]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_passes/liveness.rs
Rollup merge of #65215 - JohnTitor:long-explanation-e0697, r=GuillaumeGomez
[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 Variables
80 //!
81 //! We generate various special variables for various, well, special purposes.
82 //! These are described in the `specials` struct:
83 //!
84 //! - `exit_ln`: a live node that is generated to represent every 'exit' from
85 //!   the function, whether it be by explicit return, panic, or other means.
86 //!
87 //! - `fallthrough_ln`: a live node that represents a fallthrough
88 //!
89 //! - `clean_exit_var`: a synthetic variable that is only 'read' from the
90 //!   fallthrough node. It is only live if the function could converge
91 //!   via means other than an explicit `return` expression. That is, it is
92 //!   only dead if the end of the function's block can never be reached.
93 //!   It is the responsibility of typeck to ensure that there are no
94 //!   `return` expressions in a function declared as diverging.
95
96 use self::LiveNodeKind::*;
97 use self::VarKind::*;
98
99 use rustc::hir;
100 use rustc::hir::{Expr, HirId};
101 use rustc::hir::def::*;
102 use rustc::hir::def_id::DefId;
103 use rustc::hir::intravisit::{self, Visitor, FnKind, NestedVisitorMap};
104 use rustc::hir::Node;
105 use rustc::hir::ptr::P;
106 use rustc::ty::{self, TyCtxt};
107 use rustc::ty::query::Providers;
108 use rustc::lint;
109 use rustc::util::nodemap::{HirIdMap, HirIdSet};
110
111 use errors::Applicability;
112 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
113 use std::collections::VecDeque;
114 use std::{fmt, u32};
115 use std::io::prelude::*;
116 use std::io;
117 use std::rc::Rc;
118 use syntax::ast;
119 use syntax::symbol::sym;
120 use syntax_pos::Span;
121
122 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
123 struct Variable(u32);
124
125 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
126 struct LiveNode(u32);
127
128 impl Variable {
129     fn get(&self) -> usize { self.0 as usize }
130 }
131
132 impl LiveNode {
133     fn get(&self) -> usize { self.0 as usize }
134 }
135
136 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
137 enum LiveNodeKind {
138     UpvarNode(Span),
139     ExprNode(Span),
140     VarDefNode(Span),
141     ExitNode
142 }
143
144 fn live_node_kind_to_string(lnk: LiveNodeKind, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
145     let cm = tcx.sess.source_map();
146     match lnk {
147         UpvarNode(s) => {
148             format!("Upvar node [{}]", cm.span_to_string(s))
149         }
150         ExprNode(s) => {
151             format!("Expr node [{}]", cm.span_to_string(s))
152         }
153         VarDefNode(s) => {
154             format!("Var def node [{}]", cm.span_to_string(s))
155         }
156         ExitNode => "Exit node".to_owned(),
157     }
158 }
159
160 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IrMaps<'tcx> {
161     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
162         NestedVisitorMap::OnlyBodies(&self.tcx.hir())
163     }
164
165     fn visit_fn(&mut self, fk: FnKind<'tcx>, fd: &'tcx hir::FnDecl,
166                 b: hir::BodyId, s: Span, id: HirId) {
167         visit_fn(self, fk, fd, b, s, id);
168     }
169
170     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local) { visit_local(self, l); }
171     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) { visit_expr(self, ex); }
172     fn visit_arm(&mut self, a: &'tcx hir::Arm) { visit_arm(self, a); }
173 }
174
175 fn check_mod_liveness(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: DefId) {
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 {
184         check_mod_liveness,
185         ..*providers
186     };
187 }
188
189 impl fmt::Debug for LiveNode {
190     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
191         write!(f, "ln({})", self.get())
192     }
193 }
194
195 impl fmt::Debug for Variable {
196     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
197         write!(f, "v({})", self.get())
198     }
199 }
200
201 // ______________________________________________________________________
202 // Creating ir_maps
203 //
204 // This is the first pass and the one that drives the main
205 // computation.  It walks up and down the IR once.  On the way down,
206 // we count for each function the number of variables as well as
207 // liveness nodes.  A liveness node is basically an expression or
208 // capture clause that does something of interest: either it has
209 // interesting control flow or it uses/defines a local variable.
210 //
211 // On the way back up, at each function node we create liveness sets
212 // (we now know precisely how big to make our various vectors and so
213 // forth) and then do the data-flow propagation to compute the set
214 // of live variables at each program point.
215 //
216 // Finally, we run back over the IR one last time and, using the
217 // computed liveness, check various safety conditions.  For example,
218 // there must be no live nodes at the definition site for a variable
219 // unless it has an initializer.  Similarly, each non-mutable local
220 // variable must not be assigned if there is some successor
221 // assignment.  And so forth.
222
223 impl LiveNode {
224     fn is_valid(&self) -> bool {
225         self.0 != u32::MAX
226     }
227 }
228
229 fn invalid_node() -> LiveNode { LiveNode(u32::MAX) }
230
231 struct CaptureInfo {
232     ln: LiveNode,
233     var_hid: HirId
234 }
235
236 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
237 struct LocalInfo {
238     id: HirId,
239     name: ast::Name,
240     is_shorthand: bool,
241 }
242
243 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
244 enum VarKind {
245     Param(HirId, ast::Name),
246     Local(LocalInfo),
247     CleanExit
248 }
249
250 struct IrMaps<'tcx> {
251     tcx: TyCtxt<'tcx>,
252     body_owner: DefId,
253     num_live_nodes: usize,
254     num_vars: usize,
255     live_node_map: HirIdMap<LiveNode>,
256     variable_map: HirIdMap<Variable>,
257     capture_info_map: HirIdMap<Rc<Vec<CaptureInfo>>>,
258     var_kinds: Vec<VarKind>,
259     lnks: Vec<LiveNodeKind>,
260 }
261
262 impl IrMaps<'tcx> {
263     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, body_owner: DefId) -> IrMaps<'tcx> {
264         IrMaps {
265             tcx,
266             body_owner,
267             num_live_nodes: 0,
268             num_vars: 0,
269             live_node_map: HirIdMap::default(),
270             variable_map: HirIdMap::default(),
271             capture_info_map: Default::default(),
272             var_kinds: Vec::new(),
273             lnks: Vec::new(),
274         }
275     }
276
277     fn add_live_node(&mut self, lnk: LiveNodeKind) -> LiveNode {
278         let ln = LiveNode(self.num_live_nodes as u32);
279         self.lnks.push(lnk);
280         self.num_live_nodes += 1;
281
282         debug!("{:?} is of kind {}", ln,
283                live_node_kind_to_string(lnk, self.tcx));
284
285         ln
286     }
287
288     fn add_live_node_for_node(&mut self, hir_id: HirId, lnk: LiveNodeKind) {
289         let ln = self.add_live_node(lnk);
290         self.live_node_map.insert(hir_id, ln);
291
292         debug!("{:?} is node {:?}", ln, hir_id);
293     }
294
295     fn add_variable(&mut self, vk: VarKind) -> Variable {
296         let v = Variable(self.num_vars as u32);
297         self.var_kinds.push(vk);
298         self.num_vars += 1;
299
300         match vk {
301             Local(LocalInfo { id: node_id, .. }) | Param(node_id, _) => {
302                 self.variable_map.insert(node_id, v);
303             },
304             CleanExit => {}
305         }
306
307         debug!("{:?} is {:?}", v, vk);
308
309         v
310     }
311
312     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
313         match self.variable_map.get(&hir_id) {
314             Some(&var) => var,
315             None => {
316                 span_bug!(span, "no variable registered for id {:?}", hir_id);
317             }
318         }
319     }
320
321     fn variable_name(&self, var: Variable) -> String {
322         match self.var_kinds[var.get()] {
323             Local(LocalInfo { name, .. }) | Param(_, name) => {
324                 name.to_string()
325             },
326             CleanExit => "<clean-exit>".to_owned()
327         }
328     }
329
330     fn variable_is_shorthand(&self, var: Variable) -> bool {
331         match self.var_kinds[var.get()] {
332             Local(LocalInfo { is_shorthand, .. }) => is_shorthand,
333             Param(..) | CleanExit => false
334         }
335     }
336
337     fn set_captures(&mut self, hir_id: HirId, cs: Vec<CaptureInfo>) {
338         self.capture_info_map.insert(hir_id, Rc::new(cs));
339     }
340
341     fn lnk(&self, ln: LiveNode) -> LiveNodeKind {
342         self.lnks[ln.get()]
343     }
344 }
345
346 fn visit_fn<'tcx>(
347     ir: &mut IrMaps<'tcx>,
348     fk: FnKind<'tcx>,
349     decl: &'tcx hir::FnDecl,
350     body_id: hir::BodyId,
351     sp: Span,
352     id: hir::HirId,
353 ) {
354     debug!("visit_fn");
355
356     // swap in a new set of IR maps for this function body:
357     let def_id = ir.tcx.hir().local_def_id(id);
358     let mut fn_maps = IrMaps::new(ir.tcx, def_id);
359
360     // Don't run unused pass for #[derive()]
361     if let FnKind::Method(..) = fk {
362         let parent = ir.tcx.hir().get_parent_item(id);
363         if let Some(Node::Item(i)) = ir.tcx.hir().find(parent) {
364             if i.attrs.iter().any(|a| a.check_name(sym::automatically_derived)) {
365                 return;
366             }
367         }
368     }
369
370     debug!("creating fn_maps: {:p}", &fn_maps);
371
372     let body = ir.tcx.hir().body(body_id);
373
374     for param in &body.params {
375         let is_shorthand = match param.pat.kind {
376             rustc::hir::PatKind::Struct(..) => true,
377             _ => false,
378         };
379         param.pat.each_binding(|_bm, hir_id, _x, ident| {
380             debug!("adding parameters {:?}", hir_id);
381             let var = if is_shorthand {
382                 Local(LocalInfo {
383                     id: hir_id,
384                     name: ident.name,
385                     is_shorthand: true,
386                 })
387             } else {
388                 Param(hir_id, ident.name)
389             };
390             fn_maps.add_variable(var);
391         })
392     };
393
394     // gather up the various local variables, significant expressions,
395     // and so forth:
396     intravisit::walk_fn(&mut fn_maps, fk, decl, body_id, sp, id);
397
398     // compute liveness
399     let mut lsets = Liveness::new(&mut fn_maps, body_id);
400     let entry_ln = lsets.compute(&body.value);
401
402     // check for various error conditions
403     lsets.visit_body(body);
404     lsets.warn_about_unused_args(body, entry_ln);
405 }
406
407 fn add_from_pat(ir: &mut IrMaps<'_>, pat: &P<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) {
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) {
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) {
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             let upvars = ir.tcx.upvars(ir.body_owner);
465             if !upvars.map_or(false, |upvars| upvars.contains_key(&var_hir_id)) {
466                 ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
467             }
468         }
469         intravisit::walk_expr(ir, expr);
470       }
471       hir::ExprKind::Closure(..) => {
472         // Interesting control flow (for loops can contain labeled
473         // breaks or continues)
474         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
475
476         // Make a live_node for each captured variable, with the span
477         // being the location that the variable is used.  This results
478         // in better error messages than just pointing at the closure
479         // construction site.
480         let mut call_caps = Vec::new();
481         let closure_def_id = ir.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
482         if let Some(upvars) = ir.tcx.upvars(closure_def_id) {
483             let parent_upvars = ir.tcx.upvars(ir.body_owner);
484             call_caps.extend(upvars.iter().filter_map(|(&var_id, upvar)| {
485                 let has_parent = parent_upvars
486                     .map_or(false, |upvars| upvars.contains_key(&var_id));
487                 if !has_parent {
488                     let upvar_ln = ir.add_live_node(UpvarNode(upvar.span));
489                     Some(CaptureInfo { ln: upvar_ln, var_hid: var_id })
490                 } else {
491                     None
492                 }
493             }));
494         }
495         ir.set_captures(expr.hir_id, call_caps);
496         let old_body_owner = ir.body_owner;
497         ir.body_owner = closure_def_id;
498         intravisit::walk_expr(ir, expr);
499         ir.body_owner = old_body_owner;
500       }
501
502       // live nodes required for interesting control flow:
503       hir::ExprKind::Match(..) |
504       hir::ExprKind::Loop(..) => {
505         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
506         intravisit::walk_expr(ir, expr);
507       }
508       hir::ExprKind::Binary(op, ..) if op.node.is_lazy() => {
509         ir.add_live_node_for_node(expr.hir_id, ExprNode(expr.span));
510         intravisit::walk_expr(ir, expr);
511       }
512
513       // otherwise, live nodes are not required:
514       hir::ExprKind::Index(..) |
515       hir::ExprKind::Field(..) |
516       hir::ExprKind::Array(..) |
517       hir::ExprKind::Call(..) |
518       hir::ExprKind::MethodCall(..) |
519       hir::ExprKind::Tup(..) |
520       hir::ExprKind::Binary(..) |
521       hir::ExprKind::AddrOf(..) |
522       hir::ExprKind::Cast(..) |
523       hir::ExprKind::DropTemps(..) |
524       hir::ExprKind::Unary(..) |
525       hir::ExprKind::Break(..) |
526       hir::ExprKind::Continue(_) |
527       hir::ExprKind::Lit(_) |
528       hir::ExprKind::Ret(..) |
529       hir::ExprKind::Block(..) |
530       hir::ExprKind::Assign(..) |
531       hir::ExprKind::AssignOp(..) |
532       hir::ExprKind::Struct(..) |
533       hir::ExprKind::Repeat(..) |
534       hir::ExprKind::InlineAsm(..) |
535       hir::ExprKind::Box(..) |
536       hir::ExprKind::Yield(..) |
537       hir::ExprKind::Type(..) |
538       hir::ExprKind::Err |
539       hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
540           intravisit::walk_expr(ir, expr);
541       }
542     }
543 }
544
545 // ______________________________________________________________________
546 // Computing liveness sets
547 //
548 // Actually we compute just a bit more than just liveness, but we use
549 // the same basic propagation framework in all cases.
550
551 #[derive(Clone, Copy)]
552 struct RWU {
553     reader: LiveNode,
554     writer: LiveNode,
555     used: bool
556 }
557
558 /// Conceptually, this is like a `Vec<RWU>`. But the number of `RWU`s can get
559 /// very large, so it uses a more compact representation that takes advantage
560 /// of the fact that when the number of `RWU`s is large, most of them have an
561 /// invalid reader and an invalid writer.
562 struct RWUTable {
563     /// Each entry in `packed_rwus` is either INV_INV_FALSE, INV_INV_TRUE, or
564     /// an index into `unpacked_rwus`. In the common cases, this compacts the
565     /// 65 bits of data into 32; in the uncommon cases, it expands the 65 bits
566     /// in 96.
567     ///
568     /// More compact representations are possible -- e.g., use only 2 bits per
569     /// packed `RWU` and make the secondary table a HashMap that maps from
570     /// indices to `RWU`s -- but this one strikes a good balance between size
571     /// and speed.
572     packed_rwus: Vec<u32>,
573     unpacked_rwus: Vec<RWU>,
574 }
575
576 // A constant representing `RWU { reader: invalid_node(); writer: invalid_node(); used: false }`.
577 const INV_INV_FALSE: u32 = u32::MAX;
578
579 // A constant representing `RWU { reader: invalid_node(); writer: invalid_node(); used: true }`.
580 const INV_INV_TRUE: u32 = u32::MAX - 1;
581
582 impl RWUTable {
583     fn new(num_rwus: usize) -> RWUTable {
584         Self {
585             packed_rwus: vec![INV_INV_FALSE; num_rwus],
586             unpacked_rwus: vec![],
587         }
588     }
589
590     fn get(&self, idx: usize) -> RWU {
591         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
592         match packed_rwu {
593             INV_INV_FALSE => RWU { reader: invalid_node(), writer: invalid_node(), used: false },
594             INV_INV_TRUE => RWU { reader: invalid_node(), writer: invalid_node(), used: true },
595             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize],
596         }
597     }
598
599     fn get_reader(&self, idx: usize) -> LiveNode {
600         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
601         match packed_rwu {
602             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => invalid_node(),
603             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].reader,
604         }
605     }
606
607     fn get_writer(&self, idx: usize) -> LiveNode {
608         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
609         match packed_rwu {
610             INV_INV_FALSE | INV_INV_TRUE => invalid_node(),
611             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].writer,
612         }
613     }
614
615     fn get_used(&self, idx: usize) -> bool {
616         let packed_rwu = self.packed_rwus[idx];
617         match packed_rwu {
618             INV_INV_FALSE => false,
619             INV_INV_TRUE => true,
620             _ => self.unpacked_rwus[packed_rwu as usize].used,
621         }
622     }
623
624     #[inline]
625     fn copy_packed(&mut self, dst_idx: usize, src_idx: usize) {
626         self.packed_rwus[dst_idx] = self.packed_rwus[src_idx];
627     }
628
629     fn assign_unpacked(&mut self, idx: usize, rwu: RWU) {
630         if rwu.reader == invalid_node() && rwu.writer == invalid_node() {
631             // When we overwrite an indexing entry in `self.packed_rwus` with
632             // `INV_INV_{TRUE,FALSE}` we don't remove the corresponding entry
633             // from `self.unpacked_rwus`; it's not worth the effort, and we
634             // can't have entries shifting around anyway.
635             self.packed_rwus[idx] = if rwu.used {
636                 INV_INV_TRUE
637             } else {
638                 INV_INV_FALSE
639             }
640         } else {
641             // Add a new RWU to `unpacked_rwus` and make `packed_rwus[idx]`
642             // point to it.
643             self.packed_rwus[idx] = self.unpacked_rwus.len() as u32;
644             self.unpacked_rwus.push(rwu);
645         }
646     }
647
648     fn assign_inv_inv(&mut self, idx: usize) {
649         self.packed_rwus[idx] = if self.get_used(idx) {
650             INV_INV_TRUE
651         } else {
652             INV_INV_FALSE
653         };
654     }
655 }
656
657 #[derive(Copy, Clone)]
658 struct Specials {
659     exit_ln: LiveNode,
660     fallthrough_ln: LiveNode,
661     clean_exit_var: Variable
662 }
663
664 const ACC_READ: u32 = 1;
665 const ACC_WRITE: u32 = 2;
666 const ACC_USE: u32 = 4;
667
668 struct Liveness<'a, 'tcx> {
669     ir: &'a mut IrMaps<'tcx>,
670     tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
671     s: Specials,
672     successors: Vec<LiveNode>,
673     rwu_table: RWUTable,
674
675     // mappings from loop node ID to LiveNode
676     // ("break" label should map to loop node ID,
677     // it probably doesn't now)
678     break_ln: HirIdMap<LiveNode>,
679     cont_ln: HirIdMap<LiveNode>,
680 }
681
682 impl<'a, 'tcx> Liveness<'a, 'tcx> {
683     fn new(ir: &'a mut IrMaps<'tcx>, body: hir::BodyId) -> Liveness<'a, 'tcx> {
684         // Special nodes and variables:
685         // - exit_ln represents the end of the fn, either by return or panic
686         // - implicit_ret_var is a pseudo-variable that represents
687         //   an implicit return
688         let specials = Specials {
689             exit_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
690             fallthrough_ln: ir.add_live_node(ExitNode),
691             clean_exit_var: ir.add_variable(CleanExit)
692         };
693
694         let tables = ir.tcx.body_tables(body);
695
696         let num_live_nodes = ir.num_live_nodes;
697         let num_vars = ir.num_vars;
698
699         Liveness {
700             ir,
701             tables,
702             s: specials,
703             successors: vec![invalid_node(); num_live_nodes],
704             rwu_table: RWUTable::new(num_live_nodes * num_vars),
705             break_ln: Default::default(),
706             cont_ln: Default::default(),
707         }
708     }
709
710     fn live_node(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> LiveNode {
711         match self.ir.live_node_map.get(&hir_id) {
712           Some(&ln) => ln,
713           None => {
714             // This must be a mismatch between the ir_map construction
715             // above and the propagation code below; the two sets of
716             // code have to agree about which AST nodes are worth
717             // creating liveness nodes for.
718             span_bug!(
719                 span,
720                 "no live node registered for node {:?}",
721                 hir_id);
722           }
723         }
724     }
725
726     fn variable(&self, hir_id: HirId, span: Span) -> Variable {
727         self.ir.variable(hir_id, span)
728     }
729
730     fn define_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat, mut succ: LiveNode) -> LiveNode {
731         // In an or-pattern, only consider the first pattern; any later patterns
732         // must have the same bindings, and we also consider the first pattern
733         // to be the "authoritative" set of ids.
734         pat.each_binding_or_first(&mut |_, hir_id, pat_sp, ident| {
735             let ln = self.live_node(hir_id, pat_sp);
736             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
737             self.init_from_succ(ln, succ);
738             self.define(ln, var);
739             succ = ln;
740         });
741         succ
742     }
743
744     fn idx(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> usize {
745         ln.get() * self.ir.num_vars + var.get()
746     }
747
748     fn live_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> Option<LiveNodeKind> {
749         assert!(ln.is_valid());
750         let reader = self.rwu_table.get_reader(self.idx(ln, var));
751         if reader.is_valid() { Some(self.ir.lnk(reader)) } else { None }
752     }
753
754     // Is this variable live on entry to any of its successor nodes?
755     fn live_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
756                     -> Option<LiveNodeKind> {
757         let successor = self.successors[ln.get()];
758         self.live_on_entry(successor, var)
759     }
760
761     fn used_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable) -> bool {
762         assert!(ln.is_valid());
763         self.rwu_table.get_used(self.idx(ln, var))
764     }
765
766     fn assigned_on_entry(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
767                          -> Option<LiveNodeKind> {
768         assert!(ln.is_valid());
769         let writer = self.rwu_table.get_writer(self.idx(ln, var));
770         if writer.is_valid() { Some(self.ir.lnk(writer)) } else { None }
771     }
772
773     fn assigned_on_exit(&self, ln: LiveNode, var: Variable)
774                         -> Option<LiveNodeKind> {
775         let successor = self.successors[ln.get()];
776         self.assigned_on_entry(successor, var)
777     }
778
779     fn indices2<F>(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode, mut op: F) where
780         F: FnMut(&mut Liveness<'a, 'tcx>, usize, usize),
781     {
782         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
783         let succ_base_idx = self.idx(succ_ln, Variable(0));
784         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
785             op(self, node_base_idx + var_idx, succ_base_idx + var_idx);
786         }
787     }
788
789     fn write_vars<F>(&self,
790                      wr: &mut dyn Write,
791                      ln: LiveNode,
792                      mut test: F)
793                      -> io::Result<()> where
794         F: FnMut(usize) -> LiveNode,
795     {
796         let node_base_idx = self.idx(ln, Variable(0));
797         for var_idx in 0..self.ir.num_vars {
798             let idx = node_base_idx + var_idx;
799             if test(idx).is_valid() {
800                 write!(wr, " {:?}", Variable(var_idx as u32))?;
801             }
802         }
803         Ok(())
804     }
805
806
807     #[allow(unused_must_use)]
808     fn ln_str(&self, ln: LiveNode) -> String {
809         let mut wr = Vec::new();
810         {
811             let wr = &mut wr as &mut dyn Write;
812             write!(wr, "[ln({:?}) of kind {:?} reads", ln.get(), self.ir.lnk(ln));
813             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_reader(idx));
814             write!(wr, "  writes");
815             self.write_vars(wr, ln, |idx| self.rwu_table.get_writer(idx));
816             write!(wr, "  precedes {:?}]", self.successors[ln.get()]);
817         }
818         String::from_utf8(wr).unwrap()
819     }
820
821     fn init_empty(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
822         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
823
824         // It is not necessary to initialize the RWUs here because they are all
825         // set to INV_INV_FALSE when they are created, and the sets only grow
826         // during iterations.
827     }
828
829     fn init_from_succ(&mut self, ln: LiveNode, succ_ln: LiveNode) {
830         // more efficient version of init_empty() / merge_from_succ()
831         self.successors[ln.get()] = succ_ln;
832
833         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
834             this.rwu_table.copy_packed(idx, succ_idx);
835         });
836         debug!("init_from_succ(ln={}, succ={})",
837                self.ln_str(ln), self.ln_str(succ_ln));
838     }
839
840     fn merge_from_succ(&mut self,
841                        ln: LiveNode,
842                        succ_ln: LiveNode,
843                        first_merge: bool)
844                        -> bool {
845         if ln == succ_ln { return false; }
846
847         let mut changed = false;
848         self.indices2(ln, succ_ln, |this, idx, succ_idx| {
849             let mut rwu = this.rwu_table.get(idx);
850             let succ_rwu = this.rwu_table.get(succ_idx);
851             if succ_rwu.reader.is_valid() && !rwu.reader.is_valid() {
852                 rwu.reader = succ_rwu.reader;
853                 changed = true
854             }
855
856             if succ_rwu.writer.is_valid() && !rwu.writer.is_valid() {
857                 rwu.writer = succ_rwu.writer;
858                 changed = true
859             }
860
861             if succ_rwu.used && !rwu.used {
862                 rwu.used = true;
863                 changed = true;
864             }
865
866             if changed {
867                 this.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
868             }
869         });
870
871         debug!("merge_from_succ(ln={:?}, succ={}, first_merge={}, changed={})",
872                ln, self.ln_str(succ_ln), first_merge, changed);
873         return changed;
874     }
875
876     // Indicates that a local variable was *defined*; we know that no
877     // uses of the variable can precede the definition (resolve checks
878     // this) so we just clear out all the data.
879     fn define(&mut self, writer: LiveNode, var: Variable) {
880         let idx = self.idx(writer, var);
881         self.rwu_table.assign_inv_inv(idx);
882
883         debug!("{:?} defines {:?} (idx={}): {}", writer, var,
884                idx, self.ln_str(writer));
885     }
886
887     // Either read, write, or both depending on the acc bitset
888     fn acc(&mut self, ln: LiveNode, var: Variable, acc: u32) {
889         debug!("{:?} accesses[{:x}] {:?}: {}",
890                ln, acc, var, self.ln_str(ln));
891
892         let idx = self.idx(ln, var);
893         let mut rwu = self.rwu_table.get(idx);
894
895         if (acc & ACC_WRITE) != 0 {
896             rwu.reader = invalid_node();
897             rwu.writer = ln;
898         }
899
900         // Important: if we both read/write, must do read second
901         // or else the write will override.
902         if (acc & ACC_READ) != 0 {
903             rwu.reader = ln;
904         }
905
906         if (acc & ACC_USE) != 0 {
907             rwu.used = true;
908         }
909
910         self.rwu_table.assign_unpacked(idx, rwu);
911     }
912
913     fn compute(&mut self, body: &hir::Expr) -> LiveNode {
914         debug!("compute: using id for body, {}",
915                self.ir.tcx.hir().hir_to_pretty_string(body.hir_id));
916
917         // the fallthrough exit is only for those cases where we do not
918         // explicitly return:
919         let s = self.s;
920         self.init_from_succ(s.fallthrough_ln, s.exit_ln);
921         self.acc(s.fallthrough_ln, s.clean_exit_var, ACC_READ);
922
923         let entry_ln = self.propagate_through_expr(body, s.fallthrough_ln);
924
925         // hack to skip the loop unless debug! is enabled:
926         debug!("^^ liveness computation results for body {} (entry={:?})", {
927                    for ln_idx in 0..self.ir.num_live_nodes {
928                         debug!("{:?}", self.ln_str(LiveNode(ln_idx as u32)));
929                    }
930                    body.hir_id
931                },
932                entry_ln);
933
934         entry_ln
935     }
936
937     fn propagate_through_block(&mut self, blk: &hir::Block, succ: LiveNode)
938                                -> LiveNode {
939         if blk.targeted_by_break {
940             self.break_ln.insert(blk.hir_id, succ);
941         }
942         let succ = self.propagate_through_opt_expr(blk.expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
943         blk.stmts.iter().rev().fold(succ, |succ, stmt| {
944             self.propagate_through_stmt(stmt, succ)
945         })
946     }
947
948     fn propagate_through_stmt(&mut self, stmt: &hir::Stmt, succ: LiveNode)
949                               -> LiveNode {
950         match stmt.kind {
951             hir::StmtKind::Local(ref local) => {
952                 // Note: we mark the variable as defined regardless of whether
953                 // there is an initializer.  Initially I had thought to only mark
954                 // the live variable as defined if it was initialized, and then we
955                 // could check for uninit variables just by scanning what is live
956                 // at the start of the function. But that doesn't work so well for
957                 // immutable variables defined in a loop:
958                 //     loop { let x; x = 5; }
959                 // because the "assignment" loops back around and generates an error.
960                 //
961                 // So now we just check that variables defined w/o an
962                 // initializer are not live at the point of their
963                 // initialization, which is mildly more complex than checking
964                 // once at the func header but otherwise equivalent.
965
966                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(local.init.as_ref().map(|e| &**e), succ);
967                 self.define_bindings_in_pat(&local.pat, succ)
968             }
969             hir::StmtKind::Item(..) => succ,
970             hir::StmtKind::Expr(ref expr) | hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
971                 self.propagate_through_expr(&expr, succ)
972             }
973         }
974     }
975
976     fn propagate_through_exprs(&mut self, exprs: &[Expr], succ: LiveNode)
977                                -> LiveNode {
978         exprs.iter().rev().fold(succ, |succ, expr| {
979             self.propagate_through_expr(&expr, succ)
980         })
981     }
982
983     fn propagate_through_opt_expr(&mut self,
984                                   opt_expr: Option<&Expr>,
985                                   succ: LiveNode)
986                                   -> LiveNode {
987         opt_expr.map_or(succ, |expr| self.propagate_through_expr(expr, succ))
988     }
989
990     fn propagate_through_expr(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode)
991                               -> LiveNode {
992         debug!("propagate_through_expr: {}", self.ir.tcx.hir().hir_to_pretty_string(expr.hir_id));
993
994         match expr.kind {
995             // Interesting cases with control flow or which gen/kill
996             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
997                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, ACC_READ | ACC_USE)
998             }
999
1000             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => {
1001                 self.propagate_through_expr(&e, succ)
1002             }
1003
1004             hir::ExprKind::Closure(..) => {
1005                 debug!("{} is an ExprKind::Closure",
1006                        self.ir.tcx.hir().hir_to_pretty_string(expr.hir_id));
1007
1008                 // the construction of a closure itself is not important,
1009                 // but we have to consider the closed over variables.
1010                 let caps = self.ir.capture_info_map.get(&expr.hir_id).cloned().unwrap_or_else(||
1011                     span_bug!(expr.span, "no registered caps"));
1012
1013                 caps.iter().rev().fold(succ, |succ, cap| {
1014                     self.init_from_succ(cap.ln, succ);
1015                     let var = self.variable(cap.var_hid, expr.span);
1016                     self.acc(cap.ln, var, ACC_READ | ACC_USE);
1017                     cap.ln
1018                 })
1019             }
1020
1021             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1022             // at the label ident
1023             hir::ExprKind::Loop(ref blk, _, _) => {
1024                 self.propagate_through_loop(expr, &blk, succ)
1025             }
1026
1027             hir::ExprKind::Match(ref e, ref arms, _) => {
1028                 //
1029                 //      (e)
1030                 //       |
1031                 //       v
1032                 //     (expr)
1033                 //     / | \
1034                 //    |  |  |
1035                 //    v  v  v
1036                 //   (..arms..)
1037                 //    |  |  |
1038                 //    v  v  v
1039                 //   (  succ  )
1040                 //
1041                 //
1042                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1043                 self.init_empty(ln, succ);
1044                 let mut first_merge = true;
1045                 for arm in arms {
1046                     let body_succ = self.propagate_through_expr(&arm.body, succ);
1047
1048                     let guard_succ = self.propagate_through_opt_expr(
1049                         arm.guard.as_ref().map(|hir::Guard::If(e)| &**e),
1050                         body_succ
1051                     );
1052                     let arm_succ = self.define_bindings_in_pat(&arm.pat, guard_succ);
1053                     self.merge_from_succ(ln, arm_succ, first_merge);
1054                     first_merge = false;
1055                 };
1056                 self.propagate_through_expr(&e, ln)
1057             }
1058
1059             hir::ExprKind::Ret(ref o_e) => {
1060                 // ignore succ and subst exit_ln:
1061                 let exit_ln = self.s.exit_ln;
1062                 self.propagate_through_opt_expr(o_e.as_ref().map(|e| &**e), exit_ln)
1063             }
1064
1065             hir::ExprKind::Break(label, ref opt_expr) => {
1066                 // Find which label this break jumps to
1067                 let target = match label.target_id {
1068                     Ok(hir_id) => self.break_ln.get(&hir_id),
1069                     Err(err) => span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err),
1070                 }.cloned();
1071
1072                 // Now that we know the label we're going to,
1073                 // look it up in the break loop nodes table
1074
1075                 match target {
1076                     Some(b) => self.propagate_through_opt_expr(opt_expr.as_ref().map(|e| &**e), b),
1077                     None => span_bug!(expr.span, "break to unknown label")
1078                 }
1079             }
1080
1081             hir::ExprKind::Continue(label) => {
1082                 // Find which label this expr continues to
1083                 let sc = label.target_id.unwrap_or_else(|err|
1084                     span_bug!(expr.span, "loop scope error: {}", err));
1085
1086                 // Now that we know the label we're going to,
1087                 // look it up in the continue loop nodes table
1088                 self.cont_ln.get(&sc).cloned().unwrap_or_else(||
1089                     span_bug!(expr.span, "continue to unknown label"))
1090             }
1091
1092             hir::ExprKind::Assign(ref l, ref r) => {
1093                 // see comment on places in
1094                 // propagate_through_place_components()
1095                 let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE);
1096                 let succ = self.propagate_through_place_components(&l, succ);
1097                 self.propagate_through_expr(&r, succ)
1098             }
1099
1100             hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, ref r) => {
1101                 // an overloaded assign op is like a method call
1102                 if self.tables.is_method_call(expr) {
1103                     let succ = self.propagate_through_expr(&l, succ);
1104                     self.propagate_through_expr(&r, succ)
1105                 } else {
1106                     // see comment on places in
1107                     // propagate_through_place_components()
1108                     let succ = self.write_place(&l, succ, ACC_WRITE|ACC_READ);
1109                     let succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1110                     self.propagate_through_place_components(&l, succ)
1111                 }
1112             }
1113
1114             // Uninteresting cases: just propagate in rev exec order
1115
1116             hir::ExprKind::Array(ref exprs) => {
1117                 self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1118             }
1119
1120             hir::ExprKind::Struct(_, ref fields, ref with_expr) => {
1121                 let succ = self.propagate_through_opt_expr(with_expr.as_ref().map(|e| &**e), succ);
1122                 fields.iter().rev().fold(succ, |succ, field| {
1123                     self.propagate_through_expr(&field.expr, succ)
1124                 })
1125             }
1126
1127             hir::ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1128                 let m = self.ir.tcx.hir().get_module_parent(expr.hir_id);
1129                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, self.tables.expr_ty(expr)) {
1130                     self.s.exit_ln
1131                 } else {
1132                     succ
1133                 };
1134                 let succ = self.propagate_through_exprs(args, succ);
1135                 self.propagate_through_expr(&f, succ)
1136             }
1137
1138             hir::ExprKind::MethodCall(.., ref args) => {
1139                 let m = self.ir.tcx.hir().get_module_parent(expr.hir_id);
1140                 let succ = if self.ir.tcx.is_ty_uninhabited_from(m, self.tables.expr_ty(expr)) {
1141                     self.s.exit_ln
1142                 } else {
1143                     succ
1144                 };
1145
1146                 self.propagate_through_exprs(args, succ)
1147             }
1148
1149             hir::ExprKind::Tup(ref exprs) => {
1150                 self.propagate_through_exprs(exprs, succ)
1151             }
1152
1153             hir::ExprKind::Binary(op, ref l, ref r) if op.node.is_lazy() => {
1154                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1155
1156                 let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1157                 self.init_from_succ(ln, succ);
1158                 self.merge_from_succ(ln, r_succ, false);
1159
1160                 self.propagate_through_expr(&l, ln)
1161             }
1162
1163             hir::ExprKind::Index(ref l, ref r) |
1164             hir::ExprKind::Binary(_, ref l, ref r) => {
1165                 let r_succ = self.propagate_through_expr(&r, succ);
1166                 self.propagate_through_expr(&l, r_succ)
1167             }
1168
1169             hir::ExprKind::Box(ref e) |
1170             hir::ExprKind::AddrOf(_, ref e) |
1171             hir::ExprKind::Cast(ref e, _) |
1172             hir::ExprKind::Type(ref e, _) |
1173             hir::ExprKind::DropTemps(ref e) |
1174             hir::ExprKind::Unary(_, ref e) |
1175             hir::ExprKind::Yield(ref e, _) |
1176             hir::ExprKind::Repeat(ref e, _) => {
1177                 self.propagate_through_expr(&e, succ)
1178             }
1179
1180             hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1181                 let succ = ia.outputs.iter().zip(outputs).rev().fold(succ, |succ, (o, output)| {
1182                 // see comment on places
1183                 // in propagate_through_place_components()
1184                 if o.is_indirect {
1185                     self.propagate_through_expr(output, succ)
1186                 } else {
1187                     let acc = if o.is_rw { ACC_WRITE|ACC_READ } else { ACC_WRITE };
1188                     let succ = self.write_place(output, succ, acc);
1189                     self.propagate_through_place_components(output, succ)
1190                 }});
1191
1192                 // Inputs are executed first. Propagate last because of rev order
1193                 self.propagate_through_exprs(inputs, succ)
1194             }
1195
1196             hir::ExprKind::Lit(..) | hir::ExprKind::Err |
1197             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) => {
1198                 succ
1199             }
1200
1201             // Note that labels have been resolved, so we don't need to look
1202             // at the label ident
1203             hir::ExprKind::Block(ref blk, _) => {
1204                 self.propagate_through_block(&blk, succ)
1205             }
1206         }
1207     }
1208
1209     fn propagate_through_place_components(&mut self,
1210                                           expr: &Expr,
1211                                           succ: LiveNode)
1212                                           -> LiveNode {
1213         // # Places
1214         //
1215         // In general, the full flow graph structure for an
1216         // assignment/move/etc can be handled in one of two ways,
1217         // depending on whether what is being assigned is a "tracked
1218         // value" or not. A tracked value is basically a local
1219         // variable or argument.
1220         //
1221         // The two kinds of graphs are:
1222         //
1223         //    Tracked place          Untracked place
1224         // ----------------------++-----------------------
1225         //                       ||
1226         //         |             ||           |
1227         //         v             ||           v
1228         //     (rvalue)          ||       (rvalue)
1229         //         |             ||           |
1230         //         v             ||           v
1231         // (write of place)     ||   (place components)
1232         //         |             ||           |
1233         //         v             ||           v
1234         //      (succ)           ||        (succ)
1235         //                       ||
1236         // ----------------------++-----------------------
1237         //
1238         // I will cover the two cases in turn:
1239         //
1240         // # Tracked places
1241         //
1242         // A tracked place is a local variable/argument `x`.  In
1243         // these cases, the link_node where the write occurs is linked
1244         // to node id of `x`.  The `write_place()` routine generates
1245         // the contents of this node.  There are no subcomponents to
1246         // consider.
1247         //
1248         // # Non-tracked places
1249         //
1250         // These are places like `x[5]` or `x.f`.  In that case, we
1251         // basically ignore the value which is written to but generate
1252         // reads for the components---`x` in these two examples.  The
1253         // components reads are generated by
1254         // `propagate_through_place_components()` (this fn).
1255         //
1256         // # Illegal places
1257         //
1258         // It is still possible to observe assignments to non-places;
1259         // these errors are detected in the later pass borrowck.  We
1260         // just ignore such cases and treat them as reads.
1261
1262         match expr.kind {
1263             hir::ExprKind::Path(_) => succ,
1264             hir::ExprKind::Field(ref e, _) => self.propagate_through_expr(&e, succ),
1265             _ => self.propagate_through_expr(expr, succ)
1266         }
1267     }
1268
1269     // see comment on propagate_through_place()
1270     fn write_place(&mut self, expr: &Expr, succ: LiveNode, acc: u32) -> LiveNode {
1271         match expr.kind {
1272             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1273                 self.access_path(expr.hir_id, path, succ, acc)
1274             }
1275
1276             // We do not track other places, so just propagate through
1277             // to their subcomponents.  Also, it may happen that
1278             // non-places occur here, because those are detected in the
1279             // later pass borrowck.
1280             _ => succ
1281         }
1282     }
1283
1284     fn access_var(&mut self, hir_id: HirId, var_hid: HirId, succ: LiveNode, acc: u32, span: Span)
1285                   -> LiveNode {
1286         let ln = self.live_node(hir_id, span);
1287         if acc != 0 {
1288             self.init_from_succ(ln, succ);
1289             let var = self.variable(var_hid, span);
1290             self.acc(ln, var, acc);
1291         }
1292         ln
1293     }
1294
1295     fn access_path(&mut self, hir_id: HirId, path: &hir::Path, succ: LiveNode, acc: u32)
1296                    -> LiveNode {
1297         match path.res {
1298             Res::Local(hid) => {
1299                 let upvars = self.ir.tcx.upvars(self.ir.body_owner);
1300                 if !upvars.map_or(false, |upvars| upvars.contains_key(&hid)) {
1301                     self.access_var(hir_id, hid, succ, acc, path.span)
1302                 } else {
1303                     succ
1304                 }
1305             }
1306             _ => succ
1307         }
1308     }
1309
1310     fn propagate_through_loop(
1311         &mut self,
1312         expr: &Expr,
1313         body: &hir::Block,
1314         succ: LiveNode
1315     ) -> LiveNode {
1316         /*
1317         We model control flow like this:
1318
1319               (expr) <-+
1320                 |      |
1321                 v      |
1322               (body) --+
1323
1324         Note that a `continue` expression targeting the `loop` will have a successor of `expr`.
1325         Meanwhile, a `break` expression will have a successor of `succ`.
1326         */
1327
1328         // first iteration:
1329         let mut first_merge = true;
1330         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1331         self.init_empty(ln, succ);
1332         debug!("propagate_through_loop: using id for loop body {} {}",
1333                expr.hir_id, self.ir.tcx.hir().hir_to_pretty_string(body.hir_id));
1334
1335         self.break_ln.insert(expr.hir_id, succ);
1336
1337         self.cont_ln.insert(expr.hir_id, ln);
1338
1339         let body_ln = self.propagate_through_block(body, ln);
1340
1341         // repeat until fixed point is reached:
1342         while self.merge_from_succ(ln, body_ln, first_merge) {
1343             first_merge = false;
1344             assert_eq!(body_ln, self.propagate_through_block(body, ln));
1345         }
1346
1347         ln
1348     }
1349 }
1350
1351 // _______________________________________________________________________
1352 // Checking for error conditions
1353
1354 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for Liveness<'a, 'tcx> {
1355     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1356         NestedVisitorMap::None
1357     }
1358
1359     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local) {
1360         self.check_unused_vars_in_pat(&local.pat, None, |spans, hir_id, ln, var| {
1361             if local.init.is_some() {
1362                 self.warn_about_dead_assign(spans, hir_id, ln, var);
1363             }
1364         });
1365
1366         intravisit::walk_local(self, local);
1367     }
1368
1369     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
1370         check_expr(self, ex);
1371     }
1372
1373     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm) {
1374         self.check_unused_vars_in_pat(&arm.pat, None, |_, _, _, _| {});
1375         intravisit::walk_arm(self, arm);
1376     }
1377 }
1378
1379 fn check_expr<'tcx>(this: &mut Liveness<'_, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
1380     match expr.kind {
1381         hir::ExprKind::Assign(ref l, _) => {
1382             this.check_place(&l);
1383         }
1384
1385         hir::ExprKind::AssignOp(_, ref l, _) => {
1386             if !this.tables.is_method_call(expr) {
1387                 this.check_place(&l);
1388             }
1389         }
1390
1391         hir::ExprKind::InlineAsm(ref ia, ref outputs, ref inputs) => {
1392             for input in inputs {
1393                 this.visit_expr(input);
1394             }
1395
1396             // Output operands must be places
1397             for (o, output) in ia.outputs.iter().zip(outputs) {
1398                 if !o.is_indirect {
1399                     this.check_place(output);
1400                 }
1401                 this.visit_expr(output);
1402             }
1403         }
1404
1405         // no correctness conditions related to liveness
1406         hir::ExprKind::Call(..) | hir::ExprKind::MethodCall(..) |
1407         hir::ExprKind::Match(..) | hir::ExprKind::Loop(..) |
1408         hir::ExprKind::Index(..) | hir::ExprKind::Field(..) |
1409         hir::ExprKind::Array(..) | hir::ExprKind::Tup(..) | hir::ExprKind::Binary(..) |
1410         hir::ExprKind::Cast(..) | hir::ExprKind::DropTemps(..) | hir::ExprKind::Unary(..) |
1411         hir::ExprKind::Ret(..) | hir::ExprKind::Break(..) | hir::ExprKind::Continue(..) |
1412         hir::ExprKind::Lit(_) | hir::ExprKind::Block(..) | hir::ExprKind::AddrOf(..) |
1413         hir::ExprKind::Struct(..) | hir::ExprKind::Repeat(..) |
1414         hir::ExprKind::Closure(..) | hir::ExprKind::Path(_) | hir::ExprKind::Yield(..) |
1415         hir::ExprKind::Box(..) | hir::ExprKind::Type(..) | hir::ExprKind::Err => {}
1416     }
1417
1418     intravisit::walk_expr(this, expr);
1419 }
1420
1421 impl<'tcx> Liveness<'_, 'tcx> {
1422     fn check_place(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1423         match expr.kind {
1424             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(_, ref path)) => {
1425                 if let Res::Local(var_hid) = path.res {
1426                     let upvars = self.ir.tcx.upvars(self.ir.body_owner);
1427                     if !upvars.map_or(false, |upvars| upvars.contains_key(&var_hid)) {
1428                         // Assignment to an immutable variable or argument: only legal
1429                         // if there is no later assignment. If this local is actually
1430                         // mutable, then check for a reassignment to flag the mutability
1431                         // as being used.
1432                         let ln = self.live_node(expr.hir_id, expr.span);
1433                         let var = self.variable(var_hid, expr.span);
1434                         self.warn_about_dead_assign(vec![expr.span], expr.hir_id, ln, var);
1435                     }
1436                 }
1437             }
1438             _ => {
1439                 // For other kinds of places, no checks are required,
1440                 // and any embedded expressions are actually rvalues
1441                 intravisit::walk_expr(self, expr);
1442             }
1443         }
1444     }
1445
1446     fn should_warn(&self, var: Variable) -> Option<String> {
1447         let name = self.ir.variable_name(var);
1448         if name.is_empty() || name.as_bytes()[0] == b'_' {
1449             None
1450         } else {
1451             Some(name)
1452         }
1453     }
1454
1455     fn warn_about_unused_args(&self, body: &hir::Body, entry_ln: LiveNode) {
1456         for p in &body.params {
1457             self.check_unused_vars_in_pat(&p.pat, Some(entry_ln), |spans, hir_id, ln, var| {
1458                 if self.live_on_entry(ln, var).is_none() {
1459                     self.report_dead_assign(hir_id, spans, var, true);
1460                 }
1461             });
1462         }
1463     }
1464
1465     fn check_unused_vars_in_pat(
1466         &self,
1467         pat: &hir::Pat,
1468         entry_ln: Option<LiveNode>,
1469         on_used_on_entry: impl Fn(Vec<Span>, HirId, LiveNode, Variable),
1470     ) {
1471         // In an or-pattern, only consider the variable; any later patterns must have the same
1472         // bindings, and we also consider the first pattern to be the "authoritative" set of ids.
1473         // However, we should take the spans of variables with the same name from the later
1474         // patterns so the suggestions to prefix with underscores will apply to those too.
1475         let mut vars: FxIndexMap<String, (LiveNode, Variable, HirId, Vec<Span>)> = <_>::default();
1476
1477         pat.each_binding(|_, hir_id, pat_sp, ident| {
1478             let ln = entry_ln.unwrap_or_else(|| self.live_node(hir_id, pat_sp));
1479             let var = self.variable(hir_id, ident.span);
1480             vars.entry(self.ir.variable_name(var))
1481                 .and_modify(|(.., spans)| spans.push(ident.span))
1482                 .or_insert_with(|| (ln, var, hir_id, vec![ident.span]));
1483         });
1484
1485         for (_, (ln, var, id, spans)) in vars {
1486             if self.used_on_entry(ln, var) {
1487                 on_used_on_entry(spans, id, ln, var);
1488             } else {
1489                 self.report_unused(spans, id, ln, var);
1490             }
1491         }
1492     }
1493
1494     fn report_unused(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1495         if let Some(name) = self.should_warn(var).filter(|name| name != "self") {
1496             // annoying: for parameters in funcs like `fn(x: i32)
1497             // {ret}`, there is only one node, so asking about
1498             // assigned_on_exit() is not meaningful.
1499             let is_assigned = if ln == self.s.exit_ln {
1500                 false
1501             } else {
1502                 self.assigned_on_exit(ln, var).is_some()
1503             };
1504
1505             if is_assigned {
1506                 self.ir.tcx.lint_hir_note(
1507                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1508                     hir_id,
1509                     spans,
1510                     &format!("variable `{}` is assigned to, but never used", name),
1511                     &format!("consider using `_{}` instead", name),
1512                 );
1513             } else {
1514                 let mut err = self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(
1515                     lint::builtin::UNUSED_VARIABLES,
1516                     hir_id,
1517                     spans.clone(),
1518                     &format!("unused variable: `{}`", name),
1519                 );
1520
1521                 if self.ir.variable_is_shorthand(var) {
1522                     if let Node::Binding(pat) = self.ir.tcx.hir().get(hir_id) {
1523                         // Handle `ref` and `ref mut`.
1524                         let spans = spans.iter()
1525                             .map(|_span| (pat.span, format!("{}: _", name)))
1526                             .collect();
1527
1528                         err.multipart_suggestion(
1529                             "try ignoring the field",
1530                             spans,
1531                             Applicability::MachineApplicable,
1532                         );
1533                     }
1534                 } else {
1535                     err.multipart_suggestion(
1536                         "consider prefixing with an underscore",
1537                         spans.iter().map(|span| (*span, format!("_{}", name))).collect(),
1538                         Applicability::MachineApplicable,
1539                     );
1540                 }
1541
1542                 err.emit()
1543             }
1544         }
1545     }
1546
1547     fn warn_about_dead_assign(&self, spans: Vec<Span>, hir_id: HirId, ln: LiveNode, var: Variable) {
1548         if self.live_on_exit(ln, var).is_none() {
1549             self.report_dead_assign(hir_id, spans, var, false);
1550         }
1551     }
1552
1553     fn report_dead_assign(&self, hir_id: HirId, spans: Vec<Span>, var: Variable, is_param: bool) {
1554         if let Some(name) = self.should_warn(var) {
1555             if is_param {
1556                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, spans,
1557                 &format!("value passed to `{}` is never read", name))
1558                 .help("maybe it is overwritten before being read?")
1559                 .emit();
1560             } else {
1561                 self.ir.tcx.struct_span_lint_hir(lint::builtin::UNUSED_ASSIGNMENTS, hir_id, spans,
1562                 &format!("value assigned to `{}` is never read", name))
1563                 .help("maybe it is overwritten before being read?")
1564                 .emit();
1565             }
1566         }
1567     }
1568 }