]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_passes/liveness.rs
Fix caching issue when building tools.
[rust.git] / src / librustc_passes / liveness.rs
1 //! A classic liveness analysis based on dataflow over the AST. Computes,
2 //! for each local variable in a function, whether that variable is live
3 //! at a given point. Program execution points are identified by their
4 //! IDs.
5 //!
6 //! # Basic idea
7 //!
8 //! The basic model is that each local variable is assigned an index. We
9 //! represent sets of local variables using a vector indexed by this
10 //! index. The value in the vector is either 0, indicating the variable
11 //! is dead, or the ID of an expression that uses the variable.
12 //!
13 //! We conceptually walk over the AST in reverse execution order. If we
14 //! find a use of a variable, we add it to the set of live variables. If
15 //! we find an assignment to a variable, we remove it from the set of live
16 //! variables. When we have to merge two flows, we take the union of
17 //! those two flows -- if the variable is live on both paths, we simply
18 //! pick one ID. In the event of loops, we continue doing this until a
19 //! fixed point is reached.
20 //!
21 //! ## Checking initialization
22 //!
23 //! At the function entry point, all variables must be dead. If this is
24 //! not the case, we can report an error using the ID found in the set of
25 //! live variables, which identifies a use of the variable which is not
26 //! dominated by an assignment.
27 //!
28 //! ## Checking moves
29 //!
30 //! After each explicit move, the variable must be dead.
31 //!
32 //! ## Computing last uses
33 //!
34 //! Any use of the variable where the variable is dead afterwards is a
35 //! last use.
36 //!
37 //! # Implementation details
38 //!
39 //! The actual implementation contains two (nested) walks over the AST.
40 //! The outer walk has the job of building up the ir_maps instance for the
41 //! enclosing function. On the way down the tree, it identifies those AST
42 //! nodes and variable IDs that will be needed for the liveness analysis
43 //! and assigns them contiguous IDs. The liveness ID for an AST node is
44 //! called a `live_node` (it's a newtype'd `u32`) and the ID for a variable
45 //! is called a `variable` (another newtype'd `u32`).
46 //!
47 //! On the way back up the tree, as we are about to exit from a function
48 //! declaration we allocate a `liveness` instance. Now that we know
49 //! precisely how many nodes and variables we need, we can allocate all
50 //! the various arrays that we will need to precisely the right size. We then
51 //! perform the actual propagation on the `liveness` instance.
52 //!
53 //! This propagation is encoded in the various `propagate_through_*()`
54 //! methods. It effectively does a reverse walk of the AST; whenever we
55 //! reach a loop node, we iterate until a fixed point is reached.
56 //!
57 //! ## The `RWU` struct
58 //!
59 //! At each live node `N`, we track three pieces of information for each
60 //! variable `V` (these are encapsulated in the `RWU` struct):
61 //!
62 //! - `reader`: the `LiveNode` ID of some node which will read the value
63 //!    that `V` holds on entry to `N`. Formally: a node `M` such
64 //!    that there exists a path `P` from `N` to `M` where `P` does not
65 //!    write `V`. If the `reader` is `invalid_node()`, then the current
66 //!    value will never be read (the variable is dead, essentially).
67 //!
68 //! - `writer`: the `LiveNode` ID of some node which will write the
69 //!    variable `V` and which is reachable from `N`. Formally: a node `M`
70 //!    such that there exists a path `P` from `N` to `M` and `M` writes
71 //!    `V`. If the `writer` is `invalid_node()`, then there is no writer
72 //!    of `V` that follows `N`.
73 //!
74 //! - `used`: a boolean value indicating whether `V` is *used*. We
75 //!   distinguish a *read* from a *use* in that a *use* is some read that
76 //!   is not just used to generate a new value. For example, `x += 1` is
77 //!   a read but not a use. This is used to generate better warnings.
78 //!
79 //! ## Special nodes and variables
80 //!
81 //! We generate various special nodes for various, well, special purposes.
82 //! These are described in the `Specials` struct.
83
84 use self::LiveNodeKind::*;
85 use self::VarKind::*;
86
87 use rustc_ast::ast::InlineAsmOptions;
88 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
89 use rustc_errors::Applicability;
90 use rustc_hir as hir;
91 use rustc_hir::def::*;
92 use rustc_hir::def_id::LocalDefId;
93 use rustc_hir::intravisit::{self, FnKind, NestedVisitorMap, Visitor};
94 use rustc_hir::{Expr, HirId, HirIdMap, HirIdSet, Node};
95 use rustc_middle::hir::map::Map;
96 use rustc_middle::ty::query::Providers;
97 use rustc_middle::ty::{self, TyCtxt};
98 use rustc_session::lint;
99 use rustc_span::symbol::{sym, Symbol};
100 use rustc_span::Span;
101
102 use std::collections::VecDeque;
103 use std::fmt;
104 use std::io;
105 use std::io::prelude::*;
106 use std::rc::Rc;
107
108 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
109 struct Variable(u32);
110
111 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
112 struct LiveNode(u32);
113
114 impl Variable {
115     fn get(&self) -> usize {
116         self.0 as usize
117     }
118 }
119
120 impl LiveNode {
121     fn get(&self) -> usize {
122         self.0 as usize
123     }
124 }
125
126 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
127 enum LiveNodeKind {
128     UpvarNode(Span),
129     ExprNode(Span),
130     VarDefNode(Span),
131     ClosureNode,
132     ExitNode,
133 }
134
135 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
136     let sm = tcx.sess.source_map();
137     match lnk {
138         UpvarNode(s) => format!("Upvar node [{}]", sm.span_to_string(s)),
139         ExprNode(s) => format!("Expr node [{}]", sm.span_to_string(s)),
140         VarDefNode(s) => format!("Var def node [{}]", sm.span_to_string(s)),
141         ClosureNode => "Closure node".to_owned(),
142         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
143     }
144 }
145
146 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
147     type Map = Map<'tcx>;
148
149     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
150         NestedVisitorMap::OnlyBodies(self.tcx.hir())
151     }
152
153     fn visit_fn(
154         &mut self,
155         fk: FnKind<'tcx>,
156         fd: &'tcx hir::FnDecl<'tcx>,
157         b: hir::BodyId,
158         s: Span,
159         id: HirId,
160     ) {
161         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
162     }
163
164     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
165         visit_local(self, l);
166     }
167     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
168         visit_expr(self, ex);
169     }
170     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
171         visit_arm(self, a);
172     }
173 }
174
175 fn check_mod_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: LocalDefId) {
176     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(
177         module_def_id,
178         &mut IrMaps::new(tcx, module_def_id).as_deep_visitor(),
179     );
180 }
181
182 pub fn provide(providers: &mut Providers<'_>) {
183     *providers = Providers { check_mod_liveness, ..*providers };
184 }
185
186 impl fmt::Debug for LiveNode {
187     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
188         write!(f, "ln({})", self.get())
189     }
190 }
191
192 impl fmt::Debug for Variable {
193     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
194         write!(f, "v({})", self.get())
195     }
196 }
197
198 // ______________________________________________________________________
199 // Creating ir_maps
200 //
201 // This is the first pass and the one that drives the main
202 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
203 // we count for each function the number of variables as well as
204 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
205 // capture clause that does something of interest: either it has
206 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
207 //
208 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
209 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
210 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
211 // of live variables at each program point.
212 //
213 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
214 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
215 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
216 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
217 // variable must not be assigned if there is some successor
218 // assignment.  And so forth.
219
220 impl LiveNode {
221     fn is_valid(&self) -> bool {
222         self.0 != u32::MAX
223     }
224 }
225
226 fn invalid_node() -> LiveNode {
227     LiveNode(u32::MAX)
228 }
229
230 struct CaptureInfo {
231     ln: LiveNode,
232     var_hid: HirId,
233 }
234
235 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
236 struct LocalInfo {
237     id: HirId,
238     name: Symbol,
239     is_shorthand: bool,
240 }
241
242 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
243 enum VarKind {
244     Param(HirId, Symbol),
245     Local(LocalInfo),
246     Upvar(HirId, Symbol),
247 }
248
249 struct IrMaps<'tcx> {
250     tcx: TyCtxt<'tcx>,
251     body_owner: LocalDefId,
252     num_live_nodes: usize,
253     num_vars: usize,
254     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
255     variable_map: HirIdMap<Variable>,
256     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
257     var_kinds: Vec<VarKind>,
258     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
259 }
260
261 impl IrMaps<'tcx> {
262     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, body_owner: LocalDefId) -> IrMaps<'tcx> {
263         IrMaps {
264             tcx,
265             body_owner,
266             num_live_nodes: 0,
267             num_vars: 0,
268             live_node_map: HirIdMap::default(),
269             variable_map: HirIdMap::default(),
270             capture_info_map: Default::default(),
271             var_kinds: Vec::new(),
272             lnks: Vec::new(),
273         }
274     }
275
276     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
277         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes as u32);
278         self.lnks.push(lnk);
279         self.num_live_nodes += 1;
280
281         debug!("{:?} is of kind {}", ln, live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
282
283         ln
284     }
285
286     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
287         let ln = self.add_live_node(lnk);
288         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
289
290         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
291     }
292
293     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
294         let v = Variable(self.num_vars as u32);
295         self.var_kinds.push(vk);
296         self.num_vars += 1;
297
298         match vk {
299             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) | Upvar(node_id, _) => {
300                 self.variable_map.insert(node_id, v);
301             }
302         }
303
304         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
305
306         v
307     }
308
309     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
310         match self.variable_map.get(&hir_id) {
311             Some(&var) => var,
312             None => {
313                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
314             }
315         }
316     }
317
318     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
319         match self.var_kinds[var.get()] {
320             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) | Upvar(_, name) => name.to_string(),
321         }
322     }
323
324     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
325         match self.var_kinds[var.get()] {
326             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
327             Param(..) | Upvar(..) => false,
328         }
329     }
330
331     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
332         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
333     }
334
335     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
336         self.lnks[ln.get()]
337     }
338 }
339
340 fn visit_fn<'tcx>(
341     ir: &mut IrMaps<'tcx>,
342     fk: FnKind<'tcx>,
343     decl: &'tcx hir::FnDecl<'tcx>,
344     body_id: hir::BodyId,
345     sp: Span,
346     id: hir::HirId,
347 ) {
348     debug!("visit_fn {:?}", id);
349
350     // swap in a new set of IR maps for this function body:
351     let def_id = ir.tcx.hir().local_def_id(id);
352     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx, def_id);
353
354     // Don't run unused pass for #[derive()]
355     if let FnKind::Method(..) = fk {
356         let parent = ir.tcx.hir().get_parent_item(id);
357         if let Some(Node::Item(i)) = ir.tcx.hir().find(parent) {
358             if i.attrs.iter().any(|a| a.check_name(sym::automatically_derived)) {
359                 return;
360             }
361         }
362     }
363
364     debug!("creating fn_maps: {:p}", &fn_maps);
365
366     let body = ir.tcx.hir().body(body_id);
367
368     if let Some(upvars) = ir.tcx.upvars_mentioned(def_id) {
369         for (&var_hir_id, _upvar) in upvars {
370             debug!("adding upvar {:?}", var_hir_id);
371             let var_name = ir.tcx.hir().name(var_hir_id);
372             fn_maps.add_variable(Upvar(var_hir_id, var_name));
373         }
374     }
375
376     for param in body.params {
377         let is_shorthand = match param.pat.kind {
378             rustc_hir::PatKind::Struct(..) => true,
379             _ => false,
380         };
381         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
382             debug!("adding parameters {:?}", hir_id);
383             let var = if is_shorthand {
384                 Local(LocalInfo { id: hir_id, name: ident.name, is_shorthand: true })
385             } else {
386                 Param(hir_id, ident.name)
387             };
388             fn_maps.add_variable(var);
389         })
390     }
391
392     // gather up the various local variables, significant expressions,
393     // and so forth:
394     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body_id, sp, id);
395
396     // compute liveness
397     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, def_id);
398     let entry_ln = lsets.compute(fk, &body, sp, id);
399     lsets.log_liveness(entry_ln, id);
400
401     // check for various error conditions
402     lsets.visit_body(body);
403     lsets.warn_about_unused_upvars(entry_ln);
404     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
405 }
406
407 fn add_from_pat(ir: &mut IrMaps<'_>, pat: &hir::Pat<'_>) {
408     // For struct patterns, take note of which fields used shorthand
409     // (`x` rather than `x: x`).
410     let mut shorthand_field_ids = HirIdSet::default();
411     let mut pats = VecDeque::new();
412     pats.push_back(pat);
413     while let Some(pat) = pats.pop_front() {
414         use rustc_hir::PatKind::*;
415         match &pat.kind {
416             Binding(.., inner_pat) => {
417                 pats.extend(inner_pat.iter());
418             }
419             Struct(_, fields, _) => {
420                 let ids = fields.iter().filter(|f| f.is_shorthand).map(|f| f.pat.hir_id);
421                 shorthand_field_ids.extend(ids);
422             }
423             Ref(inner_pat, _) | Box(inner_pat) => {
424                 pats.push_back(inner_pat);
425             }
426             TupleStruct(_, inner_pats, _) | Tuple(inner_pats, _) | Or(inner_pats) => {
427                 pats.extend(inner_pats.iter());
428             }
429             Slice(pre_pats, inner_pat, post_pats) => {
430                 pats.extend(pre_pats.iter());
431                 pats.extend(inner_pat.iter());
432                 pats.extend(post_pats.iter());
433             }
434             _ => {}
435         }
436     }
437
438     pat.each_binding(|_, hir_id, _, ident| {
439         ir.add_live_node_for_node(hir_id, VarDefNode(ident.span));
440         ir.add_variable(Local(LocalInfo {
441             id: hir_id,
442             name: ident.name,
443             is_shorthand: shorthand_field_ids.contains(&hir_id),
444         }));
445     });
446 }
447
448 fn visit_local<'tcx>(ir: &mut IrMaps<'tcx>, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
449     add_from_pat(ir, &local.pat);
450     intravisit::walk_local(ir, local);
451 }
452
453 fn visit_arm<'tcx>(ir: &mut IrMaps<'tcx>, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
454     add_from_pat(ir, &arm.pat);
455     intravisit::walk_arm(ir, arm);
456 }
457
458 fn visit_expr<'tcx>(ir: &mut IrMaps<'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
459     match expr.kind {
460         // live nodes required for uses or definitions of variables:
461         hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
462             debug!("expr {}: path that leads to {:?}", expr.hir_id, path.res);
463             if let Res::Local(_var_hir_id) = path.res {
464                 ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
465             }
466             intravisit::walk_expr(ir, expr);
467         }
468         hir::ExprKind::Closure(..) => {
469             // Interesting control flow (for loops can contain labeled
470             // breaks or continues)
471             ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
472
473             // Make a live_node for each captured variable, with the span
474             // being the location that the variable is used.  This results
475             // in better error messages than just pointing at the closure
476             // construction site.
477             let mut call_caps = Vec::new();
478             let closure_def_id = ir.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
479             if let Some(upvars) = ir.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id) {
480                 call_caps.extend(upvars.iter().map(|(&var_id, upvar)| {
481                     let upvar_ln = ir.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
482                     CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: var_id }
483                 }));
484             }
485             ir.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
486             let old_body_owner = ir.body_owner;
487             ir.body_owner = closure_def_id;
488             intravisit::walk_expr(ir, expr);
489             ir.body_owner = old_body_owner;
490         }
491
492         // live nodes required for interesting control flow:
493         hir::ExprKind::Match(..) | hir::ExprKind::Loop(..) => {
494             ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
495             intravisit::walk_expr(ir, expr);
496         }
497         hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
498             ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
499             intravisit::walk_expr(ir, expr);
500         }
501
502         // otherwise, live nodes are not required:
503         hir::ExprKind::Index(..)
504         | hir::ExprKind::Field(..)
505         | hir::ExprKind::Array(..)
506         | hir::ExprKind::Call(..)
507         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
508         | hir::ExprKind::Tup(..)
509         | hir::ExprKind::Binary(..)
510         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
511         | hir::ExprKind::Cast(..)
512         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
513         | hir::ExprKind::Unary(..)
514         | hir::ExprKind::Break(..)
515         | hir::ExprKind::Continue(_)
516         | hir::ExprKind::Lit(_)
517         | hir::ExprKind::Ret(..)
518         | hir::ExprKind::Block(..)
519         | hir::ExprKind::Assign(..)
520         | hir::ExprKind::AssignOp(..)
521         | hir::ExprKind::Struct(..)
522         | hir::ExprKind::Repeat(..)
523         | hir::ExprKind::InlineAsm(..)
524         | hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(..)
525         | hir::ExprKind::Box(..)
526         | hir::ExprKind::Yield(..)
527         | hir::ExprKind::Type(..)
528         | hir::ExprKind::Err
529         | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
530             intravisit::walk_expr(ir, expr);
531         }
532     }
533 }
534
535 // ______________________________________________________________________
536 // Computing liveness sets
537 //
538 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
539 // the same basic propagation framework in all cases.
540
541 #[derive(Clone, Copy)]
542 struct RWU {
543     reader: LiveNode,
544     writer: LiveNode,
545     used: bool,
546 }
547
548 /// Conceptually, this is like a `Vec<RWU>`. But the number of `RWU`s can get
549 /// very large, so it uses a more compact representation that takes advantage
550 /// of the fact that when the number of `RWU`s is large, most of them have an
551 /// invalid reader and an invalid writer.
552 struct RWUTable {
553     /// Each entry in `packed_rwus` is either INV_INV_FALSE, INV_INV_TRUE, or
554     /// an index into `unpacked_rwus`. In the common cases, this compacts the
555     /// 65 bits of data into 32; in the uncommon cases, it expands the 65 bits
556     /// in 96.
557     ///
558     /// More compact representations are possible -- e.g., use only 2 bits per
559     /// packed `RWU` and make the secondary table a HashMap that maps from
560     /// indices to `RWU`s -- but this one strikes a good balance between size
561     /// and speed.
562     packed_rwus: Vec<u32>,
563     unpacked_rwus: Vec<RWU>,
564 }
565
566 // A constant representing `RWU { reader: invalid_node(); writer: invalid_node(); used: false }`.
567 const INV_INV_FALSE: u32 = u32::MAX;
568
569 // A constant representing `RWU { reader: invalid_node(); writer: invalid_node(); used: true }`.
570 const INV_INV_TRUE: u32 = u32::MAX - 1;
571
572 impl RWUTable {
573     fn new(num_rwus: usize) -> RWUTable {
574         Self { packed_rwus: vec![INV_INV_FALSE; num_rwus], unpacked_rwus: vec![] }
575     }
576
577     fn get(&self, idx: usize) -> RWU {
578         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
579         match packed_rwu {
580             INV_INV_FALSE => RWU { reader: invalid_node(), writer: invalid_node(), used: false },
581             INV_INV_TRUE => RWU { reader: invalid_node(), writer: invalid_node(), used: true },
582             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize],
583         }
584     }
585
586     fn get_reader(&self, idx: usize) -> LiveNode {
587         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
588         match packed_rwu {
589             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => invalid_node(),
590             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].reader,
591         }
592     }
593
594     fn get_writer(&self, idx: usize) -> LiveNode {
595         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
596         match packed_rwu {
597             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => invalid_node(),
598             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].writer,
599         }
600     }
601
602     fn get_used(&self, idx: usize) -> bool {
603         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
604         match packed_rwu {
605             INV_INV_FALSE => false,
606             INV_INV_TRUE => true,
607             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].used,
608         }
609     }
610
611     #[inline]
612     fn copy_packed(&mut self, dst_idx: usize, src_idx: usize) {
613         self.packed_rwus[dst_idx] = self.packed_rwus[src_idx];
614     }
615
616     fn assign_unpacked(&mut self, idx: usize, rwu: RWU) {
617         if rwu.reader == invalid_node() && rwu.writer == invalid_node() {
618             // When we overwrite an indexing entry in `self.packed_rwus` with
619             // `INV_INV_{TRUE,FALSE}` we don't remove the corresponding entry
620             // from `self.unpacked_rwus`; it's not worth the effort, and we
621             // can't have entries shifting around anyway.
622             self.packed_rwus[idx] = if rwu.used { INV_INV_TRUE } else { INV_INV_FALSE }
623         } else {
624             // Add a new RWU to `unpacked_rwus` and make `packed_rwus[idx]`
625             // point to it.
626             self.packed_rwus[idx] = self.unpacked_rwus.len() as u32;
627             self.unpacked_rwus.push(rwu);
628         }
629     }
630
631     fn assign_inv_inv(&mut self, idx: usize) {
632         self.packed_rwus[idx] = if self.get_used(idx) { INV_INV_TRUE } else { INV_INV_FALSE };
633     }
634 }
635
636 #[derive(Copy, Clone)]
637 struct Specials {
638     /// A live node representing a point of execution before closure entry &
639     /// after closure exit. Used to calculate liveness of captured variables
640     /// through calls to the same closure. Used for Fn & FnMut closures only.
641     closure_ln: LiveNode,
642     /// A live node representing every 'exit' from the function, whether it be
643     /// by explicit return, panic, or other means.
644     exit_ln: LiveNode,
645 }
646
647 const ACC_READ: u32 = 1;
648 const ACC_WRITE: u32 = 2;
649 const ACC_USE: u32 = 4;
650
651 struct Liveness<'a, 'tcx> {
652     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
653     tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
654     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
655     s: Specials,
656     successors: Vec<LiveNode>,
657     rwu_table: RWUTable,
658
659     // mappings from loop node ID to LiveNode
660     // ("break" label should map to loop node ID,
661     // it probably doesn't now)
662     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
663     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
664 }
665
666 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
667     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, def_id: LocalDefId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
668         let specials = Specials {
669             closure_ln: ir.add_live_node(ClosureNode),
670             exit_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
671         };
672
673         let tables = ir.tcx.typeck_tables_of(def_id);
674         let param_env = ir.tcx.param_env(def_id);
675
676         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
677         let num_vars = ir.num_vars;
678
679         Liveness {
680             ir,
681             tables,
682             param_env,
683             s: specials,
684             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
685             rwu_table: RWUTable::new(num_live_nodes * num_vars),
686             break_ln: Default::default(),
687             cont_ln: Default::default(),
688         }
689     }
690
691     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
692         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
693             Some(&ln) => ln,
694             None => {
695                 // This must be a mismatch between the ir_map construction
696                 // above and the propagation code below; the two sets of
697                 // code have to agree about which AST nodes are worth
698                 // creating liveness nodes for.
699                 span_bug!(span, "no live node registered for node {:?}", hir_id);
700             }
701         }
702     }
703
704     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
705         self.ir.variable(hir_id, span)
706     }
707
708     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
709         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
710         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
711         // to be the "authoritative" set of ids.
712         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
713             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
714             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
715             self.init_from_succ(ln, succ);
716             self.define(ln, var);
717             succ = ln;
718         });
719         succ
720     }
721
722     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
723         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
724     }
725
726     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
727         assert!(ln.is_valid());
728         let reader = self.rwu_table.get_reader(self.idx(ln, var));
729         if reader.is_valid() { Some(self.ir.lnk(reader)) } else { None }
730     }
731
732     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
733     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
734         let successor = self.successors[ln.get()];
735         self.live_on_entry(successor, var)
736     }
737
738     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
739         assert!(ln.is_valid());
740         self.rwu_table.get_used(self.idx(ln, var))
741     }
742
743     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
744         assert!(ln.is_valid());
745         let writer = self.rwu_table.get_writer(self.idx(ln, var));
746         if writer.is_valid() { Some(self.ir.lnk(writer)) } else { None }
747     }
748
749     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
750         let successor = self.successors[ln.get()];
751         self.assigned_on_entry(successor, var)
752     }
753
754     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F)
755     where
756         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
757     {
758         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
759         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
760         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
761             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
762         }
763     }
764
765     fn write_vars<F>(&self, wr: &mut dyn Write, ln: LiveNode, mut test: F) -> io::Result<()>
766     where
767         F: FnMut(usize) -> bool,
768     {
769         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
770         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
771             let idx = node_base_idx + var_idx;
772             if test(idx) {
773                 write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx as u32))?;
774             }
775         }
776         Ok(())
777     }
778
779     #[allow(unused_must_use)]
780     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
781         let mut wr = Vec::new();
782         {
783             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
784             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
785             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_reader(idx).is_valid());
786             write!(wr, "  writes");
787             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_writer(idx).is_valid());
788             write!(wr, "  uses");
789             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_used(idx));
790
791             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
792         }
793         String::from_utf8(wr).unwrap()
794     }
795
796     fn log_liveness(&self, entry_ln: LiveNode, hir_id: hir::HirId) {
797         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
798         debug!(
799             "^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})",
800             {
801                 for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
802                     debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx as u32)));
803                 }
804                 hir_id
805             },
806             entry_ln
807         );
808     }
809
810     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
811         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
812
813         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
814         // set to INV_INV_FALSE when they are created, and the sets only grow
815         // during iterations.
816     }
817
818     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
819         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
820         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
821
822         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
823             this.rwu_table.copy_packed(idx, succ_idx);
824         });
825         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})", self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
826     }
827
828     fn merge_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, first_merge: bool) -> bool {
829         if ln == succ_ln {
830             return false;
831         }
832
833         let mut any_changed = false;
834         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
835             // This is a special case, pulled out from the code below, where we
836             // don't have to do anything. It occurs about 60-70% of the time.
837             if this.rwu_table.packed_rwus[succ_idx] == INV_INV_FALSE {
838                 return;
839             }
840
841             let mut changed = false;
842             let mut rwu = this.rwu_table.get(idx);
843             let succ_rwu = this.rwu_table.get(succ_idx);
844             if succ_rwu.reader.is_valid() && !rwu.reader.is_valid() {
845                 rwu.reader = succ_rwu.reader;
846                 changed = true
847             }
848
849             if succ_rwu.writer.is_valid() && !rwu.writer.is_valid() {
850                 rwu.writer = succ_rwu.writer;
851                 changed = true
852             }
853
854             if succ_rwu.used && !rwu.used {
855                 rwu.used = true;
856                 changed = true;
857             }
858
859             if changed {
860                 this.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
861                 any_changed = true;
862             }
863         });
864
865         debug!(
866             "merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
867             ln,
868             self.ln_str(succ_ln),
869             first_merge,
870             any_changed
871         );
872         any_changed
873     }
874
875     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
876     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
877     // this) so we just clear out all the data.
878     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
879         let idx = self.idx(writer, var);
880         self.rwu_table.assign_inv_inv(idx);
881
882         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var, idx, self.ln_str(writer));
883     }
884
885     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
886     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
887         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}", ln, acc, var, self.ln_str(ln));
888
889         let idx = self.idx(ln, var);
890         let mut rwu = self.rwu_table.get(idx);
891
892         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
893             rwu.reader = invalid_node();
894             rwu.writer = ln;
895         }
896
897         // Important: if we both read/write, must do read second
898         // or else the write will override.
899         if (acc & ACC_READ) != 0 {
900             rwu.reader = ln;
901         }
902
903         if (acc & ACC_USE) != 0 {
904             rwu.used = true;
905         }
906
907         self.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
908     }
909
910     fn compute(
911         &mut self,
912         fk: FnKind<'_>,
913         body: &hir::Body<'_>,
914         span: Span,
915         id: hir::HirId,
916     ) -> LiveNode {
917         debug!("compute: using id for body, {:?}", body.value);
918
919         // # Liveness of captured variables
920         //
921         // When computing the liveness for captured variables we take into
922         // account how variable is captured (ByRef vs ByValue) and what is the
923         // closure kind (Generator / FnOnce vs Fn / FnMut).
924         //
925         // Variables captured by reference are assumed to be used on the exit
926         // from the closure.
927         //
928         // In FnOnce closures, variables captured by value are known to be dead
929         // on exit since it is impossible to call the closure again.
930         //
931         // In Fn / FnMut closures, variables captured by value are live on exit
932         // if they are live on the entry to the closure, since only the closure
933         // itself can access them on subsequent calls.
934
935         if let Some(upvars) = self.ir.tcx.upvars_mentioned(self.ir.body_owner) {
936             // Mark upvars captured by reference as used after closure exits.
937             for (&var_hir_id, upvar) in upvars.iter().rev() {
938                 let upvar_id = ty::UpvarId {
939                     var_path: ty::UpvarPath { hir_id: var_hir_id },
940                     closure_expr_id: self.ir.body_owner,
941                 };
942                 match self.tables.upvar_capture(upvar_id) {
943                     ty::UpvarCapture::ByRef(_) => {
944                         let var = self.variable(var_hir_id, upvar.span);
945                         self.acc(self.s.exit_ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
946                     }
947                     ty::UpvarCapture::ByValue => {}
948                 }
949             }
950         }
951
952         let succ = self.propagate_through_expr(&body.value, self.s.exit_ln);
953
954         match fk {
955             FnKind::Method(..) | FnKind::ItemFn(..) => return succ,
956             FnKind::Closure(..) => {}
957         }
958
959         let ty = self.tables.node_type(id);
960         match ty.kind {
961             ty::Closure(_def_id, substs) => match substs.as_closure().kind() {
962                 ty::ClosureKind::Fn => {}
963                 ty::ClosureKind::FnMut => {}
964                 ty::ClosureKind::FnOnce => return succ,
965             },
966             ty::Generator(..) => return succ,
967             _ => {
968                 span_bug!(span, "type of closure expr {:?} is not a closure {:?}", id, ty,);
969             }
970         };
971
972         // Propagate through calls to the closure.
973         let mut first_merge = true;
974         loop {
975             self.init_from_succ(self.s.closure_ln, succ);
976             for param in body.params {
977                 param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
978                     let var = self.variable(hir_id, ident.span);
979                     self.define(self.s.closure_ln, var);
980                 })
981             }
982
983             if !self.merge_from_succ(self.s.exit_ln, self.s.closure_ln, first_merge) {
984                 break;
985             }
986             first_merge = false;
987             assert_eq!(succ, self.propagate_through_expr(&body.value, self.s.exit_ln));
988         }
989
990         succ
991     }
992
993     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
994         if blk.targeted_by_break {
995             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
996         }
997         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_deref(), succ);
998         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| self.propagate_through_stmt(stmt, succ))
999     }
1000
1001     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1002         match stmt.kind {
1003             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
1004                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
1005                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
1006                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
1007                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
1008                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
1009                 // immutable variables defined in a loop:
1010                 //     loop { let x; x = 5; }
1011                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
1012                 //
1013                 // So now we just check that variables defined w/o an
1014                 // initializer are not live at the point of their
1015                 // initialization, which is mildly more complex than checking
1016                 // once at the func header but otherwise equivalent.
1017
1018                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_deref(), succ);
1019                 self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
1020             }
1021             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
1022             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
1023                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
1024             }
1025         }
1026     }
1027
1028     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr<'_>], succ: LiveNode) -> LiveNode {
1029         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| self.propagate_through_expr(&expr, succ))
1030     }
1031
1032     fn propagate_through_opt_expr(
1033         &mut self,
1034         opt_expr: Option<&Expr<'_>>,
1035         succ: LiveNode,
1036     ) -> LiveNode {
1037         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
1038     }
1039
1040     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1041         debug!("propagate_through_expr: {:?}", expr);
1042
1043         match expr.kind {
1044             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
1045             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1046                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
1047             }
1048
1049             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1050
1051             hir::ExprKind::Closure(..) => {
1052                 debug!("{:?} is an ExprKind::Closure", expr);
1053
1054                 // the construction of a closure itself is not important,
1055                 // but we have to consider the closed over variables.
1056                 let caps = self
1057                     .ir
1058                     .capture_info_map
1059                     .get(&expr.hir_id)
1060                     .cloned()
1061                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
1062
1063                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
1064                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
1065                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
1066                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
1067                     cap.ln
1068                 })
1069             }
1070
1071             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1072             // at the label ident
1073             hir::ExprKind::Loop(ref blk, _, _) => self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ),
1074
1075             hir::ExprKind::Match(ref e, arms, _) => {
1076                 //
1077                 //      (e)
1078                 //       |
1079                 //       v
1080                 //     (expr)
1081                 //     / | \
1082                 //    |  |  |
1083                 //    v  v  v
1084                 //   (..arms..)
1085                 //    |  |  |
1086                 //    v  v  v
1087                 //   (  succ  )
1088                 //
1089                 //
1090                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1091                 self.init_empty(ln, succ);
1092                 let mut first_merge = true;
1093                 for arm in arms {
1094                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1095
1096                     let guard_succ = self.propagate_through_opt_expr(
1097                         arm.guard.as_ref().map(|hir::Guard::If(e)| *e),
1098                         body_succ,
1099                     );
1100                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
1101                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1102                     first_merge = false;
1103                 }
1104                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
1105             }
1106
1107             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
1108                 // ignore succ and subst exit_ln:
1109                 let exit_ln = self.s.exit_ln;
1110                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1111             }
1112
1113             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
1114                 // Find which label this break jumps to
1115                 let target = match label.target_id {
1116                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
1117                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1118                 }
1119                 .cloned();
1120
1121                 // Now that we know the label we're going to,
1122                 // look it up in the break loop nodes table
1123
1124                 match target {
1125                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
1126                     None => span_bug!(expr.span, "`break` to unknown label"),
1127                 }
1128             }
1129
1130             hir::ExprKind::Continue(label) => {
1131                 // Find which label this expr continues to
1132                 let sc = label
1133                     .target_id
1134                     .unwrap_or_else(|err| span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
1135
1136                 // Now that we know the label we're going to,
1137                 // look it up in the continue loop nodes table
1138                 self.cont_ln
1139                     .get(&sc)
1140                     .cloned()
1141                     .unwrap_or_else(|| span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
1142             }
1143
1144             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r, _) => {
1145                 // see comment on places in
1146                 // propagate_through_place_components()
1147                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1148                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1149                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1150             }
1151
1152             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1153                 // an overloaded assign op is like a method call
1154                 if self.tables.is_method_call(expr) {
1155                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1156                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1157                 } else {
1158                     // see comment on places in
1159                     // propagate_through_place_components()
1160                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE | ACC_READ);
1161                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1162                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1163                 }
1164             }
1165
1166             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1167             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1168
1169             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1170                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1171                 fields
1172                     .iter()
1173                     .rev()
1174                     .fold(succ, |succ, field| self.propagate_through_expr(&field.expr, succ))
1175             }
1176
1177             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1178                 let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1179                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(
1180                     m,
1181                     self.tables.expr_ty(expr),
1182                     self.param_env,
1183                 ) {
1184                     self.s.exit_ln
1185                 } else {
1186                     succ
1187                 };
1188                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1189                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1190             }
1191
1192             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args, _) => {
1193                 let m = self.ir.tcx.parent_module(expr.hir_id).to_def_id();
1194                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(
1195                     m,
1196                     self.tables.expr_ty(expr),
1197                     self.param_env,
1198                 ) {
1199                     self.s.exit_ln
1200                 } else {
1201                     succ
1202                 };
1203
1204                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1205             }
1206
1207             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => self.propagate_through_exprs(exprs, succ),
1208
1209             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1210                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1211
1212                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1213                 self.init_from_succ(ln, succ);
1214                 self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1215
1216                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1217             }
1218
1219             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) | hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1220                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1221                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1222             }
1223
1224             hir::ExprKind::Box(ref e)
1225             | hir::ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
1226             | hir::ExprKind::Cast(ref e, _)
1227             | hir::ExprKind::Type(ref e, _)
1228             | hir::ExprKind::DropTemps(ref e)
1229             | hir::ExprKind::Unary(_, ref e)
1230             | hir::ExprKind::Yield(ref e, _)
1231             | hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1232
1233             hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1234                 // Handle non-returning asm
1235                 let mut succ = if asm.options.contains(InlineAsmOptions::NORETURN) {
1236                     self.s.exit_ln
1237                 } else {
1238                     succ
1239                 };
1240
1241                 // Do a first pass for writing outputs only
1242                 for op in asm.operands.iter().rev() {
1243                     match op {
1244                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
1245                         | hir::InlineAsmOperand::Const { .. }
1246                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { .. } => {}
1247                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1248                             if let Some(expr) = expr {
1249                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1250                             }
1251                         }
1252                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1253                             succ = self.write_place(expr, succ, ACC_READ | ACC_WRITE);
1254                         }
1255                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1256                             if let Some(expr) = out_expr {
1257                                 succ = self.write_place(expr, succ, ACC_WRITE);
1258                             }
1259                         }
1260                     }
1261                 }
1262
1263                 // Then do a second pass for inputs
1264                 let mut succ = succ;
1265                 for op in asm.operands.iter().rev() {
1266                     match op {
1267                         hir::InlineAsmOperand::In { expr, .. }
1268                         | hir::InlineAsmOperand::Const { expr, .. }
1269                         | hir::InlineAsmOperand::Sym { expr, .. } => {
1270                             succ = self.propagate_through_expr(expr, succ)
1271                         }
1272                         hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1273                             if let Some(expr) = expr {
1274                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1275                             }
1276                         }
1277                         hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1278                             succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1279                         }
1280                         hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
1281                             if let Some(expr) = out_expr {
1282                                 succ = self.propagate_through_place_components(expr, succ);
1283                             }
1284                             succ = self.propagate_through_expr(in_expr, succ);
1285                         }
1286                     }
1287                 }
1288                 succ
1289             }
1290
1291             hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1292                 let ia = &asm.inner;
1293                 let outputs = asm.outputs_exprs;
1294                 let inputs = asm.inputs_exprs;
1295                 let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1296                     // see comment on places
1297                     // in propagate_through_place_components()
1298                     if o.is_indirect {
1299                         self.propagate_through_expr(output, succ)
1300                     } else {
1301                         let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE | ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1302                         let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1303                         self.propagate_through_place_components(output, succ)
1304                     }
1305                 });
1306
1307                 // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1308                 self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1309             }
1310
1311             hir::ExprKind::Lit(..)
1312             | hir::ExprKind::Err
1313             | hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => succ,
1314
1315             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1316             // at the label ident
1317             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => self.propagate_through_block(&blk, succ),
1318         }
1319     }
1320
1321     fn propagate_through_place_components(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode) -> LiveNode {
1322         // # Places
1323         //
1324         // In general, the full flow graph structure for an
1325         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1326         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1327         // value" or not. A tracked value is basically a local
1328         // variable or argument.
1329         //
1330         // The two kinds of graphs are:
1331         //
1332         //    Tracked place          Untracked place
1333         // ----------------------++-----------------------
1334         //                       ||
1335         //         |             ||           |
1336         //         v             ||           v
1337         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1338         //         |             ||           |
1339         //         v             ||           v
1340         // (write of place)     ||   (place components)
1341         //         |             ||           |
1342         //         v             ||           v
1343         //      (succ)           ||        (succ)
1344         //                       ||
1345         // ----------------------++-----------------------
1346         //
1347         // I will cover the two cases in turn:
1348         //
1349         // # Tracked places
1350         //
1351         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1352         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1353         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1354         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1355         // consider.
1356         //
1357         // # Non-tracked places
1358         //
1359         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1360         // basically ignore the value which is written to but generate
1361         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1362         // components reads are generated by
1363         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1364         //
1365         // # Illegal places
1366         //
1367         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1368         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1369         // just ignore such cases and treat them as reads.
1370
1371         match expr.kind {
1372             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1373             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1374             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ),
1375         }
1376     }
1377
1378     // see comment on propagate_through_place()
1379     fn write_place(&mut self, expr: &Expr<'_>, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1380         match expr.kind {
1381             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1382                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1383             }
1384
1385             // We do not track other places, so just propagate through
1386             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1387             // non-places occur here, because those are detected in the
1388             // later pass borrowck.
1389             _ => succ,
1390         }
1391     }
1392
1393     fn access_var(
1394         &mut self,
1395         hir_id: HirId,
1396         var_hid: HirId,
1397         succ: LiveNode,
1398         acc: u32,
1399         span: Span,
1400     ) -> LiveNode {
1401         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1402         if acc != 0 {
1403             self.init_from_succ(ln, succ);
1404             let var = self.variable(var_hid, span);
1405             self.acc(ln, var, acc);
1406         }
1407         ln
1408     }
1409
1410     fn access_path(
1411         &mut self,
1412         hir_id: HirId,
1413         path: &hir::Path<'_>,
1414         succ: LiveNode,
1415         acc: u32,
1416     ) -> LiveNode {
1417         match path.res {
1418             Res::Local(hid) => self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span),
1419             _ => succ,
1420         }
1421     }
1422
1423     fn propagate_through_loop(
1424         &mut self,
1425         expr: &Expr<'_>,
1426         body: &hir::Block<'_>,
1427         succ: LiveNode,
1428     ) -> LiveNode {
1429         /*
1430         We model control flow like this:
1431
1432               (expr) <-+
1433                 |      |
1434                 v      |
1435               (body) --+
1436
1437         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1438         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1439         */
1440
1441         // first iteration:
1442         let mut first_merge = true;
1443         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1444         self.init_empty(ln, succ);
1445         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {:?}", expr.hir_id, body);
1446
1447         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1448
1449         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1450
1451         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1452
1453         // repeat until fixed point is reached:
1454         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1455             first_merge = false;
1456             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1457         }
1458
1459         ln
1460     }
1461 }
1462
1463 // _______________________________________________________________________
1464 // Checking for error conditions
1465
1466 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1467     type Map = intravisit::ErasedMap<'tcx>;
1468
1469     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1470         NestedVisitorMap::None
1471     }
1472
1473     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1474         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1475             if local.init.is_some() {
1476                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1477             }
1478         });
1479
1480         intravisit::walk_local(self, local);
1481     }
1482
1483     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'tcx>) {
1484         check_expr(self, ex);
1485     }
1486
1487     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
1488         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, |_, _, _, _| {});
1489         intravisit::walk_arm(self, arm);
1490     }
1491 }
1492
1493 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1494     match expr.kind {
1495         hir::ExprKind::Assign(ref l, ..) => {
1496             this.check_place(&l);
1497         }
1498
1499         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1500             if !this.tables.is_method_call(expr) {
1501                 this.check_place(&l);
1502             }
1503         }
1504
1505         hir::ExprKind::InlineAsm(ref asm) => {
1506             for op in asm.operands {
1507                 match op {
1508                     hir::InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => {
1509                         if let Some(expr) = expr {
1510                             this.check_place(expr);
1511                         }
1512                     }
1513                     hir::InlineAsmOperand::InOut { expr, .. } => {
1514                         this.check_place(expr);
1515                     }
1516                     hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { out_expr, .. } => {
1517                         if let Some(out_expr) = out_expr {
1518                             this.check_place(out_expr);
1519                         }
1520                     }
1521                     _ => {}
1522                 }
1523             }
1524         }
1525
1526         hir::ExprKind::LlvmInlineAsm(ref asm) => {
1527             for input in asm.inputs_exprs {
1528                 this.visit_expr(input);
1529             }
1530
1531             // Output operands must be places
1532             for (o, output) in asm.inner.outputs.iter().zip(asm.outputs_exprs) {
1533                 if !o.is_indirect {
1534                     this.check_place(output);
1535                 }
1536                 this.visit_expr(output);
1537             }
1538         }
1539
1540         // no correctness conditions related to liveness
1541         hir::ExprKind::Call(..)
1542         | hir::ExprKind::MethodCall(..)
1543         | hir::ExprKind::Match(..)
1544         | hir::ExprKind::Loop(..)
1545         | hir::ExprKind::Index(..)
1546         | hir::ExprKind::Field(..)
1547         | hir::ExprKind::Array(..)
1548         | hir::ExprKind::Tup(..)
1549         | hir::ExprKind::Binary(..)
1550         | hir::ExprKind::Cast(..)
1551         | hir::ExprKind::DropTemps(..)
1552         | hir::ExprKind::Unary(..)
1553         | hir::ExprKind::Ret(..)
1554         | hir::ExprKind::Break(..)
1555         | hir::ExprKind::Continue(..)
1556         | hir::ExprKind::Lit(_)
1557         | hir::ExprKind::Block(..)
1558         | hir::ExprKind::AddrOf(..)
1559         | hir::ExprKind::Struct(..)
1560         | hir::ExprKind::Repeat(..)
1561         | hir::ExprKind::Closure(..)
1562         | hir::ExprKind::Path(_)
1563         | hir::ExprKind::Yield(..)
1564         | hir::ExprKind::Box(..)
1565         | hir::ExprKind::Type(..)
1566         | hir::ExprKind::Err => {}
1567     }
1568
1569     intravisit::walk_expr(this, expr);
1570 }
1571
1572 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1573     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
1574         match expr.kind {
1575             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1576                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1577                     // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1578                     // if there is no later assignment. If this local is actually
1579                     // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1580                     // as being used.
1581                     let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1582                     let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1583                     self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1584                 }
1585             }
1586             _ => {
1587                 // For other kinds of places, no checks are required,
1588                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1589                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1590             }
1591         }
1592     }
1593
1594     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1595         let name = self.ir.variable_name(var);
1596         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == b'_' { None } else { Some(name) }
1597     }
1598
1599     fn warn_about_unused_upvars(&self, entry_ln: LiveNode) {
1600         let upvars = match self.ir.tcx.upvars_mentioned(self.ir.body_owner) {
1601             None => return,
1602             Some(upvars) => upvars,
1603         };
1604         for (&var_hir_id, upvar) in upvars.iter() {
1605             let var = self.variable(var_hir_id, upvar.span);
1606             let upvar_id = ty::UpvarId {
1607                 var_path: ty::UpvarPath { hir_id: var_hir_id },
1608                 closure_expr_id: self.ir.body_owner,
1609             };
1610             match self.tables.upvar_capture(upvar_id) {
1611                 ty::UpvarCapture::ByValue => {}
1612                 ty::UpvarCapture::ByRef(..) => continue,
1613             };
1614             if self.used_on_entry(entry_ln, var) {
1615                 if self.live_on_entry(entry_ln, var).is_none() {
1616                     if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1617                         self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1618                             lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1619                             var_hir_id,
1620                             vec![upvar.span],
1621                             |lint| {
1622                                 lint.build(&format!("value captured by `{}` is never read", name))
1623                                     .help("did you mean to capture by reference instead?")
1624                                     .emit();
1625                             },
1626                         );
1627                     }
1628                 }
1629             } else {
1630                 if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1631                     self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1632                         lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1633                         var_hir_id,
1634                         vec![upvar.span],
1635                         |lint| {
1636                             lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name))
1637                                 .help("did you mean to capture by reference instead?")
1638                                 .emit();
1639                         },
1640                     );
1641                 }
1642             }
1643         }
1644     }
1645
1646     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body<'_>, entry_ln: LiveNode) {
1647         for p in body.params {
1648             self.check_unused_vars_in_pat(&p.pat, Some(entry_ln), |spans, hir_id, ln, var| {
1649                 if self.live_on_entry(ln, var).is_none() {
1650                     self.report_unsed_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1651                         format!("value passed to `{}` is never read", name)
1652                     });
1653                 }
1654             });
1655         }
1656     }
1657
1658     fn check_unused_vars_in_pat(
1659         &self,
1660         pat: &hir::Pat<'_>,
1661         entry_ln: Option<LiveNode>,
1662         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1663     ) {
1664         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1665         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1666         // However, we should take the ids and spans of variables with the same name from the later
1667         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1668         let mut vars: FxIndexMap<String, (LiveNode, Variable, Vec<(HirId, Span)>)> = <_>::default();
1669
1670         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1671             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1672             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1673             let id_and_sp = (hir_id, pat_sp);
1674             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1675                 .and_modify(|(.., hir_ids_and_spans)| hir_ids_and_spans.push(id_and_sp))
1676                 .or_insert_with(|| (ln, var, vec![id_and_sp]));
1677         });
1678
1679         for (_, (ln, var, hir_ids_and_spans)) in vars {
1680             if self.used_on_entry(ln, var) {
1681                 let id = hir_ids_and_spans[0].0;
1682                 let spans = hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, sp)| sp).collect();
1683                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1684             } else {
1685                 self.report_unused(hir_ids_and_spans, ln, var);
1686             }
1687         }
1688     }
1689
1690     fn report_unused(&self, hir_ids_and_spans: Vec<(HirId, Span)>, ln: LiveNode, var: Variable) {
1691         let first_hir_id = hir_ids_and_spans[0].0;
1692
1693         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1694             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1695             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1696             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1697             let is_assigned =
1698                 if ln == self.s.exit_ln { false } else { self.assigned_on_exit(ln, var).is_some() };
1699
1700             if is_assigned {
1701                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1702                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1703                     first_hir_id,
1704                     hir_ids_and_spans.into_iter().map(|(_, sp)| sp).collect::<Vec<_>>(),
1705                     |lint| {
1706                         lint.build(&format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name))
1707                             .note(&format!("consider using `_{}` instead", name))
1708                             .emit();
1709                     },
1710                 )
1711             } else {
1712                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1713                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1714                     first_hir_id,
1715                     hir_ids_and_spans.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect::<Vec<_>>(),
1716                     |lint| {
1717                         let mut err = lint.build(&format!("unused variable: `{}`", name));
1718
1719                         let (shorthands, non_shorthands): (Vec<_>, Vec<_>) =
1720                             hir_ids_and_spans.into_iter().partition(|(hir_id, span)| {
1721                                 let var = self.variable(*hir_id, *span);
1722                                 self.ir.variable_is_shorthand(var)
1723                             });
1724
1725                         let mut shorthands = shorthands
1726                             .into_iter()
1727                             .map(|(_, span)| (span, format!("{}: _", name)))
1728                             .collect::<Vec<_>>();
1729
1730                         // If we have both shorthand and non-shorthand, prefer the "try ignoring
1731                         // the field" message, and suggest `_` for the non-shorthands. If we only
1732                         // have non-shorthand, then prefix with an underscore instead.
1733                         if !shorthands.is_empty() {
1734                             shorthands.extend(
1735                                 non_shorthands
1736                                     .into_iter()
1737                                     .map(|(_, span)| (span, "_".to_string()))
1738                                     .collect::<Vec<_>>(),
1739                             );
1740
1741                             err.multipart_suggestion(
1742                                 "try ignoring the field",
1743                                 shorthands,
1744                                 Applicability::MachineApplicable,
1745                             );
1746                         } else {
1747                             err.multipart_suggestion(
1748                                 "if this is intentional, prefix it with an underscore",
1749                                 non_shorthands
1750                                     .into_iter()
1751                                     .map(|(_, span)| (span, format!("_{}", name)))
1752                                     .collect::<Vec<_>>(),
1753                                 Applicability::MachineApplicable,
1754                             );
1755                         }
1756
1757                         err.emit()
1758                     },
1759                 );
1760             }
1761         }
1762     }
1763
1764     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1765         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1766             self.report_unsed_assign(hir_id, spans, var, |name| {
1767                 format!("value assigned to `{}` is never read", name)
1768             });
1769         }
1770     }
1771
1772     fn report_unsed_assign(
1773         &self,
1774         hir_id: HirId,
1775         spans: Vec<Span>,
1776         var: Variable,
1777         message: impl Fn(&str) -> String,
1778     ) {
1779         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1780             self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1781                 lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS,
1782                 hir_id,
1783                 spans,
1784                 |lint| {
1785                     lint.build(&message(&name))
1786                         .help("maybe it is overwritten before being read?")
1787                         .emit();
1788                 },
1789             )
1790         }
1791     }
1792 }