230         //                       ||
1231         // ----------------------++-----------------------
1232         //
1233         // I will cover the two cases in turn:
1234         //
1235         // # Tracked lvalues
1236         //
1237         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1238         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1239         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1240         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1241         // consider.
1242         //
1243         // # Non-tracked lvalues
1244         //
1245         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1246         // basically ignore the value which is written to but generate
1247         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1248         // components reads are generated by
1249         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1250         //
1251         // # Illegal lvalues
1252         //
1253         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1254         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1255         // just ignore such cases and treat them as reads.
1256
1257         match expr.node {
1258             hir::ExprPath(..) => succ,
1259             hir::ExprField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1260             hir::ExprTupField(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1261             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1262         }
1263     }
1264
1265     // see comment on propagate_through_lvalue()
1266     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1267                     -> LiveNode {
1268         match expr.node {
1269           hir::ExprPath(..) => {
1270               self.access_path(expr, succ, acc)
1271           }
1272
1273           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1274           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1275           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1276           // later pass borrowck.
1277           _ => succ
1278         }
1279     }
1280
1281     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32)
1282                    -> LiveNode {
1283         match self.ir.tcx.def_map.borrow().get(&expr.id).unwrap().full_def() {
1284           Def::Local(_, nid) => {
1285             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1286             if acc != 0 {
1287                 self.init_from_succ(ln, succ);
1288                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1289                 self.acc(ln, var, acc);
1290             }
1291             ln
1292           }
1293           _ => succ
1294         }
1295     }
1296
1297     fn propagate_through_loop(&mut self,
1298                               expr: &Expr,
1299                               kind: LoopKind,
1300                               body: &hir::Block,
1301                               succ: LiveNode)
1302                               -> LiveNode {
1303
1304         /*
1305
1306         We model control flow like this:
1307
1308               (cond) <--+
1309                 |       |
1310                 v       |
1311           +-- (expr)    |
1312           |     |       |
1313           |     v       |
1314           |   (body) ---+
1315           |
1316           |
1317           v
1318         (succ)
1319
1320         */
1321
1322
1323         // first iteration:
1324         let mut first_merge = true;
1325         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1326         self.init_empty(ln, succ);
1327         match kind {
1328             LoopLoop => {}
1329             _ => {
1330                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1331                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1332                 // in the loop body.
1333                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1334                 first_merge = false;
1335             }
1336         }
1337         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1338                expr.id, block_to_string(body));
1339
1340         let cond_ln = match kind {
1341             LoopLoop => ln,
1342             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&cond, ln),
1343         };
1344         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1345             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1346         });
1347
1348         // repeat until fixed point is reached:
1349         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1350             first_merge = false;
1351
1352             let new_cond_ln = match kind {
1353                 LoopLoop => ln,
1354                 WhileLoop(ref cond) => {
1355                     self.propagate_through_expr(&cond, ln)
1356                 }
1357             };
1358             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1359             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1360             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1361         }
1362
1363         cond_ln
1364     }
1365
1366     fn with_loop_nodes<R, F>(&mut self,
1367                              loop_node_id: NodeId,
1368                              break_ln: LiveNode,
1369                              cont_ln: LiveNode,
1370                              f: F)
1371                              -> R where
1372         F: FnOnce(&mut Liveness<'a, 'tcx>) -> R,
1373     {
1374         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1375         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1376         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1377         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1378         let r = f(self);
1379         self.loop_scope.pop();
1380         r
1381     }
1382 }
1383
1384 // _______________________________________________________________________
1385 // Checking for error conditions
1386
1387 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &hir::Local) {
1388     match local.init {
1389         Some(_) => {
1390             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&local.pat);
1391         },
1392         None => {
1393             this.pat_bindings(&local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1394                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1395             })
1396         }
1397     }
1398
1399     intravisit::walk_local(this, local);
1400 }
1401
1402 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &hir::Arm) {
1403     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1404     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1405     // the "authoritative" set of ids
1406     this.arm_pats_bindings(arm.pats.first().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1407         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1408     });
1409     intravisit::walk_arm(this, arm);
1410 }
1411
1412 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1413     match expr.node {
1414       hir::ExprAssign(ref l, _) => {
1415         this.check_lvalue(&l);
1416
1417         intravisit::walk_expr(this, expr);
1418       }
1419
1420       hir::ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1421         if !this.ir.tcx.is_method_call(expr.id) {
1422             this.check_lvalue(&l);
1423         }
1424
1425         intravisit::walk_expr(this, expr);
1426       }
1427
1428       hir::ExprInlineAsm(ref ia) => {
1429         for &(_, ref input) in &ia.inputs {
1430           this.visit_expr(&input);
1431         }
1432
1433         // Output operands must be lvalues
1434         for out in &ia.outputs {
1435           if !out.is_indirect {
1436             this.check_lvalue(&out.expr);
1437           }
1438           this.visit_expr(&out.expr);
1439         }
1440
1441         intravisit::walk_expr(this, expr);
1442       }
1443
1444       // no correctness conditions related to liveness
1445       hir::ExprCall(..) | hir::ExprMethodCall(..) | hir::ExprIf(..) |
1446       hir::ExprMatch(..) | hir::ExprWhile(..) | hir::ExprLoop(..) |
1447       hir::ExprIndex(..) | hir::ExprField(..) | hir::ExprTupField(..) |
1448       hir::ExprVec(..) | hir::ExprTup(..) | hir::ExprBinary(..) |
1449       hir::ExprCast(..) | hir::ExprUnary(..) | hir::ExprRet(..) |
1450       hir::ExprBreak(..) | hir::ExprAgain(..) | hir::ExprLit(_) |
1451       hir::ExprBlock(..) | hir::ExprAddrOf(..) |
1452       hir::ExprStruct(..) | hir::ExprRepeat(..) |
1453       hir::ExprClosure(..) | hir::ExprPath(..) | hir::ExprBox(..) |
1454       hir::ExprType(..) => {
1455         intravisit::walk_expr(this, expr);
1456       }
1457     }
1458 }
1459
1460 fn check_fn(_v: &Liveness,
1461             _fk: FnKind,
1462             _decl: &hir::FnDecl,
1463             _body: &hir::Block,
1464             _sp: Span,
1465             _id: NodeId) {
1466     // do not check contents of nested fns
1467 }
1468
1469 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1470     fn fn_ret(&self, id: NodeId) -> ty::PolyFnOutput<'tcx> {
1471         let fn_ty = self.ir.tcx.node_id_to_type(id);
1472         match fn_ty.sty {
1473             ty::TyClosure(closure_def_id, ref substs) =>
1474                 self.ir.tcx.closure_type(closure_def_id, substs).sig.output(),
1475             _ => fn_ty.fn_ret()
1476         }
1477     }
1478
1479     fn check_ret(&self,
1480                  id: NodeId,
1481                  sp: Span,
1482                  _fk: FnKind,
1483                  entry_ln: LiveNode,
1484                  body: &hir::Block)
1485     {
1486         // within the fn body, late-bound regions are liberated
1487         // and must outlive the *call-site* of the function.
1488         let fn_ret =
1489             self.ir.tcx.liberate_late_bound_regions(
1490                 self.ir.tcx.region_maps.call_site_extent(id, body.id),
1491                 &self.fn_ret(id));
1492
1493         match fn_ret {
1494             ty::FnConverging(t_ret)
1495                     if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() => {
1496
1497                 let param_env = ParameterEnvironment::for_item(&self.ir.tcx, id);
1498                 let infcx = infer::new_infer_ctxt(&self.ir.tcx,
1499                                                   &self.ir.tcx.tables,
1500                                                   Some(param_env),
1501                                                   ProjectionMode::Any);
1502                 let cause = traits::ObligationCause::dummy();
1503                 let norm = traits::fully_normalize(&infcx,
1504                                                    cause,
1505                                                    &t_ret);
1506
1507                 if norm.unwrap().is_nil() {
1508                     // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1509                 } else {
1510                     let ends_with_stmt = match body.expr {
1511                         None if !body.stmts.is_empty() =>
1512                             match body.stmts.first().unwrap().node {
1513                                 hir::StmtSemi(ref e, _) => {
1514                                     self.ir.tcx.expr_ty(&e) == t_ret
1515                                 },
1516                                 _ => false
1517                             },
1518                         _ => false
1519                     };
1520                     let mut err = struct_span_err!(self.ir.tcx.sess,
1521                                                    sp,
1522                                                    E0269,
1523                                                    "not all control paths return a value");
1524                     if ends_with_stmt {
1525                         let last_stmt = body.stmts.first().unwrap();
1526                         let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1527                                                         last_stmt.span, sp);
1528                         let span_semicolon = Span {
1529                             lo: original_span.hi - BytePos(1),
1530                             hi: original_span.hi,
1531                             expn_id: original_span.expn_id
1532                         };
1533                         err.span_help(span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1534                     }
1535                     err.emit();
1536                 }
1537             }
1538             ty::FnDiverging
1539                 if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.clean_exit_var).is_some() => {
1540                     span_err!(self.ir.tcx.sess, sp, E0270,
1541                         "computation may converge in a function marked as diverging");
1542                 }
1543
1544             _ => {}
1545         }
1546     }
1547
1548     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1549         match expr.node {
1550             hir::ExprPath(..) => {
1551                 if let Def::Local(_, nid) = self.ir.tcx.def_map.borrow().get(&expr.id)
1552                                                                       .unwrap()
1553                                                                       .full_def() {
1554                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1555                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1556                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1557                     // as being used.
1558                     let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1559                     let var = self.variable(nid, expr.span);
1560                     self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1561                 }
1562             }
1563             _ => {
1564                 // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1565                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1566                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1567             }
1568         }
1569     }
1570
1571     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1572         let name = self.ir.variable_name(var);
1573         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1574             None
1575         } else {
1576             Some(name)
1577         }
1578     }
1579
1580     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &hir::FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1581         for arg in &decl.inputs {
1582             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1583                                    &arg.pat,
1584                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1585                 let var = self.variable(p_id, sp);
1586                 // Ignore unused self.
1587                 let name = path1.node;
1588                 if name != special_idents::self_.name {
1589                     if !self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var) {
1590                         if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1591                             self.report_dead_assign(p_id, sp, var, true);
1592                         }
1593                     }
1594                 }
1595             })
1596         }
1597     }
1598
1599     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat) {
1600         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1601             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1602                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1603             }
1604         })
1605     }
1606
1607     fn warn_about_unused(&self,
1608                          sp: Span,
1609                          id: NodeId,
1610                          ln: LiveNode,
1611                          var: Variable)
1612                          -> bool {
1613         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1614             let r = self.should_warn(var);
1615             if let Some(name) = r {
1616
1617                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1618                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1619                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1620                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1621                     false
1622                 } else {
1623                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1624                 };
1625
1626                 if is_assigned {
1627                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1628                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1629                                 name));
1630                 } else if name != "self" {
1631                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1632                         format!("unused variable: `{}`", name));
1633                 }
1634             }
1635             true
1636         } else {
1637             false
1638         }
1639     }
1640
1641     fn warn_about_dead_assign(&self,
1642                               sp: Span,
1643                               id: NodeId,
1644                               ln: LiveNode,
1645                               var: Variable) {
1646         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1647             self.report_dead_assign(id, sp, var, false);
1648         }
1649     }
1650
1651     fn report_dead_assign(&self, id: NodeId, sp: Span, var: Variable, is_argument: bool) {
1652         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1653             if is_argument {
1654                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1655                     format!("value passed to `{}` is never read", name));
1656             } else {
1657                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1658                     format!("value assigned to `{}` is never read", name));
1659             }
1660         }
1661     }
1662 }