]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_hir_typeck/src/generator_interior/drop_ranges/mod.rs
rustc_hir_typeck: move whole files
[rust.git] / compiler / rustc_hir_typeck / src / generator_interior / drop_ranges / mod.rs
1 //! Drop range analysis finds the portions of the tree where a value is guaranteed to be dropped
2 //! (i.e. moved, uninitialized, etc.). This is used to exclude the types of those values from the
3 //! generator type. See `InteriorVisitor::record` for where the results of this analysis are used.
4 //!
5 //! There are three phases to this analysis:
6 //! 1. Use `ExprUseVisitor` to identify the interesting values that are consumed and borrowed.
7 //! 2. Use `DropRangeVisitor` to find where the interesting values are dropped or reinitialized,
8 //!    and also build a control flow graph.
9 //! 3. Use `DropRanges::propagate_to_fixpoint` to flow the dropped/reinitialized information through
10 //!    the CFG and find the exact points where we know a value is definitely dropped.
11 //!
12 //! The end result is a data structure that maps the post-order index of each node in the HIR tree
13 //! to a set of values that are known to be dropped at that location.
14
15 use self::cfg_build::build_control_flow_graph;
16 use self::record_consumed_borrow::find_consumed_and_borrowed;
17 use crate::check::FnCtxt;
18 use hir::def_id::DefId;
19 use hir::{Body, HirId, HirIdMap, Node};
20 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
21 use rustc_hir as hir;
22 use rustc_index::bit_set::BitSet;
23 use rustc_index::vec::IndexVec;
24 use rustc_middle::hir::map::Map;
25 use rustc_middle::hir::place::{PlaceBase, PlaceWithHirId};
26 use rustc_middle::ty;
27 use std::collections::BTreeMap;
28 use std::fmt::Debug;
29
30 mod cfg_build;
31 mod cfg_propagate;
32 mod cfg_visualize;
33 mod record_consumed_borrow;
34
35 pub fn compute_drop_ranges<'a, 'tcx>(
36     fcx: &'a FnCtxt<'a, 'tcx>,
37     def_id: DefId,
38     body: &'tcx Body<'tcx>,
39 ) -> DropRanges {
40     if fcx.sess().opts.unstable_opts.drop_tracking {
41         let consumed_borrowed_places = find_consumed_and_borrowed(fcx, def_id, body);
42
43         let typeck_results = &fcx.typeck_results.borrow();
44         let num_exprs = fcx.tcx.region_scope_tree(def_id).body_expr_count(body.id()).unwrap_or(0);
45         let (mut drop_ranges, borrowed_temporaries) = build_control_flow_graph(
46             fcx.tcx.hir(),
47             fcx.tcx,
48             typeck_results,
49             consumed_borrowed_places,
50             body,
51             num_exprs,
52         );
53
54         drop_ranges.propagate_to_fixpoint();
55
56         debug!("borrowed_temporaries = {borrowed_temporaries:?}");
57         DropRanges {
58             tracked_value_map: drop_ranges.tracked_value_map,
59             nodes: drop_ranges.nodes,
60             borrowed_temporaries: Some(borrowed_temporaries),
61         }
62     } else {
63         // If drop range tracking is not enabled, skip all the analysis and produce an
64         // empty set of DropRanges.
65         DropRanges {
66             tracked_value_map: FxHashMap::default(),
67             nodes: IndexVec::new(),
68             borrowed_temporaries: None,
69         }
70     }
71 }
72
73 /// Applies `f` to consumable node in the HIR subtree pointed to by `place`.
74 ///
75 /// This includes the place itself, and if the place is a reference to a local
76 /// variable then `f` is also called on the HIR node for that variable as well.
77 ///
78 /// For example, if `place` points to `foo()`, then `f` is called once for the
79 /// result of `foo`. On the other hand, if `place` points to `x` then `f` will
80 /// be called both on the `ExprKind::Path` node that represents the expression
81 /// as well as the HirId of the local `x` itself.
82 fn for_each_consumable<'tcx>(hir: Map<'tcx>, place: TrackedValue, mut f: impl FnMut(TrackedValue)) {
83     f(place);
84     let node = hir.find(place.hir_id());
85     if let Some(Node::Expr(expr)) = node {
86         match expr.kind {
87             hir::ExprKind::Path(hir::QPath::Resolved(
88                 _,
89                 hir::Path { res: hir::def::Res::Local(hir_id), .. },
90             )) => {
91                 f(TrackedValue::Variable(*hir_id));
92             }
93             _ => (),
94         }
95     }
96 }
97
98 rustc_index::newtype_index! {
99     pub struct PostOrderId {
100         DEBUG_FORMAT = "id({})",
101     }
102 }
103
104 rustc_index::newtype_index! {
105     pub struct TrackedValueIndex {
106         DEBUG_FORMAT = "hidx({})",
107     }
108 }
109
110 /// Identifies a value whose drop state we need to track.
111 #[derive(PartialEq, Eq, Hash, Clone, Copy)]
112 enum TrackedValue {
113     /// Represents a named variable, such as a let binding, parameter, or upvar.
114     ///
115     /// The HirId points to the variable's definition site.
116     Variable(HirId),
117     /// A value produced as a result of an expression.
118     ///
119     /// The HirId points to the expression that returns this value.
120     Temporary(HirId),
121 }
122
123 impl Debug for TrackedValue {
124     fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
125         ty::tls::with_opt(|opt_tcx| {
126             if let Some(tcx) = opt_tcx {
127                 write!(f, "{}", tcx.hir().node_to_string(self.hir_id()))
128             } else {
129                 match self {
130                     Self::Variable(hir_id) => write!(f, "Variable({:?})", hir_id),
131                     Self::Temporary(hir_id) => write!(f, "Temporary({:?})", hir_id),
132                 }
133             }
134         })
135     }
136 }
137
138 impl TrackedValue {
139     fn hir_id(&self) -> HirId {
140         match self {
141             TrackedValue::Variable(hir_id) | TrackedValue::Temporary(hir_id) => *hir_id,
142         }
143     }
144
145     fn from_place_with_projections_allowed(place_with_id: &PlaceWithHirId<'_>) -> Self {
146         match place_with_id.place.base {
147             PlaceBase::Rvalue | PlaceBase::StaticItem => {
148                 TrackedValue::Temporary(place_with_id.hir_id)
149             }
150             PlaceBase::Local(hir_id)
151             | PlaceBase::Upvar(ty::UpvarId { var_path: ty::UpvarPath { hir_id }, .. }) => {
152                 TrackedValue::Variable(hir_id)
153             }
154         }
155     }
156 }
157
158 /// Represents a reason why we might not be able to convert a HirId or Place
159 /// into a tracked value.
160 #[derive(Debug)]
161 enum TrackedValueConversionError {
162     /// Place projects are not currently supported.
163     ///
164     /// The reasoning around these is kind of subtle, so we choose to be more
165     /// conservative around these for now. There is no reason in theory we
166     /// cannot support these, we just have not implemented it yet.
167     PlaceProjectionsNotSupported,
168 }
169
170 impl TryFrom<&PlaceWithHirId<'_>> for TrackedValue {
171     type Error = TrackedValueConversionError;
172
173     fn try_from(place_with_id: &PlaceWithHirId<'_>) -> Result<Self, Self::Error> {
174         if !place_with_id.place.projections.is_empty() {
175             debug!(
176                 "TrackedValue from PlaceWithHirId: {:?} has projections, which are not supported.",
177                 place_with_id
178             );
179             return Err(TrackedValueConversionError::PlaceProjectionsNotSupported);
180         }
181
182         Ok(TrackedValue::from_place_with_projections_allowed(place_with_id))
183     }
184 }
185
186 pub struct DropRanges {
187     tracked_value_map: FxHashMap<TrackedValue, TrackedValueIndex>,
188     nodes: IndexVec<PostOrderId, NodeInfo>,
189     borrowed_temporaries: Option<FxHashSet<HirId>>,
190 }
191
192 impl DropRanges {
193     pub fn is_dropped_at(&self, hir_id: HirId, location: usize) -> bool {
194         self.tracked_value_map
195             .get(&TrackedValue::Temporary(hir_id))
196             .or(self.tracked_value_map.get(&TrackedValue::Variable(hir_id)))
197             .cloned()
198             .map_or(false, |tracked_value_id| {
199                 self.expect_node(location.into()).drop_state.contains(tracked_value_id)
200             })
201     }
202
203     pub fn is_borrowed_temporary(&self, expr: &hir::Expr<'_>) -> bool {
204         if let Some(b) = &self.borrowed_temporaries { b.contains(&expr.hir_id) } else { true }
205     }
206
207     /// Returns a reference to the NodeInfo for a node, panicking if it does not exist
208     fn expect_node(&self, id: PostOrderId) -> &NodeInfo {
209         &self.nodes[id]
210     }
211 }
212
213 /// Tracks information needed to compute drop ranges.
214 struct DropRangesBuilder {
215     /// The core of DropRangesBuilder is a set of nodes, which each represent
216     /// one expression. We primarily refer to them by their index in a
217     /// post-order traversal of the HIR tree,  since this is what
218     /// generator_interior uses to talk about yield positions.
219     ///
220     /// This IndexVec keeps the relevant details for each node. See the
221     /// NodeInfo struct for more details, but this information includes things
222     /// such as the set of control-flow successors, which variables are dropped
223     /// or reinitialized, and whether each variable has been inferred to be
224     /// known-dropped or potentially reinitialized at each point.
225     nodes: IndexVec<PostOrderId, NodeInfo>,
226     /// We refer to values whose drop state we are tracking by the HirId of
227     /// where they are defined. Within a NodeInfo, however, we store the
228     /// drop-state in a bit vector indexed by a HirIdIndex
229     /// (see NodeInfo::drop_state). The hir_id_map field stores the mapping
230     /// from HirIds to the HirIdIndex that is used to represent that value in
231     /// bitvector.
232     tracked_value_map: FxHashMap<TrackedValue, TrackedValueIndex>,
233
234     /// When building the control flow graph, we don't always know the
235     /// post-order index of the target node at the point we encounter it.
236     /// For example, this happens with break and continue. In those cases,
237     /// we store a pair of the PostOrderId of the source and the HirId
238     /// of the target. Once we have gathered all of these edges, we make a
239     /// pass over the set of deferred edges (see process_deferred_edges in
240     /// cfg_build.rs), look up the PostOrderId for the target (since now the
241     /// post-order index for all nodes is known), and add missing control flow
242     /// edges.
243     deferred_edges: Vec<(PostOrderId, HirId)>,
244     /// This maps HirIds of expressions to their post-order index. It is
245     /// used in process_deferred_edges to correctly add back-edges.
246     post_order_map: HirIdMap<PostOrderId>,
247 }
248
249 impl Debug for DropRangesBuilder {
250     fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
251         f.debug_struct("DropRanges")
252             .field("hir_id_map", &self.tracked_value_map)
253             .field("post_order_maps", &self.post_order_map)
254             .field("nodes", &self.nodes.iter_enumerated().collect::<BTreeMap<_, _>>())
255             .finish()
256     }
257 }
258
259 /// DropRanges keeps track of what values are definitely dropped at each point in the code.
260 ///
261 /// Values of interest are defined by the hir_id of their place. Locations in code are identified
262 /// by their index in the post-order traversal. At its core, DropRanges maps
263 /// (hir_id, post_order_id) -> bool, where a true value indicates that the value is definitely
264 /// dropped at the point of the node identified by post_order_id.
265 impl DropRangesBuilder {
266     /// Returns the number of values (hir_ids) that are tracked
267     fn num_values(&self) -> usize {
268         self.tracked_value_map.len()
269     }
270
271     fn node_mut(&mut self, id: PostOrderId) -> &mut NodeInfo {
272         let size = self.num_values();
273         self.nodes.ensure_contains_elem(id, || NodeInfo::new(size));
274         &mut self.nodes[id]
275     }
276
277     fn add_control_edge(&mut self, from: PostOrderId, to: PostOrderId) {
278         trace!("adding control edge from {:?} to {:?}", from, to);
279         self.node_mut(from).successors.push(to);
280     }
281 }
282
283 #[derive(Debug)]
284 struct NodeInfo {
285     /// IDs of nodes that can follow this one in the control flow
286     ///
287     /// If the vec is empty, then control proceeds to the next node.
288     successors: Vec<PostOrderId>,
289
290     /// List of hir_ids that are dropped by this node.
291     drops: Vec<TrackedValueIndex>,
292
293     /// List of hir_ids that are reinitialized by this node.
294     reinits: Vec<TrackedValueIndex>,
295
296     /// Set of values that are definitely dropped at this point.
297     drop_state: BitSet<TrackedValueIndex>,
298 }
299
300 impl NodeInfo {
301     fn new(num_values: usize) -> Self {
302         Self {
303             successors: vec![],
304             drops: vec![],
305             reinits: vec![],
306             drop_state: BitSet::new_filled(num_values),
307         }
308     }
309 }