]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/dep_graph/dep_node.rs
Rollup merge of #106859 - tialaramex:master, r=Nilstrieb
[rust.git] / compiler / rustc_middle / src / dep_graph / dep_node.rs
1 //! Nodes in the dependency graph.
2 //!
3 //! A node in the [dependency graph] is represented by a [`DepNode`].
4 //! A `DepNode` consists of a [`DepKind`] (which
5 //! specifies the kind of thing it represents, like a piece of HIR, MIR, etc.)
6 //! and a [`Fingerprint`], a 128-bit hash value, the exact meaning of which
7 //! depends on the node's `DepKind`. Together, the kind and the fingerprint
8 //! fully identify a dependency node, even across multiple compilation sessions.
9 //! In other words, the value of the fingerprint does not depend on anything
10 //! that is specific to a given compilation session, like an unpredictable
11 //! interning key (e.g., `NodeId`, `DefId`, `Symbol`) or the numeric value of a
12 //! pointer. The concept behind this could be compared to how git commit hashes
13 //! uniquely identify a given commit. The fingerprinting approach has
14 //! a few advantages:
15 //!
16 //! * A `DepNode` can simply be serialized to disk and loaded in another session
17 //!   without the need to do any "rebasing" (like we have to do for Spans and
18 //!   NodeIds) or "retracing" (like we had to do for `DefId` in earlier
19 //!   implementations of the dependency graph).
20 //! * A `Fingerprint` is just a bunch of bits, which allows `DepNode` to
21 //!   implement `Copy`, `Sync`, `Send`, `Freeze`, etc.
22 //! * Since we just have a bit pattern, `DepNode` can be mapped from disk into
23 //!   memory without any post-processing (e.g., "abomination-style" pointer
24 //!   reconstruction).
25 //! * Because a `DepNode` is self-contained, we can instantiate `DepNodes` that
26 //!   refer to things that do not exist anymore. In previous implementations
27 //!   `DepNode` contained a `DefId`. A `DepNode` referring to something that
28 //!   had been removed between the previous and the current compilation session
29 //!   could not be instantiated because the current compilation session
30 //!   contained no `DefId` for thing that had been removed.
31 //!
32 //! `DepNode` definition happens in the `define_dep_nodes!()` macro. This macro
33 //! defines the `DepKind` enum. Each `DepKind` has its own parameters that are
34 //! needed at runtime in order to construct a valid `DepNode` fingerprint.
35 //! However, only `CompileCodegenUnit` and `CompileMonoItem` are constructed
36 //! explicitly (with `make_compile_codegen_unit` cq `make_compile_mono_item`).
37 //!
38 //! Because the macro sees what parameters a given `DepKind` requires, it can
39 //! "infer" some properties for each kind of `DepNode`:
40 //!
41 //! * Whether a `DepNode` of a given kind has any parameters at all. Some
42 //!   `DepNode`s could represent global concepts with only one value.
43 //! * Whether it is possible, in principle, to reconstruct a query key from a
44 //!   given `DepNode`. Many `DepKind`s only require a single `DefId` parameter,
45 //!   in which case it is possible to map the node's fingerprint back to the
46 //!   `DefId` it was computed from. In other cases, too much information gets
47 //!   lost during fingerprint computation.
48 //!
49 //! `make_compile_codegen_unit` and `make_compile_mono_items`, together with
50 //! `DepNode::new()`, ensures that only valid `DepNode` instances can be
51 //! constructed. For example, the API does not allow for constructing
52 //! parameterless `DepNode`s with anything other than a zeroed out fingerprint.
53 //! More generally speaking, it relieves the user of the `DepNode` API of
54 //! having to know how to compute the expected fingerprint for a given set of
55 //! node parameters.
56 //!
57 //! [dependency graph]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/query.html
58
59 use crate::mir::mono::MonoItem;
60 use crate::ty::TyCtxt;
61
62 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
63 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId};
64 use rustc_hir::definitions::DefPathHash;
65 use rustc_hir::{HirId, ItemLocalId, OwnerId};
66 use rustc_query_system::dep_graph::FingerprintStyle;
67 use rustc_span::symbol::Symbol;
68 use std::hash::Hash;
69
70 pub use rustc_query_system::dep_graph::{DepContext, DepNodeParams};
71
72 macro_rules! define_dep_nodes {
73     (
74      $($(#[$attr:meta])*
75         [$($modifiers:tt)*] fn $variant:ident($($K:tt)*) -> $V:ty,)*) => {
76
77         #[macro_export]
78         macro_rules! make_dep_kind_array {
79             ($mod:ident) => {[ $($mod::$variant()),* ]};
80         }
81
82         /// This enum serves as an index into arrays built by `make_dep_kind_array`.
83         #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Encodable, Decodable)]
84         #[allow(non_camel_case_types)]
85         pub enum DepKind {
86             $( $( #[$attr] )* $variant),*
87         }
88
89         pub(super) fn dep_kind_from_label_string(label: &str) -> Result<DepKind, ()> {
90             match label {
91                 $(stringify!($variant) => Ok(DepKind::$variant),)*
92                 _ => Err(()),
93             }
94         }
95
96         /// Contains variant => str representations for constructing
97         /// DepNode groups for tests.
98         #[allow(dead_code, non_upper_case_globals)]
99         pub mod label_strs {
100            $(
101                 pub const $variant: &str = stringify!($variant);
102             )*
103         }
104     };
105 }
106
107 rustc_query_append!(define_dep_nodes![
108     /// We use this for most things when incr. comp. is turned off.
109     [] fn Null() -> (),
110     /// We use this to create a forever-red node.
111     [] fn Red() -> (),
112     [] fn TraitSelect() -> (),
113     [] fn CompileCodegenUnit() -> (),
114     [] fn CompileMonoItem() -> (),
115 ]);
116
117 // WARNING: `construct` is generic and does not know that `CompileCodegenUnit` takes `Symbol`s as keys.
118 // Be very careful changing this type signature!
119 pub(crate) fn make_compile_codegen_unit(tcx: TyCtxt<'_>, name: Symbol) -> DepNode {
120     DepNode::construct(tcx, DepKind::CompileCodegenUnit, &name)
121 }
122
123 // WARNING: `construct` is generic and does not know that `CompileMonoItem` takes `MonoItem`s as keys.
124 // Be very careful changing this type signature!
125 pub(crate) fn make_compile_mono_item<'tcx>(
126     tcx: TyCtxt<'tcx>,
127     mono_item: &MonoItem<'tcx>,
128 ) -> DepNode {
129     DepNode::construct(tcx, DepKind::CompileMonoItem, mono_item)
130 }
131
132 pub type DepNode = rustc_query_system::dep_graph::DepNode<DepKind>;
133
134 // We keep a lot of `DepNode`s in memory during compilation. It's not
135 // required that their size stay the same, but we don't want to change
136 // it inadvertently. This assert just ensures we're aware of any change.
137 #[cfg(any(target_arch = "x86", target_arch = "x86_64"))]
138 static_assert_size!(DepNode, 18);
139
140 #[cfg(not(any(target_arch = "x86", target_arch = "x86_64")))]
141 static_assert_size!(DepNode, 24);
142
143 pub trait DepNodeExt: Sized {
144     /// Extracts the DefId corresponding to this DepNode. This will work
145     /// if two conditions are met:
146     ///
147     /// 1. The Fingerprint of the DepNode actually is a DefPathHash, and
148     /// 2. the item that the DefPath refers to exists in the current tcx.
149     ///
150     /// Condition (1) is determined by the DepKind variant of the
151     /// DepNode. Condition (2) might not be fulfilled if a DepNode
152     /// refers to something from the previous compilation session that
153     /// has been removed.
154     fn extract_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<DefId>;
155
156     /// Used in testing
157     fn from_label_string(
158         tcx: TyCtxt<'_>,
159         label: &str,
160         def_path_hash: DefPathHash,
161     ) -> Result<Self, ()>;
162
163     /// Used in testing
164     fn has_label_string(label: &str) -> bool;
165 }
166
167 impl DepNodeExt for DepNode {
168     /// Extracts the DefId corresponding to this DepNode. This will work
169     /// if two conditions are met:
170     ///
171     /// 1. The Fingerprint of the DepNode actually is a DefPathHash, and
172     /// 2. the item that the DefPath refers to exists in the current tcx.
173     ///
174     /// Condition (1) is determined by the DepKind variant of the
175     /// DepNode. Condition (2) might not be fulfilled if a DepNode
176     /// refers to something from the previous compilation session that
177     /// has been removed.
178     fn extract_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<DefId> {
179         if tcx.fingerprint_style(self.kind) == FingerprintStyle::DefPathHash {
180             Some(tcx.def_path_hash_to_def_id(DefPathHash(self.hash.into()), &mut || {
181                 panic!("Failed to extract DefId: {:?} {}", self.kind, self.hash)
182             }))
183         } else {
184             None
185         }
186     }
187
188     /// Used in testing
189     fn from_label_string(
190         tcx: TyCtxt<'_>,
191         label: &str,
192         def_path_hash: DefPathHash,
193     ) -> Result<DepNode, ()> {
194         let kind = dep_kind_from_label_string(label)?;
195
196         match tcx.fingerprint_style(kind) {
197             FingerprintStyle::Opaque | FingerprintStyle::HirId => Err(()),
198             FingerprintStyle::Unit => Ok(DepNode::new_no_params(tcx, kind)),
199             FingerprintStyle::DefPathHash => {
200                 Ok(DepNode::from_def_path_hash(tcx, def_path_hash, kind))
201             }
202         }
203     }
204
205     /// Used in testing
206     fn has_label_string(label: &str) -> bool {
207         dep_kind_from_label_string(label).is_ok()
208     }
209 }
210
211 impl<'tcx> DepNodeParams<TyCtxt<'tcx>> for () {
212     #[inline(always)]
213     fn fingerprint_style() -> FingerprintStyle {
214         FingerprintStyle::Unit
215     }
216
217     #[inline(always)]
218     fn to_fingerprint(&self, _: TyCtxt<'tcx>) -> Fingerprint {
219         Fingerprint::ZERO
220     }
221
222     #[inline(always)]
223     fn recover(_: TyCtxt<'tcx>, _: &DepNode) -> Option<Self> {
224         Some(())
225     }
226 }
227
228 impl<'tcx> DepNodeParams<TyCtxt<'tcx>> for DefId {
229     #[inline(always)]
230     fn fingerprint_style() -> FingerprintStyle {
231         FingerprintStyle::DefPathHash
232     }
233
234     #[inline(always)]
235     fn to_fingerprint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Fingerprint {
236         tcx.def_path_hash(*self).0
237     }
238
239     #[inline(always)]
240     fn to_debug_str(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> String {
241         tcx.def_path_str(*self)
242     }
243
244     #[inline(always)]
245     fn recover(tcx: TyCtxt<'tcx>, dep_node: &DepNode) -> Option<Self> {
246         dep_node.extract_def_id(tcx)
247     }
248 }
249
250 impl<'tcx> DepNodeParams<TyCtxt<'tcx>> for LocalDefId {
251     #[inline(always)]
252     fn fingerprint_style() -> FingerprintStyle {
253         FingerprintStyle::DefPathHash
254     }
255
256     #[inline(always)]
257     fn to_fingerprint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Fingerprint {
258         self.to_def_id().to_fingerprint(tcx)
259     }
260
261     #[inline(always)]
262     fn to_debug_str(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> String {
263         self.to_def_id().to_debug_str(tcx)
264     }
265
266     #[inline(always)]
267     fn recover(tcx: TyCtxt<'tcx>, dep_node: &DepNode) -> Option<Self> {
268         dep_node.extract_def_id(tcx).map(|id| id.expect_local())
269     }
270 }
271
272 impl<'tcx> DepNodeParams<TyCtxt<'tcx>> for OwnerId {
273     #[inline(always)]
274     fn fingerprint_style() -> FingerprintStyle {
275         FingerprintStyle::DefPathHash
276     }
277
278     #[inline(always)]
279     fn to_fingerprint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Fingerprint {
280         self.to_def_id().to_fingerprint(tcx)
281     }
282
283     #[inline(always)]
284     fn to_debug_str(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> String {
285         self.to_def_id().to_debug_str(tcx)
286     }
287
288     #[inline(always)]
289     fn recover(tcx: TyCtxt<'tcx>, dep_node: &DepNode) -> Option<Self> {
290         dep_node.extract_def_id(tcx).map(|id| OwnerId { def_id: id.expect_local() })
291     }
292 }
293
294 impl<'tcx> DepNodeParams<TyCtxt<'tcx>> for CrateNum {
295     #[inline(always)]
296     fn fingerprint_style() -> FingerprintStyle {
297         FingerprintStyle::DefPathHash
298     }
299
300     #[inline(always)]
301     fn to_fingerprint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Fingerprint {
302         let def_id = self.as_def_id();
303         def_id.to_fingerprint(tcx)
304     }
305
306     #[inline(always)]
307     fn to_debug_str(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> String {
308         tcx.crate_name(*self).to_string()
309     }
310
311     #[inline(always)]
312     fn recover(tcx: TyCtxt<'tcx>, dep_node: &DepNode) -> Option<Self> {
313         dep_node.extract_def_id(tcx).map(|id| id.krate)
314     }
315 }
316
317 impl<'tcx> DepNodeParams<TyCtxt<'tcx>> for (DefId, DefId) {
318     #[inline(always)]
319     fn fingerprint_style() -> FingerprintStyle {
320         FingerprintStyle::Opaque
321     }
322
323     // We actually would not need to specialize the implementation of this
324     // method but it's faster to combine the hashes than to instantiate a full
325     // hashing context and stable-hashing state.
326     #[inline(always)]
327     fn to_fingerprint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Fingerprint {
328         let (def_id_0, def_id_1) = *self;
329
330         let def_path_hash_0 = tcx.def_path_hash(def_id_0);
331         let def_path_hash_1 = tcx.def_path_hash(def_id_1);
332
333         def_path_hash_0.0.combine(def_path_hash_1.0)
334     }
335
336     #[inline(always)]
337     fn to_debug_str(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> String {
338         let (def_id_0, def_id_1) = *self;
339
340         format!("({}, {})", tcx.def_path_debug_str(def_id_0), tcx.def_path_debug_str(def_id_1))
341     }
342 }
343
344 impl<'tcx> DepNodeParams<TyCtxt<'tcx>> for HirId {
345     #[inline(always)]
346     fn fingerprint_style() -> FingerprintStyle {
347         FingerprintStyle::HirId
348     }
349
350     // We actually would not need to specialize the implementation of this
351     // method but it's faster to combine the hashes than to instantiate a full
352     // hashing context and stable-hashing state.
353     #[inline(always)]
354     fn to_fingerprint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Fingerprint {
355         let HirId { owner, local_id } = *self;
356         let def_path_hash = tcx.def_path_hash(owner.to_def_id());
357         Fingerprint::new(
358             // `owner` is local, so is completely defined by the local hash
359             def_path_hash.local_hash(),
360             local_id.as_u32().into(),
361         )
362     }
363
364     #[inline(always)]
365     fn to_debug_str(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> String {
366         let HirId { owner, local_id } = *self;
367         format!("{}.{}", tcx.def_path_str(owner.to_def_id()), local_id.as_u32())
368     }
369
370     #[inline(always)]
371     fn recover(tcx: TyCtxt<'tcx>, dep_node: &DepNode) -> Option<Self> {
372         if tcx.fingerprint_style(dep_node.kind) == FingerprintStyle::HirId {
373             let (local_hash, local_id) = Fingerprint::from(dep_node.hash).as_value();
374             let def_path_hash = DefPathHash::new(tcx.sess.local_stable_crate_id(), local_hash);
375             let def_id = tcx
376                 .def_path_hash_to_def_id(def_path_hash, &mut || {
377                     panic!("Failed to extract HirId: {:?} {}", dep_node.kind, dep_node.hash)
378                 })
379                 .expect_local();
380             let local_id = local_id
381                 .try_into()
382                 .unwrap_or_else(|_| panic!("local id should be u32, found {:?}", local_id));
383             Some(HirId { owner: OwnerId { def_id }, local_id: ItemLocalId::from_u32(local_id) })
384         } else {
385             None
386         }
387     }
388 }