]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/middle/liveness.rs
auto merge of #18044 : aturon/rust/lint-conventions, r=pcwalton
[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       ExprIfLet(..) => {
485           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
486       }
487       ExprWhileLet(..) => {
488           ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
489       }
490       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
491         pat_util::pat_bindings(&ir.tcx.def_map, &**pat, |bm, p_id, sp, path1| {
492             debug!("adding local variable {} from for loop with bm {:?}",
493                    p_id, bm);
494             let name = path1.node;
495             ir.add_live_node_for_node(p_id, VarDefNode(sp));
496             ir.add_variable(Local(LocalInfo {
497                 id: p_id,
498                 ident: name
499             }));
500         });
501         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
502         visit::walk_expr(ir, expr);
503       }
504       ExprBinary(op, _, _) if ast_util::lazy_binop(op) => {
505         ir.add_live_node_for_node(expr.id, ExprNode(expr.span));
506         visit::walk_expr(ir, expr);
507       }
508
509       // otherwise, live nodes are not required:
510       ExprIndex(..) | ExprField(..) | ExprTupField(..) | ExprVec(..) |
511       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprTup(..) | ExprSlice(..) |
512       ExprBinary(..) | ExprAddrOf(..) |
513       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprBreak(_) |
514       ExprAgain(_) | ExprLit(_) | ExprRet(..) | ExprBlock(..) |
515       ExprAssign(..) | ExprAssignOp(..) | ExprMac(..) |
516       ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) | ExprParen(..) |
517       ExprInlineAsm(..) | ExprBox(..) => {
518           visit::walk_expr(ir, expr);
519       }
520     }
521 }
522
523 // ______________________________________________________________________
524 // Computing liveness sets
525 //
526 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
527 // the same basic propagation framework in all cases.
528
529 #[deriving(Clone)]
530 struct Users {
531     reader: LiveNode,
532     writer: LiveNode,
533     used: bool
534 }
535
536 fn invalid_users() -> Users {
537     Users {
538         reader: invalid_node(),
539         writer: invalid_node(),
540         used: false
541     }
542 }
543
544 struct Specials {
545     exit_ln: LiveNode,
546     fallthrough_ln: LiveNode,
547     no_ret_var: Variable
548 }
549
550 static ACC_READ: uint = 1u;
551 static ACC_WRITE: uint = 2u;
552 static ACC_USE: uint = 4u;
553
554 struct Liveness<'a, 'tcx: 'a> {
555     ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>,
556     s: Specials,
557     successors: Vec<LiveNode>,
558     users: Vec<Users>,
559     // The list of node IDs for the nested loop scopes
560     // we're in.
561     loop_scope: Vec<NodeId>,
562     // mappings from loop node ID to LiveNode
563     // ("break" label should map to loop node ID,
564     // it probably doesn't now)
565     break_ln: NodeMap<LiveNode>,
566     cont_ln: NodeMap<LiveNode>
567 }
568
569 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
570     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'a, 'tcx>, specials: Specials) -> Liveness<'a, 'tcx> {
571         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
572         let num_vars = ir.num_vars;
573         Liveness {
574             ir: ir,
575             s: specials,
576             successors: Vec::from_elem(num_live_nodes, invalid_node()),
577             users: Vec::from_elem(num_live_nodes * num_vars, invalid_users()),
578             loop_scope: Vec::new(),
579             break_ln: NodeMap::new(),
580             cont_ln: NodeMap::new(),
581         }
582     }
583
584     fn live_node(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> LiveNode {
585         match self.ir.live_node_map.find(&node_id) {
586           Some(&ln) => ln,
587           None => {
588             // This must be a mismatch between the ir_map construction
589             // above and the propagation code below; the two sets of
590             // code have to agree about which AST nodes are worth
591             // creating liveness nodes for.
592             self.ir.tcx.sess.span_bug(
593                 span,
594                 format!("no live node registered for node {}",
595                         node_id).as_slice());
596           }
597         }
598     }
599
600     fn variable(&self, node_id: NodeId, span: Span) -> Variable {
601         self.ir.variable(node_id, span)
602     }
603
604     fn pat_bindings(&mut self,
605                     pat: &Pat,
606                     f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
607         pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map, pat, |_bm, p_id, sp, _n| {
608             let ln = self.live_node(p_id, sp);
609             let var = self.variable(p_id, sp);
610             f(self, ln, var, sp, p_id);
611         })
612     }
613
614     fn arm_pats_bindings(&mut self,
615                          pat: Option<&Pat>,
616                          f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, LiveNode, Variable, Span, NodeId|) {
617         match pat {
618             Some(pat) => {
619                 self.pat_bindings(pat, f);
620             }
621             None => {}
622         }
623     }
624
625     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &Pat, succ: LiveNode)
626                               -> LiveNode {
627         self.define_bindings_in_arm_pats(Some(pat), succ)
628     }
629
630     fn define_bindings_in_arm_pats(&mut self, pat: Option<&Pat>, succ: LiveNode)
631                                    -> LiveNode {
632         let mut succ = succ;
633         self.arm_pats_bindings(pat, |this, ln, var, _sp, _id| {
634             this.init_from_succ(ln, succ);
635             this.define(ln, var);
636             succ = ln;
637         });
638         succ
639     }
640
641     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> uint {
642         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
643     }
644
645     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
646                       -> Option<LiveNodeKind> {
647         assert!(ln.is_valid());
648         let reader = self.users.get(self.idx(ln, var)).reader;
649         if reader.is_valid() {Some(self.ir.lnk(reader))} else {None}
650     }
651
652     /*
653     Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
654     */
655     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
656                     -> Option<LiveNodeKind> {
657         let successor = *self.successors.get(ln.get());
658         self.live_on_entry(successor, var)
659     }
660
661     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
662         assert!(ln.is_valid());
663         self.users.get(self.idx(ln, var)).used
664     }
665
666     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
667                          -> Option<LiveNodeKind> {
668         assert!(ln.is_valid());
669         let writer = self.users.get(self.idx(ln, var)).writer;
670         if writer.is_valid() {Some(self.ir.lnk(writer))} else {None}
671     }
672
673     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
674                         -> Option<LiveNodeKind> {
675         let successor = *self.successors.get(ln.get());
676         self.assigned_on_entry(successor, var)
677     }
678
679     fn indices2(&mut self,
680                 ln: LiveNode,
681                 succ_ln: LiveNode,
682                 op: |&mut Liveness<'a, 'tcx>, uint, uint|) {
683         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0u));
684         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0u));
685         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
686             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
687         }
688     }
689
690     fn write_vars(&self,
691                   wr: &mut io::Writer,
692                   ln: LiveNode,
693                   test: |uint| -> LiveNode) -> io::IoResult<()> {
694         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
695         for var_idx in range(0u, self.ir.num_vars) {
696             let idx = node_base_idx + var_idx;
697             if test(idx).is_valid() {
698                 try!(write!(wr, " {}", Variable(var_idx).to_string()));
699             }
700         }
701         Ok(())
702     }
703
704     fn find_loop_scope(&self,
705                        opt_label: Option<Ident>,
706                        id: NodeId,
707                        sp: Span)
708                        -> NodeId {
709         match opt_label {
710             Some(_) => {
711                 // Refers to a labeled loop. Use the results of resolve
712                 // to find with one
713                 match self.ir.tcx.def_map.borrow().find(&id) {
714                     Some(&DefLabel(loop_id)) => loop_id,
715                     _ => self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "label on break/loop \
716                                                         doesn't refer to a loop")
717                 }
718             }
719             None => {
720                 // Vanilla 'break' or 'loop', so use the enclosing
721                 // loop scope
722                 if self.loop_scope.len() == 0 {
723                     self.ir.tcx.sess.span_bug(sp, "break outside loop");
724                 } else {
725                     *self.loop_scope.last().unwrap()
726                 }
727             }
728         }
729     }
730
731     #[allow(unused_must_use)]
732     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
733         let mut wr = io::MemWriter::new();
734         {
735             let wr = &mut wr as &mut io::Writer;
736             write!(wr, "[ln({}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
737             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users.get(idx).reader);
738             write!(wr, "  writes");
739             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.users.get(idx).writer);
740             write!(wr, "  precedes {}]", self.successors.get(ln.get()).to_string());
741         }
742         str::from_utf8(wr.unwrap().as_slice()).unwrap().to_string()
743     }
744
745     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
746         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
747
748         // It is not necessary to initialize the
749         // values to empty because this is the value
750         // they have when they are created, and the sets
751         // only grow during iterations.
752         //
753         // self.indices(ln) { |idx|
754         //     self.users[idx] = invalid_users();
755         // }
756     }
757
758     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
759         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
760         *self.successors.get_mut(ln.get()) = succ_ln;
761
762         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
763             *this.users.get_mut(idx) = *this.users.get(succ_idx)
764         });
765         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
766                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
767     }
768
769     fn merge_from_succ(&mut self,
770                        ln: LiveNode,
771                        succ_ln: LiveNode,
772                        first_merge: bool)
773                        -> bool {
774         if ln == succ_ln { return false; }
775
776         let mut changed = false;
777         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
778             changed |= copy_if_invalid(this.users.get(succ_idx).reader,
779                                        &mut this.users.get_mut(idx).reader);
780             changed |= copy_if_invalid(this.users.get(succ_idx).writer,
781                                        &mut this.users.get_mut(idx).writer);
782             if this.users.get(succ_idx).used && !this.users.get(idx).used {
783                 this.users.get_mut(idx).used = true;
784                 changed = true;
785             }
786         });
787
788         debug!("merge_from_succ(ln={}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
789                ln.to_string(), self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
790         return changed;
791
792         fn copy_if_invalid(src: LiveNode, dst: &mut LiveNode) -> bool {
793             if src.is_valid() && !dst.is_valid() {
794                 *dst = src;
795                 true
796             } else {
797                 false
798             }
799         }
800     }
801
802     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
803     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
804     // this) so we just clear out all the data.
805     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
806         let idx = self.idx(writer, var);
807         self.users.get_mut(idx).reader = invalid_node();
808         self.users.get_mut(idx).writer = invalid_node();
809
810         debug!("{} defines {} (idx={}): {}", writer.to_string(), var.to_string(),
811                idx, self.ln_str(writer));
812     }
813
814     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
815     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: uint) {
816         debug!("{} accesses[{:x}] {}: {}",
817                ln.to_string(), acc, var.to_string(), self.ln_str(ln));
818
819         let idx = self.idx(ln, var);
820         let user = self.users.get_mut(idx);
821
822         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
823             user.reader = invalid_node();
824             user.writer = ln;
825         }
826
827         // Important: if we both read/write, must do read second
828         // or else the write will override.
829         if (acc & ACC_READ) != 0 {
830             user.reader = ln;
831         }
832
833         if (acc & ACC_USE) != 0 {
834             user.used = true;
835         }
836     }
837
838     // _______________________________________________________________________
839
840     fn compute(&mut self, decl: &FnDecl, body: &Block) -> LiveNode {
841         // if there is a `break` or `again` at the top level, then it's
842         // effectively a return---this only occurs in `for` loops,
843         // where the body is really a closure.
844
845         debug!("compute: using id for block, {}", block_to_string(body));
846
847         let exit_ln = self.s.exit_ln;
848         let entry_ln: LiveNode =
849             self.with_loop_nodes(body.id, exit_ln, exit_ln,
850               |this| this.propagate_through_fn_block(decl, body));
851
852         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
853         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={})",
854                {
855                    for ln_idx in range(0u, self.ir.num_live_nodes) {
856                        debug!("{}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx)));
857                    }
858                    body.id
859                },
860                entry_ln.to_string());
861
862         entry_ln
863     }
864
865     fn propagate_through_fn_block(&mut self, _: &FnDecl, blk: &Block)
866                                   -> LiveNode {
867         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
868         // explicitly return:
869         let s = self.s;
870         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
871         if blk.expr.is_none() {
872             self.acc(s.fallthrough_ln, s.no_ret_var, ACC_READ)
873         }
874
875         self.propagate_through_block(blk, s.fallthrough_ln)
876     }
877
878     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &Block, succ: LiveNode)
879                                -> LiveNode {
880         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
881         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
882             self.propagate_through_stmt(&**stmt, succ)
883         })
884     }
885
886     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &Stmt, succ: LiveNode)
887                               -> LiveNode {
888         match stmt.node {
889             StmtDecl(ref decl, _) => {
890                 self.propagate_through_decl(&**decl, succ)
891             }
892
893             StmtExpr(ref expr, _) | StmtSemi(ref expr, _) => {
894                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
895             }
896
897             StmtMac(..) => {
898                 self.ir.tcx.sess.span_bug(stmt.span, "unexpanded macro");
899             }
900         }
901     }
902
903     fn propagate_through_decl(&mut self, decl: &Decl, succ: LiveNode)
904                               -> LiveNode {
905         match decl.node {
906             DeclLocal(ref local) => {
907                 self.propagate_through_local(&**local, succ)
908             }
909             DeclItem(_) => succ,
910         }
911     }
912
913     fn propagate_through_local(&mut self, local: &ast::Local, succ: LiveNode)
914                                -> LiveNode {
915         // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
916         // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
917         // the live variable as defined if it was initialized, and then we
918         // could check for uninit variables just by scanning what is live
919         // at the start of the function. But that doesn't work so well for
920         // immutable variables defined in a loop:
921         //     loop { let x; x = 5; }
922         // because the "assignment" loops back around and generates an error.
923         //
924         // So now we just check that variables defined w/o an
925         // initializer are not live at the point of their
926         // initialization, which is mildly more complex than checking
927         // once at the func header but otherwise equivalent.
928
929         let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
930         self.define_bindings_in_pat(&*local.pat, succ)
931     }
932
933     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[P<Expr>], succ: LiveNode)
934                                -> LiveNode {
935         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
936             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
937         })
938     }
939
940     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
941                                   opt_expr: Option<&Expr>,
942                                   succ: LiveNode)
943                                   -> LiveNode {
944         opt_expr.iter().fold(succ, |succ, expr| {
945             self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
946         })
947     }
948
949     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
950                               -> LiveNode {
951         debug!("propagate_through_expr: {}", expr_to_string(expr));
952
953         match expr.node {
954           // Interesting cases with control flow or which gen/kill
955
956           ExprPath(_) => {
957               self.access_path(expr, succ, ACC_READ | ACC_USE)
958           }
959
960           ExprField(ref e, _, _) => {
961               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
962           }
963
964           ExprTupField(ref e, _, _) => {
965               self.propagate_through_expr(&**e, succ)
966           }
967
968           ExprFnBlock(_, _, ref blk) |
969           ExprProc(_, ref blk) |
970           ExprUnboxedFn(_, _, _, ref blk) => {
971               debug!("{} is an ExprFnBlock, ExprProc, or ExprUnboxedFn",
972                      expr_to_string(expr));
973
974               /*
975               The next-node for a break is the successor of the entire
976               loop. The next-node for a continue is the top of this loop.
977               */
978               let node = self.live_node(expr.id, expr.span);
979               self.with_loop_nodes(blk.id, succ, node, |this| {
980
981                  // the construction of a closure itself is not important,
982                  // but we have to consider the closed over variables.
983                  let caps = match this.ir.capture_info_map.find(&expr.id) {
984                     Some(caps) => caps.clone(),
985                     None => {
986                         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "no registered caps");
987                      }
988                  };
989                  caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
990                      this.init_from_succ(cap.ln, succ);
991                      let var = this.variable(cap.var_nid, expr.span);
992                      this.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
993                      cap.ln
994                  })
995               })
996           }
997
998           ExprIf(ref cond, ref then, ref els) => {
999             //
1000             //     (cond)
1001             //       |
1002             //       v
1003             //     (expr)
1004             //     /   \
1005             //    |     |
1006             //    v     v
1007             //  (then)(els)
1008             //    |     |
1009             //    v     v
1010             //   (  succ  )
1011             //
1012             let else_ln = self.propagate_through_opt_expr(els.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1013             let then_ln = self.propagate_through_block(&**then, succ);
1014             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1015             self.init_from_succ(ln, else_ln);
1016             self.merge_from_succ(ln, then_ln, false);
1017             self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1018           }
1019
1020           ExprIfLet(..) => {
1021               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1022           }
1023
1024           ExprWhile(ref cond, ref blk, _) => {
1025             self.propagate_through_loop(expr, WhileLoop(&**cond), &**blk, succ)
1026           }
1027
1028           ExprWhileLet(..) => {
1029               self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1030           }
1031
1032           ExprForLoop(ref pat, ref head, ref blk, _) => {
1033             let ln = self.propagate_through_loop(expr, ForLoop(&**pat), &**blk, succ);
1034             self.propagate_through_expr(&**head, ln)
1035           }
1036
1037           // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1038           // at the label ident
1039           ExprLoop(ref blk, _) => {
1040             self.propagate_through_loop(expr, LoopLoop, &**blk, succ)
1041           }
1042
1043           ExprMatch(ref e, ref arms, _) => {
1044             //
1045             //      (e)
1046             //       |
1047             //       v
1048             //     (expr)
1049             //     / | \
1050             //    |  |  |
1051             //    v  v  v
1052             //   (..arms..)
1053             //    |  |  |
1054             //    v  v  v
1055             //   (  succ  )
1056             //
1057             //
1058             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1059             self.init_empty(ln, succ);
1060             let mut first_merge = true;
1061             for arm in arms.iter() {
1062                 let body_succ =
1063                     self.propagate_through_expr(&*arm.body, succ);
1064                 let guard_succ =
1065                     self.propagate_through_opt_expr(arm.guard.as_ref().map(|e| &**e), body_succ);
1066                 // only consider the first pattern; any later patterns must have
1067                 // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1068                 // the "authoritative" set of ids
1069                 let arm_succ =
1070                     self.define_bindings_in_arm_pats(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p),
1071                                                      guard_succ);
1072                 self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1073                 first_merge = false;
1074             };
1075             self.propagate_through_expr(&**e, ln)
1076           }
1077
1078           ExprRet(ref o_e) => {
1079             // ignore succ and subst exit_ln:
1080             let exit_ln = self.s.exit_ln;
1081             self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1082           }
1083
1084           ExprBreak(opt_label) => {
1085               // Find which label this break jumps 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 break loop nodes table
1090
1091               match self.break_ln.find(&sc) {
1092                   Some(&b) => b,
1093                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1094                                                     "break to unknown label")
1095               }
1096           }
1097
1098           ExprAgain(opt_label) => {
1099               // Find which label this expr continues to
1100               let sc = self.find_loop_scope(opt_label, expr.id, expr.span);
1101
1102               // Now that we know the label we're going to,
1103               // look it up in the continue loop nodes table
1104
1105               match self.cont_ln.find(&sc) {
1106                   Some(&b) => b,
1107                   None => self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span,
1108                                                     "loop to unknown label")
1109               }
1110           }
1111
1112           ExprAssign(ref l, ref r) => {
1113             // see comment on lvalues in
1114             // propagate_through_lvalue_components()
1115             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE);
1116             let succ = self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ);
1117             self.propagate_through_expr(&**r, succ)
1118           }
1119
1120           ExprAssignOp(_, ref l, ref r) => {
1121             // see comment on lvalues in
1122             // propagate_through_lvalue_components()
1123             let succ = self.write_lvalue(&**l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1124             let succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1125             self.propagate_through_lvalue_components(&**l, succ)
1126           }
1127
1128           // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1129
1130           ExprVec(ref exprs) => {
1131             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1132           }
1133
1134           ExprRepeat(ref element, ref count) => {
1135             let succ = self.propagate_through_expr(&**count, succ);
1136             self.propagate_through_expr(&**element, succ)
1137           }
1138
1139           ExprStruct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1140             let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1141             fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1142                 self.propagate_through_expr(&*field.expr, succ)
1143             })
1144           }
1145
1146           ExprCall(ref f, ref args) => {
1147             // calling a fn with bot return type means that the fn
1148             // will fail, and hence the successors can be ignored
1149             let is_bot = !self.ir.tcx.is_method_call(expr.id) && {
1150                 let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**f));
1151                 ty::type_is_bot(t_ret)
1152             };
1153             let succ = if is_bot {
1154                 self.s.exit_ln
1155             } else {
1156                 succ
1157             };
1158             let succ = self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ);
1159             self.propagate_through_expr(&**f, succ)
1160           }
1161
1162           ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
1163             // calling a method with bot return type means that the method
1164             // will fail, and hence the successors can be ignored
1165             let t_ret = ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, expr.id);
1166             let succ = if ty::type_is_bot(t_ret) {self.s.exit_ln}
1167                        else {succ};
1168             self.propagate_through_exprs(args.as_slice(), succ)
1169           }
1170
1171           ExprTup(ref exprs) => {
1172             self.propagate_through_exprs(exprs.as_slice(), succ)
1173           }
1174
1175           ExprBinary(op, ref l, ref r) if ast_util::lazy_binop(op) => {
1176             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1177
1178             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1179             self.init_from_succ(ln, succ);
1180             self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1181
1182             self.propagate_through_expr(&**l, ln)
1183           }
1184
1185           ExprIndex(ref l, ref r) |
1186           ExprBinary(_, ref l, ref r) |
1187           ExprBox(ref l, ref r) => {
1188             let r_succ = self.propagate_through_expr(&**r, succ);
1189             self.propagate_through_expr(&**l, r_succ)
1190           }
1191
1192           ExprSlice(ref e1, ref e2, ref e3, _) => {
1193             let succ = e3.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1194             let succ = e2.as_ref().map_or(succ, |e| self.propagate_through_expr(&**e, succ));
1195             self.propagate_through_expr(&**e1, succ)
1196           }
1197
1198           ExprAddrOf(_, ref e) |
1199           ExprCast(ref e, _) |
1200           ExprUnary(_, ref e) |
1201           ExprParen(ref e) => {
1202             self.propagate_through_expr(&**e, succ)
1203           }
1204
1205           ExprInlineAsm(ref ia) => {
1206
1207             let succ = ia.outputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr, _)| {
1208                 // see comment on lvalues
1209                 // in propagate_through_lvalue_components()
1210                 let succ = self.write_lvalue(&**expr, succ, ACC_WRITE);
1211                 self.propagate_through_lvalue_components(&**expr, succ)
1212             });
1213             // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1214             ia.inputs.iter().rev().fold(succ, |succ, &(_, ref expr)| {
1215                 self.propagate_through_expr(&**expr, succ)
1216             })
1217           }
1218
1219           ExprLit(..) => {
1220             succ
1221           }
1222
1223           ExprBlock(ref blk) => {
1224             self.propagate_through_block(&**blk, succ)
1225           }
1226
1227           ExprMac(..) => {
1228             self.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "unexpanded macro");
1229           }
1230         }
1231     }
1232
1233     fn propagate_through_lvalue_components(&mut self,
1234                                            expr: &Expr,
1235                                            succ: LiveNode)
1236                                            -> LiveNode {
1237         // # Lvalues
1238         //
1239         // In general, the full flow graph structure for an
1240         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1241         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1242         // value" or not. A tracked value is basically a local
1243         // variable or argument.
1244         //
1245         // The two kinds of graphs are:
1246         //
1247         //    Tracked lvalue          Untracked lvalue
1248         // ----------------------++-----------------------
1249         //                       ||
1250         //         |             ||           |
1251         //         v             ||           v
1252         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1253         //         |             ||           |
1254         //         v             ||           v
1255         // (write of lvalue)     ||   (lvalue components)
1256         //         |             ||           |
1257         //         v             ||           v
1258         //      (succ)           ||        (succ)
1259         //                       ||
1260         // ----------------------++-----------------------
1261         //
1262         // I will cover the two cases in turn:
1263         //
1264         // # Tracked lvalues
1265         //
1266         // A tracked lvalue is a local variable/argument `x`.  In
1267         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1268         // to node id of `x`.  The `write_lvalue()` routine generates
1269         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1270         // consider.
1271         //
1272         // # Non-tracked lvalues
1273         //
1274         // These are lvalues like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1275         // basically ignore the value which is written to but generate
1276         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1277         // components reads are generated by
1278         // `propagate_through_lvalue_components()` (this fn).
1279         //
1280         // # Illegal lvalues
1281         //
1282         // It is still possible to observe assignments to non-lvalues;
1283         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1284         // just ignore such cases and treat them as reads.
1285
1286         match expr.node {
1287             ExprPath(_) => succ,
1288             ExprField(ref e, _, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1289             ExprTupField(ref e, _, _) => self.propagate_through_expr(&**e, succ),
1290             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1291         }
1292     }
1293
1294     // see comment on propagate_through_lvalue()
1295     fn write_lvalue(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1296                     -> LiveNode {
1297         match expr.node {
1298           ExprPath(_) => self.access_path(expr, succ, acc),
1299
1300           // We do not track other lvalues, so just propagate through
1301           // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1302           // non-lvalues occur here, because those are detected in the
1303           // later pass borrowck.
1304           _ => succ
1305         }
1306     }
1307
1308     fn access_path(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: uint)
1309                    -> LiveNode {
1310         match self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id) {
1311           DefLocal(nid) => {
1312             let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1313             if acc != 0u {
1314                 self.init_from_succ(ln, succ);
1315                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1316                 self.acc(ln, var, acc);
1317             }
1318             ln
1319           }
1320           _ => succ
1321         }
1322     }
1323
1324     fn propagate_through_loop(&mut self,
1325                               expr: &Expr,
1326                               kind: LoopKind,
1327                               body: &Block,
1328                               succ: LiveNode)
1329                               -> LiveNode {
1330
1331         /*
1332
1333         We model control flow like this:
1334
1335               (cond) <--+
1336                 |       |
1337                 v       |
1338           +-- (expr)    |
1339           |     |       |
1340           |     v       |
1341           |   (body) ---+
1342           |
1343           |
1344           v
1345         (succ)
1346
1347         */
1348
1349
1350         // first iteration:
1351         let mut first_merge = true;
1352         let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1353         self.init_empty(ln, succ);
1354         match kind {
1355             LoopLoop => {}
1356             _ => {
1357                 // If this is not a `loop` loop, then it's possible we bypass
1358                 // the body altogether. Otherwise, the only way is via a `break`
1359                 // in the loop body.
1360                 self.merge_from_succ(ln, succ, first_merge);
1361                 first_merge = false;
1362             }
1363         }
1364         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1365                expr.id, block_to_string(body));
1366
1367         let cond_ln = match kind {
1368             LoopLoop => ln,
1369             ForLoop(ref pat) => self.define_bindings_in_pat(*pat, ln),
1370             WhileLoop(ref cond) => self.propagate_through_expr(&**cond, ln),
1371         };
1372         let body_ln = self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln, |this| {
1373             this.propagate_through_block(body, cond_ln)
1374         });
1375
1376         // repeat until fixed point is reached:
1377         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1378             first_merge = false;
1379
1380             let new_cond_ln = match kind {
1381                 LoopLoop => ln,
1382                 ForLoop(ref pat) => {
1383                     self.define_bindings_in_pat(*pat, ln)
1384                 }
1385                 WhileLoop(ref cond) => {
1386                     self.propagate_through_expr(&**cond, ln)
1387                 }
1388             };
1389             assert!(cond_ln == new_cond_ln);
1390             assert!(body_ln == self.with_loop_nodes(expr.id, succ, ln,
1391             |this| this.propagate_through_block(body, cond_ln)));
1392         }
1393
1394         cond_ln
1395     }
1396
1397     fn with_loop_nodes<R>(&mut self,
1398                           loop_node_id: NodeId,
1399                           break_ln: LiveNode,
1400                           cont_ln: LiveNode,
1401                           f: |&mut Liveness<'a, 'tcx>| -> R)
1402                           -> R {
1403         debug!("with_loop_nodes: {} {}", loop_node_id, break_ln.get());
1404         self.loop_scope.push(loop_node_id);
1405         self.break_ln.insert(loop_node_id, break_ln);
1406         self.cont_ln.insert(loop_node_id, cont_ln);
1407         let r = f(self);
1408         self.loop_scope.pop();
1409         r
1410     }
1411 }
1412
1413 // _______________________________________________________________________
1414 // Checking for error conditions
1415
1416 fn check_local(this: &mut Liveness, local: &ast::Local) {
1417     match local.init {
1418         Some(_) => {
1419             this.warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&*local.pat);
1420         },
1421         None => {
1422             this.pat_bindings(&*local.pat, |this, ln, var, sp, id| {
1423                 this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1424             })
1425         }
1426     }
1427
1428     visit::walk_local(this, local);
1429 }
1430
1431 fn check_arm(this: &mut Liveness, arm: &Arm) {
1432     // only consider the first pattern; any later patterns must have
1433     // the same bindings, and we also consider the first pattern to be
1434     // the "authoritative" set of ids
1435     this.arm_pats_bindings(arm.pats.as_slice().head().map(|p| &**p), |this, ln, var, sp, id| {
1436         this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1437     });
1438     visit::walk_arm(this, arm);
1439 }
1440
1441 fn check_expr(this: &mut Liveness, expr: &Expr) {
1442     match expr.node {
1443       ExprAssign(ref l, ref r) => {
1444         this.check_lvalue(&**l);
1445         this.visit_expr(&**r);
1446
1447         visit::walk_expr(this, expr);
1448       }
1449
1450       ExprAssignOp(_, ref l, _) => {
1451         this.check_lvalue(&**l);
1452
1453         visit::walk_expr(this, expr);
1454       }
1455
1456       ExprInlineAsm(ref ia) => {
1457         for &(_, ref input) in ia.inputs.iter() {
1458           this.visit_expr(&**input);
1459         }
1460
1461         // Output operands must be lvalues
1462         for &(_, ref out, _) in ia.outputs.iter() {
1463           this.check_lvalue(&**out);
1464           this.visit_expr(&**out);
1465         }
1466
1467         visit::walk_expr(this, expr);
1468       }
1469
1470       ExprForLoop(ref pat, _, _, _) => {
1471         this.pat_bindings(&**pat, |this, ln, var, sp, id| {
1472             this.warn_about_unused(sp, id, ln, var);
1473         });
1474
1475         visit::walk_expr(this, expr);
1476       }
1477
1478       // no correctness conditions related to liveness
1479       ExprCall(..) | ExprMethodCall(..) | ExprIf(..) | ExprMatch(..) |
1480       ExprWhile(..) | ExprLoop(..) | ExprIndex(..) | ExprField(..) |
1481       ExprTupField(..) | ExprVec(..) | ExprTup(..) | ExprBinary(..) |
1482       ExprCast(..) | ExprUnary(..) | ExprRet(..) | ExprBreak(..) |
1483       ExprAgain(..) | ExprLit(_) | ExprBlock(..) | ExprSlice(..) |
1484       ExprMac(..) | ExprAddrOf(..) | ExprStruct(..) | ExprRepeat(..) |
1485       ExprParen(..) | ExprFnBlock(..) | ExprProc(..) | ExprUnboxedFn(..) |
1486       ExprPath(..) | ExprBox(..) => {
1487         visit::walk_expr(this, expr);
1488       }
1489       ExprIfLet(..) => {
1490         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
1491       }
1492       ExprWhileLet(..) => {
1493         this.ir.tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
1494       }
1495     }
1496 }
1497
1498 fn check_fn(_v: &Liveness,
1499             _fk: FnKind,
1500             _decl: &FnDecl,
1501             _body: &Block,
1502             _sp: Span,
1503             _id: NodeId) {
1504     // do not check contents of nested fns
1505 }
1506
1507 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
1508     fn check_ret(&self,
1509                  id: NodeId,
1510                  sp: Span,
1511                  _fk: FnKind,
1512                  entry_ln: LiveNode,
1513                  body: &Block) {
1514         if self.live_on_entry(entry_ln, self.s.no_ret_var).is_some() {
1515             // if no_ret_var is live, then we fall off the end of the
1516             // function without any kind of return expression:
1517
1518             let t_ret = ty::ty_fn_ret(ty::node_id_to_type(self.ir.tcx, id));
1519             if ty::type_is_nil(t_ret) {
1520                 // for nil return types, it is ok to not return a value expl.
1521             } else if ty::type_is_bot(t_ret) {
1522                 // for bot return types, not ok.  Function should fail.
1523                 self.ir.tcx.sess.span_err(
1524                     sp, "some control paths may return");
1525             } else {
1526                 let ends_with_stmt = match body.expr {
1527                     None if body.stmts.len() > 0 =>
1528                         match body.stmts.last().unwrap().node {
1529                             StmtSemi(ref e, _) => {
1530                                 let t_stmt = ty::expr_ty(self.ir.tcx, &**e);
1531                                 ty::get(t_stmt).sty == ty::get(t_ret).sty
1532                             },
1533                             _ => false
1534                         },
1535                     _ => false
1536                 };
1537                 self.ir.tcx.sess.span_err(
1538                     sp, "not all control paths return a value");
1539                 if ends_with_stmt {
1540                     let last_stmt = body.stmts.last().unwrap();
1541                     let original_span = original_sp(self.ir.tcx.sess.codemap(),
1542                                                     last_stmt.span, sp);
1543                     let span_semicolon = Span {
1544                         lo: original_span.hi - BytePos(1),
1545                         hi: original_span.hi,
1546                         expn_id: original_span.expn_id
1547                     };
1548                     self.ir.tcx.sess.span_note(
1549                         span_semicolon, "consider removing this semicolon:");
1550                 }
1551            }
1552         }
1553     }
1554
1555     fn check_lvalue(&mut self, expr: &Expr) {
1556         match expr.node {
1557           ExprPath(_) => {
1558             match self.ir.tcx.def_map.borrow().get_copy(&expr.id) {
1559               DefLocal(nid) => {
1560                 // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1561                 // if there is no later assignment. If this local is actually
1562                 // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1563                 // as being used.
1564                 let ln = self.live_node(expr.id, expr.span);
1565                 let var = self.variable(nid, expr.span);
1566                 self.warn_about_dead_assign(expr.span, expr.id, ln, var);
1567               }
1568               _ => {}
1569             }
1570           }
1571
1572           _ => {
1573             // For other kinds of lvalues, no checks are required,
1574             // and any embedded expressions are actually rvalues
1575             visit::walk_expr(self, expr);
1576           }
1577        }
1578     }
1579
1580     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1581         let name = self.ir.variable_name(var);
1582         if name.len() == 0 || name.as_bytes()[0] == ('_' as u8) {
1583             None
1584         } else {
1585             Some(name)
1586         }
1587     }
1588
1589     fn warn_about_unused_args(&self, decl: &FnDecl, entry_ln: LiveNode) {
1590         for arg in decl.inputs.iter() {
1591             pat_util::pat_bindings(&self.ir.tcx.def_map,
1592                                    &*arg.pat,
1593                                    |_bm, p_id, sp, path1| {
1594                 let var = self.variable(p_id, sp);
1595                 // Ignore unused self.
1596                 let ident = path1.node;
1597                 if ident.name != special_idents::self_.name {
1598                     self.warn_about_unused(sp, p_id, entry_ln, var);
1599                 }
1600             })
1601         }
1602     }
1603
1604     fn warn_about_unused_or_dead_vars_in_pat(&mut self, pat: &Pat) {
1605         self.pat_bindings(pat, |this, ln, var, sp, id| {
1606             if !this.warn_about_unused(sp, id, ln, var) {
1607                 this.warn_about_dead_assign(sp, id, ln, var);
1608             }
1609         })
1610     }
1611
1612     fn warn_about_unused(&self,
1613                          sp: Span,
1614                          id: NodeId,
1615                          ln: LiveNode,
1616                          var: Variable)
1617                          -> bool {
1618         if !self.used_on_entry(ln, var) {
1619             let r = self.should_warn(var);
1620             for name in r.iter() {
1621
1622                 // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: int)
1623                 // {ret}`, there is only one node, so asking about
1624                 // assigned_on_exit() is not meaningful.
1625                 let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1626                     false
1627                 } else {
1628                     self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1629                 };
1630
1631                 if is_assigned {
1632                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1633                         format!("variable `{}` is assigned to, but never used",
1634                                 *name));
1635                 } else {
1636                     self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_VARIABLES, id, sp,
1637                         format!("unused variable: `{}`", *name));
1638                 }
1639             }
1640             true
1641         } else {
1642             false
1643         }
1644     }
1645
1646     fn warn_about_dead_assign(&self,
1647                               sp: Span,
1648                               id: NodeId,
1649                               ln: LiveNode,
1650                               var: Variable) {
1651         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1652             let r = self.should_warn(var);
1653             for name in r.iter() {
1654                 self.ir.tcx.sess.add_lint(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, id, sp,
1655                     format!("value assigned to `{}` is never read", *name));
1656             }
1657         }
1658     }
1659  }