]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_query_system/src/dep_graph/graph.rs
Rollup merge of #89941 - hermitcore:kernel, r=joshtriplett
[rust.git] / compiler / rustc_query_system / src / dep_graph / graph.rs
1 use parking_lot::Mutex;
2 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
3 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
4 use rustc_data_structures::profiling::{EventId, QueryInvocationId, SelfProfilerRef};
5 use rustc_data_structures::sharded::{self, Sharded};
6 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
7 use rustc_data_structures::steal::Steal;
8 use rustc_data_structures::sync::{AtomicU32, AtomicU64, Lock, Lrc, Ordering};
9 use rustc_index::vec::IndexVec;
10 use rustc_serialize::opaque::{FileEncodeResult, FileEncoder};
11 use smallvec::{smallvec, SmallVec};
12 use std::collections::hash_map::Entry;
13 use std::fmt::Debug;
14 use std::hash::Hash;
15 use std::marker::PhantomData;
16 use std::sync::atomic::Ordering::Relaxed;
17
18 use super::query::DepGraphQuery;
19 use super::serialized::{GraphEncoder, SerializedDepGraph, SerializedDepNodeIndex};
20 use super::{DepContext, DepKind, DepNode, HasDepContext, WorkProductId};
21 use crate::ich::StableHashingContext;
22 use crate::query::{QueryContext, QuerySideEffects};
23
24 #[cfg(debug_assertions)]
25 use {super::debug::EdgeFilter, std::env};
26
27 #[derive(Clone)]
28 pub struct DepGraph<K: DepKind> {
29     data: Option<Lrc<DepGraphData<K>>>,
30
31     /// This field is used for assigning DepNodeIndices when running in
32     /// non-incremental mode. Even in non-incremental mode we make sure that
33     /// each task has a `DepNodeIndex` that uniquely identifies it. This unique
34     /// ID is used for self-profiling.
35     virtual_dep_node_index: Lrc<AtomicU32>,
36
37     /// The cached event id for profiling node interning. This saves us
38     /// from having to look up the event id every time we intern a node
39     /// which may incur too much overhead.
40     /// This will be None if self-profiling is disabled.
41     node_intern_event_id: Option<EventId>,
42 }
43
44 rustc_index::newtype_index! {
45     pub struct DepNodeIndex { .. }
46 }
47
48 impl DepNodeIndex {
49     pub const INVALID: DepNodeIndex = DepNodeIndex::MAX;
50     pub const SINGLETON_DEPENDENCYLESS_ANON_NODE: DepNodeIndex = DepNodeIndex::from_u32(0);
51 }
52
53 impl std::convert::From<DepNodeIndex> for QueryInvocationId {
54     #[inline]
55     fn from(dep_node_index: DepNodeIndex) -> Self {
56         QueryInvocationId(dep_node_index.as_u32())
57     }
58 }
59
60 #[derive(PartialEq)]
61 pub enum DepNodeColor {
62     Red,
63     Green(DepNodeIndex),
64 }
65
66 impl DepNodeColor {
67     pub fn is_green(self) -> bool {
68         match self {
69             DepNodeColor::Red => false,
70             DepNodeColor::Green(_) => true,
71         }
72     }
73 }
74
75 struct DepGraphData<K: DepKind> {
76     /// The new encoding of the dependency graph, optimized for red/green
77     /// tracking. The `current` field is the dependency graph of only the
78     /// current compilation session: We don't merge the previous dep-graph into
79     /// current one anymore, but we do reference shared data to save space.
80     current: CurrentDepGraph<K>,
81
82     /// The dep-graph from the previous compilation session. It contains all
83     /// nodes and edges as well as all fingerprints of nodes that have them.
84     previous: SerializedDepGraph<K>,
85
86     colors: DepNodeColorMap,
87
88     processed_side_effects: Mutex<FxHashSet<DepNodeIndex>>,
89
90     /// When we load, there may be `.o` files, cached MIR, or other such
91     /// things available to us. If we find that they are not dirty, we
92     /// load the path to the file storing those work-products here into
93     /// this map. We can later look for and extract that data.
94     previous_work_products: FxHashMap<WorkProductId, WorkProduct>,
95
96     dep_node_debug: Lock<FxHashMap<DepNode<K>, String>>,
97 }
98
99 pub fn hash_result<R>(hcx: &mut StableHashingContext<'_>, result: &R) -> Option<Fingerprint>
100 where
101     R: for<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>>,
102 {
103     let mut stable_hasher = StableHasher::new();
104     result.hash_stable(hcx, &mut stable_hasher);
105
106     Some(stable_hasher.finish())
107 }
108
109 impl<K: DepKind> DepGraph<K> {
110     pub fn new(
111         profiler: &SelfProfilerRef,
112         prev_graph: SerializedDepGraph<K>,
113         prev_work_products: FxHashMap<WorkProductId, WorkProduct>,
114         encoder: FileEncoder,
115         record_graph: bool,
116         record_stats: bool,
117     ) -> DepGraph<K> {
118         let prev_graph_node_count = prev_graph.node_count();
119
120         let current =
121             CurrentDepGraph::new(prev_graph_node_count, encoder, record_graph, record_stats);
122
123         // Instantiate a dependy-less node only once for anonymous queries.
124         let _green_node_index = current.intern_new_node(
125             profiler,
126             DepNode { kind: DepKind::NULL, hash: current.anon_id_seed.into() },
127             smallvec![],
128             Fingerprint::ZERO,
129         );
130         debug_assert_eq!(_green_node_index, DepNodeIndex::SINGLETON_DEPENDENCYLESS_ANON_NODE);
131
132         let node_intern_event_id = profiler
133             .get_or_alloc_cached_string("incr_comp_intern_dep_graph_node")
134             .map(EventId::from_label);
135
136         DepGraph {
137             data: Some(Lrc::new(DepGraphData {
138                 previous_work_products: prev_work_products,
139                 dep_node_debug: Default::default(),
140                 current,
141                 processed_side_effects: Default::default(),
142                 previous: prev_graph,
143                 colors: DepNodeColorMap::new(prev_graph_node_count),
144             })),
145             virtual_dep_node_index: Lrc::new(AtomicU32::new(0)),
146             node_intern_event_id,
147         }
148     }
149
150     pub fn new_disabled() -> DepGraph<K> {
151         DepGraph {
152             data: None,
153             virtual_dep_node_index: Lrc::new(AtomicU32::new(0)),
154             node_intern_event_id: None,
155         }
156     }
157
158     /// Returns `true` if we are actually building the full dep-graph, and `false` otherwise.
159     #[inline]
160     pub fn is_fully_enabled(&self) -> bool {
161         self.data.is_some()
162     }
163
164     pub fn with_query(&self, f: impl Fn(&DepGraphQuery<K>)) {
165         if let Some(data) = &self.data {
166             data.current.encoder.borrow().with_query(f)
167         }
168     }
169
170     pub fn assert_ignored(&self) {
171         if let Some(..) = self.data {
172             K::read_deps(|task_deps| {
173                 assert!(task_deps.is_none(), "expected no task dependency tracking");
174             })
175         }
176     }
177
178     pub fn with_ignore<OP, R>(&self, op: OP) -> R
179     where
180         OP: FnOnce() -> R,
181     {
182         K::with_deps(None, op)
183     }
184
185     /// Starts a new dep-graph task. Dep-graph tasks are specified
186     /// using a free function (`task`) and **not** a closure -- this
187     /// is intentional because we want to exercise tight control over
188     /// what state they have access to. In particular, we want to
189     /// prevent implicit 'leaks' of tracked state into the task (which
190     /// could then be read without generating correct edges in the
191     /// dep-graph -- see the [rustc dev guide] for more details on
192     /// the dep-graph). To this end, the task function gets exactly two
193     /// pieces of state: the context `cx` and an argument `arg`. Both
194     /// of these bits of state must be of some type that implements
195     /// `DepGraphSafe` and hence does not leak.
196     ///
197     /// The choice of two arguments is not fundamental. One argument
198     /// would work just as well, since multiple values can be
199     /// collected using tuples. However, using two arguments works out
200     /// to be quite convenient, since it is common to need a context
201     /// (`cx`) and some argument (e.g., a `DefId` identifying what
202     /// item to process).
203     ///
204     /// For cases where you need some other number of arguments:
205     ///
206     /// - If you only need one argument, just use `()` for the `arg`
207     ///   parameter.
208     /// - If you need 3+ arguments, use a tuple for the
209     ///   `arg` parameter.
210     ///
211     /// [rustc dev guide]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/incremental-compilation.html
212     pub fn with_task<Ctxt: HasDepContext<DepKind = K>, A: Debug, R>(
213         &self,
214         key: DepNode<K>,
215         cx: Ctxt,
216         arg: A,
217         task: fn(Ctxt, A) -> R,
218         hash_result: fn(&mut StableHashingContext<'_>, &R) -> Option<Fingerprint>,
219     ) -> (R, DepNodeIndex) {
220         if self.is_fully_enabled() {
221             self.with_task_impl(key, cx, arg, task, hash_result)
222         } else {
223             // Incremental compilation is turned off. We just execute the task
224             // without tracking. We still provide a dep-node index that uniquely
225             // identifies the task so that we have a cheap way of referring to
226             // the query for self-profiling.
227             (task(cx, arg), self.next_virtual_depnode_index())
228         }
229     }
230
231     fn with_task_impl<Ctxt: HasDepContext<DepKind = K>, A: Debug, R>(
232         &self,
233         key: DepNode<K>,
234         cx: Ctxt,
235         arg: A,
236         task: fn(Ctxt, A) -> R,
237         hash_result: fn(&mut StableHashingContext<'_>, &R) -> Option<Fingerprint>,
238     ) -> (R, DepNodeIndex) {
239         // This function is only called when the graph is enabled.
240         let data = self.data.as_ref().unwrap();
241
242         // If the following assertion triggers, it can have two reasons:
243         // 1. Something is wrong with DepNode creation, either here or
244         //    in `DepGraph::try_mark_green()`.
245         // 2. Two distinct query keys get mapped to the same `DepNode`
246         //    (see for example #48923).
247         assert!(
248             !self.dep_node_exists(&key),
249             "forcing query with already existing `DepNode`\n\
250                  - query-key: {:?}\n\
251                  - dep-node: {:?}",
252             arg,
253             key
254         );
255
256         let task_deps = if key.kind.is_eval_always() {
257             None
258         } else {
259             Some(Lock::new(TaskDeps {
260                 #[cfg(debug_assertions)]
261                 node: Some(key),
262                 reads: SmallVec::new(),
263                 read_set: Default::default(),
264                 phantom_data: PhantomData,
265             }))
266         };
267         let result = K::with_deps(task_deps.as_ref(), || task(cx, arg));
268         let edges = task_deps.map_or_else(|| smallvec![], |lock| lock.into_inner().reads);
269
270         let dcx = cx.dep_context();
271         let mut hcx = dcx.create_stable_hashing_context();
272         let hashing_timer = dcx.profiler().incr_result_hashing();
273         let current_fingerprint = hash_result(&mut hcx, &result);
274
275         let print_status = cfg!(debug_assertions) && dcx.sess().opts.debugging_opts.dep_tasks;
276
277         // Get timer for profiling `DepNode` interning
278         let node_intern_timer =
279             self.node_intern_event_id.map(|eid| dcx.profiler().generic_activity_with_event_id(eid));
280         // Intern the new `DepNode`.
281         let (dep_node_index, prev_and_color) = data.current.intern_node(
282             dcx.profiler(),
283             &data.previous,
284             key,
285             edges,
286             current_fingerprint,
287             print_status,
288         );
289         drop(node_intern_timer);
290
291         hashing_timer.finish_with_query_invocation_id(dep_node_index.into());
292
293         if let Some((prev_index, color)) = prev_and_color {
294             debug_assert!(
295                 data.colors.get(prev_index).is_none(),
296                 "DepGraph::with_task() - Duplicate DepNodeColor \
297                             insertion for {:?}",
298                 key
299             );
300
301             data.colors.insert(prev_index, color);
302         }
303
304         (result, dep_node_index)
305     }
306
307     /// Executes something within an "anonymous" task, that is, a task the
308     /// `DepNode` of which is determined by the list of inputs it read from.
309     pub fn with_anon_task<Ctxt: DepContext<DepKind = K>, OP, R>(
310         &self,
311         cx: Ctxt,
312         dep_kind: K,
313         op: OP,
314     ) -> (R, DepNodeIndex)
315     where
316         OP: FnOnce() -> R,
317     {
318         debug_assert!(!dep_kind.is_eval_always());
319
320         if let Some(ref data) = self.data {
321             let task_deps = Lock::new(TaskDeps::default());
322             let result = K::with_deps(Some(&task_deps), op);
323             let task_deps = task_deps.into_inner();
324             let task_deps = task_deps.reads;
325
326             let dep_node_index = match task_deps.len() {
327                 0 => {
328                     // Because the dep-node id of anon nodes is computed from the sets of its
329                     // dependencies we already know what the ID of this dependency-less node is
330                     // going to be (i.e. equal to the precomputed
331                     // `SINGLETON_DEPENDENCYLESS_ANON_NODE`). As a consequence we can skip creating
332                     // a `StableHasher` and sending the node through interning.
333                     DepNodeIndex::SINGLETON_DEPENDENCYLESS_ANON_NODE
334                 }
335                 1 => {
336                     // When there is only one dependency, don't bother creating a node.
337                     task_deps[0]
338                 }
339                 _ => {
340                     // The dep node indices are hashed here instead of hashing the dep nodes of the
341                     // dependencies. These indices may refer to different nodes per session, but this isn't
342                     // a problem here because we that ensure the final dep node hash is per session only by
343                     // combining it with the per session random number `anon_id_seed`. This hash only need
344                     // to map the dependencies to a single value on a per session basis.
345                     let mut hasher = StableHasher::new();
346                     task_deps.hash(&mut hasher);
347
348                     let target_dep_node = DepNode {
349                         kind: dep_kind,
350                         // Fingerprint::combine() is faster than sending Fingerprint
351                         // through the StableHasher (at least as long as StableHasher
352                         // is so slow).
353                         hash: data.current.anon_id_seed.combine(hasher.finish()).into(),
354                     };
355
356                     data.current.intern_new_node(
357                         cx.profiler(),
358                         target_dep_node,
359                         task_deps,
360                         Fingerprint::ZERO,
361                     )
362                 }
363             };
364
365             (result, dep_node_index)
366         } else {
367             (op(), self.next_virtual_depnode_index())
368         }
369     }
370
371     #[inline]
372     pub fn read_index(&self, dep_node_index: DepNodeIndex) {
373         if let Some(ref data) = self.data {
374             K::read_deps(|task_deps| {
375                 if let Some(task_deps) = task_deps {
376                     let mut task_deps = task_deps.lock();
377                     let task_deps = &mut *task_deps;
378                     if cfg!(debug_assertions) {
379                         data.current.total_read_count.fetch_add(1, Relaxed);
380                     }
381
382                     // As long as we only have a low number of reads we can avoid doing a hash
383                     // insert and potentially allocating/reallocating the hashmap
384                     let new_read = if task_deps.reads.len() < TASK_DEPS_READS_CAP {
385                         task_deps.reads.iter().all(|other| *other != dep_node_index)
386                     } else {
387                         task_deps.read_set.insert(dep_node_index)
388                     };
389                     if new_read {
390                         task_deps.reads.push(dep_node_index);
391                         if task_deps.reads.len() == TASK_DEPS_READS_CAP {
392                             // Fill `read_set` with what we have so far so we can use the hashset
393                             // next time
394                             task_deps.read_set.extend(task_deps.reads.iter().copied());
395                         }
396
397                         #[cfg(debug_assertions)]
398                         {
399                             if let Some(target) = task_deps.node {
400                                 if let Some(ref forbidden_edge) = data.current.forbidden_edge {
401                                     let src = forbidden_edge.index_to_node.lock()[&dep_node_index];
402                                     if forbidden_edge.test(&src, &target) {
403                                         panic!("forbidden edge {:?} -> {:?} created", src, target)
404                                     }
405                                 }
406                             }
407                         }
408                     } else if cfg!(debug_assertions) {
409                         data.current.total_duplicate_read_count.fetch_add(1, Relaxed);
410                     }
411                 }
412             })
413         }
414     }
415
416     #[inline]
417     pub fn dep_node_index_of(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> DepNodeIndex {
418         self.dep_node_index_of_opt(dep_node).unwrap()
419     }
420
421     #[inline]
422     pub fn dep_node_index_of_opt(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> Option<DepNodeIndex> {
423         let data = self.data.as_ref().unwrap();
424         let current = &data.current;
425
426         if let Some(prev_index) = data.previous.node_to_index_opt(dep_node) {
427             current.prev_index_to_index.lock()[prev_index]
428         } else {
429             current.new_node_to_index.get_shard_by_value(dep_node).lock().get(dep_node).copied()
430         }
431     }
432
433     #[inline]
434     pub fn dep_node_exists(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> bool {
435         self.data.is_some() && self.dep_node_index_of_opt(dep_node).is_some()
436     }
437
438     pub fn prev_fingerprint_of(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> Option<Fingerprint> {
439         self.data.as_ref().unwrap().previous.fingerprint_of(dep_node)
440     }
441
442     /// Checks whether a previous work product exists for `v` and, if
443     /// so, return the path that leads to it. Used to skip doing work.
444     pub fn previous_work_product(&self, v: &WorkProductId) -> Option<WorkProduct> {
445         self.data.as_ref().and_then(|data| data.previous_work_products.get(v).cloned())
446     }
447
448     /// Access the map of work-products created during the cached run. Only
449     /// used during saving of the dep-graph.
450     pub fn previous_work_products(&self) -> &FxHashMap<WorkProductId, WorkProduct> {
451         &self.data.as_ref().unwrap().previous_work_products
452     }
453
454     #[inline(always)]
455     pub fn register_dep_node_debug_str<F>(&self, dep_node: DepNode<K>, debug_str_gen: F)
456     where
457         F: FnOnce() -> String,
458     {
459         let dep_node_debug = &self.data.as_ref().unwrap().dep_node_debug;
460
461         if dep_node_debug.borrow().contains_key(&dep_node) {
462             return;
463         }
464         let debug_str = debug_str_gen();
465         dep_node_debug.borrow_mut().insert(dep_node, debug_str);
466     }
467
468     pub fn dep_node_debug_str(&self, dep_node: DepNode<K>) -> Option<String> {
469         self.data.as_ref()?.dep_node_debug.borrow().get(&dep_node).cloned()
470     }
471
472     fn node_color(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> Option<DepNodeColor> {
473         if let Some(ref data) = self.data {
474             if let Some(prev_index) = data.previous.node_to_index_opt(dep_node) {
475                 return data.colors.get(prev_index);
476             } else {
477                 // This is a node that did not exist in the previous compilation session.
478                 return None;
479             }
480         }
481
482         None
483     }
484
485     /// Try to mark a node index for the node dep_node.
486     ///
487     /// A node will have an index, when it's already been marked green, or when we can mark it
488     /// green. This function will mark the current task as a reader of the specified node, when
489     /// a node index can be found for that node.
490     pub fn try_mark_green<Ctxt: QueryContext<DepKind = K>>(
491         &self,
492         tcx: Ctxt,
493         dep_node: &DepNode<K>,
494     ) -> Option<(SerializedDepNodeIndex, DepNodeIndex)> {
495         debug_assert!(!dep_node.kind.is_eval_always());
496
497         // Return None if the dep graph is disabled
498         let data = self.data.as_ref()?;
499
500         // Return None if the dep node didn't exist in the previous session
501         let prev_index = data.previous.node_to_index_opt(dep_node)?;
502
503         match data.colors.get(prev_index) {
504             Some(DepNodeColor::Green(dep_node_index)) => Some((prev_index, dep_node_index)),
505             Some(DepNodeColor::Red) => None,
506             None => {
507                 // This DepNode and the corresponding query invocation existed
508                 // in the previous compilation session too, so we can try to
509                 // mark it as green by recursively marking all of its
510                 // dependencies green.
511                 self.try_mark_previous_green(tcx, data, prev_index, &dep_node)
512                     .map(|dep_node_index| (prev_index, dep_node_index))
513             }
514         }
515     }
516
517     fn try_mark_parent_green<Ctxt: QueryContext<DepKind = K>>(
518         &self,
519         tcx: Ctxt,
520         data: &DepGraphData<K>,
521         parent_dep_node_index: SerializedDepNodeIndex,
522         dep_node: &DepNode<K>,
523     ) -> Option<()> {
524         let dep_dep_node_color = data.colors.get(parent_dep_node_index);
525         let dep_dep_node = &data.previous.index_to_node(parent_dep_node_index);
526
527         match dep_dep_node_color {
528             Some(DepNodeColor::Green(_)) => {
529                 // This dependency has been marked as green before, we are
530                 // still fine and can continue with checking the other
531                 // dependencies.
532                 debug!(
533                     "try_mark_previous_green({:?}) --- found dependency {:?} to \
534                             be immediately green",
535                     dep_node, dep_dep_node,
536                 );
537                 return Some(());
538             }
539             Some(DepNodeColor::Red) => {
540                 // We found a dependency the value of which has changed
541                 // compared to the previous compilation session. We cannot
542                 // mark the DepNode as green and also don't need to bother
543                 // with checking any of the other dependencies.
544                 debug!(
545                     "try_mark_previous_green({:?}) - END - dependency {:?} was immediately red",
546                     dep_node, dep_dep_node,
547                 );
548                 return None;
549             }
550             None => {}
551         }
552
553         // We don't know the state of this dependency. If it isn't
554         // an eval_always node, let's try to mark it green recursively.
555         if !dep_dep_node.kind.is_eval_always() {
556             debug!(
557                 "try_mark_previous_green({:?}) --- state of dependency {:?} ({}) \
558                                  is unknown, trying to mark it green",
559                 dep_node, dep_dep_node, dep_dep_node.hash,
560             );
561
562             let node_index =
563                 self.try_mark_previous_green(tcx, data, parent_dep_node_index, dep_dep_node);
564             if node_index.is_some() {
565                 debug!(
566                     "try_mark_previous_green({:?}) --- managed to MARK dependency {:?} as green",
567                     dep_node, dep_dep_node
568                 );
569                 return Some(());
570             }
571         }
572
573         // We failed to mark it green, so we try to force the query.
574         debug!(
575             "try_mark_previous_green({:?}) --- trying to force dependency {:?}",
576             dep_node, dep_dep_node
577         );
578         if !tcx.try_force_from_dep_node(dep_dep_node) {
579             // The DepNode could not be forced.
580             debug!(
581                 "try_mark_previous_green({:?}) - END - dependency {:?} could not be forced",
582                 dep_node, dep_dep_node
583             );
584             return None;
585         }
586
587         let dep_dep_node_color = data.colors.get(parent_dep_node_index);
588
589         match dep_dep_node_color {
590             Some(DepNodeColor::Green(_)) => {
591                 debug!(
592                     "try_mark_previous_green({:?}) --- managed to FORCE dependency {:?} to green",
593                     dep_node, dep_dep_node
594                 );
595                 return Some(());
596             }
597             Some(DepNodeColor::Red) => {
598                 debug!(
599                     "try_mark_previous_green({:?}) - END - dependency {:?} was red after forcing",
600                     dep_node, dep_dep_node
601                 );
602                 return None;
603             }
604             None => {}
605         }
606
607         if !tcx.dep_context().sess().has_errors_or_delayed_span_bugs() {
608             panic!("try_mark_previous_green() - Forcing the DepNode should have set its color")
609         }
610
611         // If the query we just forced has resulted in
612         // some kind of compilation error, we cannot rely on
613         // the dep-node color having been properly updated.
614         // This means that the query system has reached an
615         // invalid state. We let the compiler continue (by
616         // returning `None`) so it can emit error messages
617         // and wind down, but rely on the fact that this
618         // invalid state will not be persisted to the
619         // incremental compilation cache because of
620         // compilation errors being present.
621         debug!(
622             "try_mark_previous_green({:?}) - END - dependency {:?} resulted in compilation error",
623             dep_node, dep_dep_node
624         );
625         return None;
626     }
627
628     /// Try to mark a dep-node which existed in the previous compilation session as green.
629     fn try_mark_previous_green<Ctxt: QueryContext<DepKind = K>>(
630         &self,
631         tcx: Ctxt,
632         data: &DepGraphData<K>,
633         prev_dep_node_index: SerializedDepNodeIndex,
634         dep_node: &DepNode<K>,
635     ) -> Option<DepNodeIndex> {
636         debug!("try_mark_previous_green({:?}) - BEGIN", dep_node);
637
638         #[cfg(not(parallel_compiler))]
639         {
640             debug_assert!(!self.dep_node_exists(dep_node));
641             debug_assert!(data.colors.get(prev_dep_node_index).is_none());
642         }
643
644         // We never try to mark eval_always nodes as green
645         debug_assert!(!dep_node.kind.is_eval_always());
646
647         debug_assert_eq!(data.previous.index_to_node(prev_dep_node_index), *dep_node);
648
649         let prev_deps = data.previous.edge_targets_from(prev_dep_node_index);
650
651         for &dep_dep_node_index in prev_deps {
652             self.try_mark_parent_green(tcx, data, dep_dep_node_index, dep_node)?
653         }
654
655         // If we got here without hitting a `return` that means that all
656         // dependencies of this DepNode could be marked as green. Therefore we
657         // can also mark this DepNode as green.
658
659         // There may be multiple threads trying to mark the same dep node green concurrently
660
661         // We allocating an entry for the node in the current dependency graph and
662         // adding all the appropriate edges imported from the previous graph
663         let dep_node_index = data.current.promote_node_and_deps_to_current(
664             tcx.dep_context().profiler(),
665             &data.previous,
666             prev_dep_node_index,
667         );
668
669         // ... emitting any stored diagnostic ...
670
671         // FIXME: Store the fact that a node has diagnostics in a bit in the dep graph somewhere
672         // Maybe store a list on disk and encode this fact in the DepNodeState
673         let side_effects = tcx.load_side_effects(prev_dep_node_index);
674
675         #[cfg(not(parallel_compiler))]
676         debug_assert!(
677             data.colors.get(prev_dep_node_index).is_none(),
678             "DepGraph::try_mark_previous_green() - Duplicate DepNodeColor \
679                       insertion for {:?}",
680             dep_node
681         );
682
683         if unlikely!(!side_effects.is_empty()) {
684             self.emit_side_effects(tcx, data, dep_node_index, side_effects);
685         }
686
687         // ... and finally storing a "Green" entry in the color map.
688         // Multiple threads can all write the same color here
689         data.colors.insert(prev_dep_node_index, DepNodeColor::Green(dep_node_index));
690
691         debug!("try_mark_previous_green({:?}) - END - successfully marked as green", dep_node);
692         Some(dep_node_index)
693     }
694
695     /// Atomically emits some loaded diagnostics.
696     /// This may be called concurrently on multiple threads for the same dep node.
697     #[cold]
698     #[inline(never)]
699     fn emit_side_effects<Ctxt: QueryContext<DepKind = K>>(
700         &self,
701         tcx: Ctxt,
702         data: &DepGraphData<K>,
703         dep_node_index: DepNodeIndex,
704         side_effects: QuerySideEffects,
705     ) {
706         let mut processed = data.processed_side_effects.lock();
707
708         if processed.insert(dep_node_index) {
709             // We were the first to insert the node in the set so this thread
710             // must process side effects
711
712             // Promote the previous diagnostics to the current session.
713             tcx.store_side_effects(dep_node_index, side_effects.clone());
714
715             let handle = tcx.dep_context().sess().diagnostic();
716
717             for diagnostic in side_effects.diagnostics {
718                 handle.emit_diagnostic(&diagnostic);
719             }
720         }
721     }
722
723     // Returns true if the given node has been marked as red during the
724     // current compilation session. Used in various assertions
725     pub fn is_red(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> bool {
726         self.node_color(dep_node) == Some(DepNodeColor::Red)
727     }
728
729     // Returns true if the given node has been marked as green during the
730     // current compilation session. Used in various assertions
731     pub fn is_green(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> bool {
732         self.node_color(dep_node).map_or(false, |c| c.is_green())
733     }
734
735     // This method loads all on-disk cacheable query results into memory, so
736     // they can be written out to the new cache file again. Most query results
737     // will already be in memory but in the case where we marked something as
738     // green but then did not need the value, that value will never have been
739     // loaded from disk.
740     //
741     // This method will only load queries that will end up in the disk cache.
742     // Other queries will not be executed.
743     pub fn exec_cache_promotions<Ctxt: QueryContext<DepKind = K>>(&self, qcx: Ctxt) {
744         let tcx = qcx.dep_context();
745         let _prof_timer = tcx.profiler().generic_activity("incr_comp_query_cache_promotion");
746
747         let data = self.data.as_ref().unwrap();
748         for prev_index in data.colors.values.indices() {
749             match data.colors.get(prev_index) {
750                 Some(DepNodeColor::Green(_)) => {
751                     let dep_node = data.previous.index_to_node(prev_index);
752                     qcx.try_load_from_on_disk_cache(&dep_node);
753                 }
754                 None | Some(DepNodeColor::Red) => {
755                     // We can skip red nodes because a node can only be marked
756                     // as red if the query result was recomputed and thus is
757                     // already in memory.
758                 }
759             }
760         }
761     }
762
763     pub fn print_incremental_info(&self) {
764         if let Some(data) = &self.data {
765             data.current.encoder.borrow().print_incremental_info(
766                 data.current.total_read_count.load(Relaxed),
767                 data.current.total_duplicate_read_count.load(Relaxed),
768             )
769         }
770     }
771
772     pub fn encode(&self, profiler: &SelfProfilerRef) -> FileEncodeResult {
773         if let Some(data) = &self.data {
774             data.current.encoder.steal().finish(profiler)
775         } else {
776             Ok(())
777         }
778     }
779
780     pub(crate) fn next_virtual_depnode_index(&self) -> DepNodeIndex {
781         let index = self.virtual_dep_node_index.fetch_add(1, Relaxed);
782         DepNodeIndex::from_u32(index)
783     }
784 }
785
786 /// A "work product" is an intermediate result that we save into the
787 /// incremental directory for later re-use. The primary example are
788 /// the object files that we save for each partition at code
789 /// generation time.
790 ///
791 /// Each work product is associated with a dep-node, representing the
792 /// process that produced the work-product. If that dep-node is found
793 /// to be dirty when we load up, then we will delete the work-product
794 /// at load time. If the work-product is found to be clean, then we
795 /// will keep a record in the `previous_work_products` list.
796 ///
797 /// In addition, work products have an associated hash. This hash is
798 /// an extra hash that can be used to decide if the work-product from
799 /// a previous compilation can be re-used (in addition to the dirty
800 /// edges check).
801 ///
802 /// As the primary example, consider the object files we generate for
803 /// each partition. In the first run, we create partitions based on
804 /// the symbols that need to be compiled. For each partition P, we
805 /// hash the symbols in P and create a `WorkProduct` record associated
806 /// with `DepNode::CodegenUnit(P)`; the hash is the set of symbols
807 /// in P.
808 ///
809 /// The next time we compile, if the `DepNode::CodegenUnit(P)` is
810 /// judged to be clean (which means none of the things we read to
811 /// generate the partition were found to be dirty), it will be loaded
812 /// into previous work products. We will then regenerate the set of
813 /// symbols in the partition P and hash them (note that new symbols
814 /// may be added -- for example, new monomorphizations -- even if
815 /// nothing in P changed!). We will compare that hash against the
816 /// previous hash. If it matches up, we can reuse the object file.
817 #[derive(Clone, Debug, Encodable, Decodable)]
818 pub struct WorkProduct {
819     pub cgu_name: String,
820     /// Saved file associated with this CGU.
821     pub saved_file: Option<String>,
822 }
823
824 // Index type for `DepNodeData`'s edges.
825 rustc_index::newtype_index! {
826     struct EdgeIndex { .. }
827 }
828
829 /// `CurrentDepGraph` stores the dependency graph for the current session. It
830 /// will be populated as we run queries or tasks. We never remove nodes from the
831 /// graph: they are only added.
832 ///
833 /// The nodes in it are identified by a `DepNodeIndex`. We avoid keeping the nodes
834 /// in memory.  This is important, because these graph structures are some of the
835 /// largest in the compiler.
836 ///
837 /// For this reason, we avoid storing `DepNode`s more than once as map
838 /// keys. The `new_node_to_index` map only contains nodes not in the previous
839 /// graph, and we map nodes in the previous graph to indices via a two-step
840 /// mapping. `SerializedDepGraph` maps from `DepNode` to `SerializedDepNodeIndex`,
841 /// and the `prev_index_to_index` vector (which is more compact and faster than
842 /// using a map) maps from `SerializedDepNodeIndex` to `DepNodeIndex`.
843 ///
844 /// This struct uses three locks internally. The `data`, `new_node_to_index`,
845 /// and `prev_index_to_index` fields are locked separately. Operations that take
846 /// a `DepNodeIndex` typically just access the `data` field.
847 ///
848 /// We only need to manipulate at most two locks simultaneously:
849 /// `new_node_to_index` and `data`, or `prev_index_to_index` and `data`. When
850 /// manipulating both, we acquire `new_node_to_index` or `prev_index_to_index`
851 /// first, and `data` second.
852 pub(super) struct CurrentDepGraph<K: DepKind> {
853     encoder: Steal<GraphEncoder<K>>,
854     new_node_to_index: Sharded<FxHashMap<DepNode<K>, DepNodeIndex>>,
855     prev_index_to_index: Lock<IndexVec<SerializedDepNodeIndex, Option<DepNodeIndex>>>,
856
857     /// Used to trap when a specific edge is added to the graph.
858     /// This is used for debug purposes and is only active with `debug_assertions`.
859     #[cfg(debug_assertions)]
860     forbidden_edge: Option<EdgeFilter<K>>,
861
862     /// Anonymous `DepNode`s are nodes whose IDs we compute from the list of
863     /// their edges. This has the beneficial side-effect that multiple anonymous
864     /// nodes can be coalesced into one without changing the semantics of the
865     /// dependency graph. However, the merging of nodes can lead to a subtle
866     /// problem during red-green marking: The color of an anonymous node from
867     /// the current session might "shadow" the color of the node with the same
868     /// ID from the previous session. In order to side-step this problem, we make
869     /// sure that anonymous `NodeId`s allocated in different sessions don't overlap.
870     /// This is implemented by mixing a session-key into the ID fingerprint of
871     /// each anon node. The session-key is just a random number generated when
872     /// the `DepGraph` is created.
873     anon_id_seed: Fingerprint,
874
875     /// These are simple counters that are for profiling and
876     /// debugging and only active with `debug_assertions`.
877     total_read_count: AtomicU64,
878     total_duplicate_read_count: AtomicU64,
879 }
880
881 impl<K: DepKind> CurrentDepGraph<K> {
882     fn new(
883         prev_graph_node_count: usize,
884         encoder: FileEncoder,
885         record_graph: bool,
886         record_stats: bool,
887     ) -> CurrentDepGraph<K> {
888         use std::time::{SystemTime, UNIX_EPOCH};
889
890         let duration = SystemTime::now().duration_since(UNIX_EPOCH).unwrap();
891         let nanos = duration.as_secs() * 1_000_000_000 + duration.subsec_nanos() as u64;
892         let mut stable_hasher = StableHasher::new();
893         nanos.hash(&mut stable_hasher);
894
895         #[cfg(debug_assertions)]
896         let forbidden_edge = match env::var("RUST_FORBID_DEP_GRAPH_EDGE") {
897             Ok(s) => match EdgeFilter::new(&s) {
898                 Ok(f) => Some(f),
899                 Err(err) => panic!("RUST_FORBID_DEP_GRAPH_EDGE invalid: {}", err),
900             },
901             Err(_) => None,
902         };
903
904         // We store a large collection of these in `prev_index_to_index` during
905         // non-full incremental builds, and want to ensure that the element size
906         // doesn't inadvertently increase.
907         static_assert_size!(Option<DepNodeIndex>, 4);
908
909         let new_node_count_estimate = 102 * prev_graph_node_count / 100 + 200;
910
911         CurrentDepGraph {
912             encoder: Steal::new(GraphEncoder::new(
913                 encoder,
914                 prev_graph_node_count,
915                 record_graph,
916                 record_stats,
917             )),
918             new_node_to_index: Sharded::new(|| {
919                 FxHashMap::with_capacity_and_hasher(
920                     new_node_count_estimate / sharded::SHARDS,
921                     Default::default(),
922                 )
923             }),
924             prev_index_to_index: Lock::new(IndexVec::from_elem_n(None, prev_graph_node_count)),
925             anon_id_seed: stable_hasher.finish(),
926             #[cfg(debug_assertions)]
927             forbidden_edge,
928             total_read_count: AtomicU64::new(0),
929             total_duplicate_read_count: AtomicU64::new(0),
930         }
931     }
932
933     #[cfg(debug_assertions)]
934     fn record_edge(&self, dep_node_index: DepNodeIndex, key: DepNode<K>) {
935         if let Some(forbidden_edge) = &self.forbidden_edge {
936             forbidden_edge.index_to_node.lock().insert(dep_node_index, key);
937         }
938     }
939
940     /// Writes the node to the current dep-graph and allocates a `DepNodeIndex` for it.
941     /// Assumes that this is a node that has no equivalent in the previous dep-graph.
942     fn intern_new_node(
943         &self,
944         profiler: &SelfProfilerRef,
945         key: DepNode<K>,
946         edges: EdgesVec,
947         current_fingerprint: Fingerprint,
948     ) -> DepNodeIndex {
949         match self.new_node_to_index.get_shard_by_value(&key).lock().entry(key) {
950             Entry::Occupied(entry) => *entry.get(),
951             Entry::Vacant(entry) => {
952                 let dep_node_index =
953                     self.encoder.borrow().send(profiler, key, current_fingerprint, edges);
954                 entry.insert(dep_node_index);
955                 #[cfg(debug_assertions)]
956                 self.record_edge(dep_node_index, key);
957                 dep_node_index
958             }
959         }
960     }
961
962     fn intern_node(
963         &self,
964         profiler: &SelfProfilerRef,
965         prev_graph: &SerializedDepGraph<K>,
966         key: DepNode<K>,
967         edges: EdgesVec,
968         fingerprint: Option<Fingerprint>,
969         print_status: bool,
970     ) -> (DepNodeIndex, Option<(SerializedDepNodeIndex, DepNodeColor)>) {
971         let print_status = cfg!(debug_assertions) && print_status;
972
973         if let Some(prev_index) = prev_graph.node_to_index_opt(&key) {
974             // Determine the color and index of the new `DepNode`.
975             if let Some(fingerprint) = fingerprint {
976                 if fingerprint == prev_graph.fingerprint_by_index(prev_index) {
977                     if print_status {
978                         eprintln!("[task::green] {:?}", key);
979                     }
980
981                     // This is a green node: it existed in the previous compilation,
982                     // its query was re-executed, and it has the same result as before.
983                     let mut prev_index_to_index = self.prev_index_to_index.lock();
984
985                     let dep_node_index = match prev_index_to_index[prev_index] {
986                         Some(dep_node_index) => dep_node_index,
987                         None => {
988                             let dep_node_index =
989                                 self.encoder.borrow().send(profiler, key, fingerprint, edges);
990                             prev_index_to_index[prev_index] = Some(dep_node_index);
991                             dep_node_index
992                         }
993                     };
994
995                     #[cfg(debug_assertions)]
996                     self.record_edge(dep_node_index, key);
997                     (dep_node_index, Some((prev_index, DepNodeColor::Green(dep_node_index))))
998                 } else {
999                     if print_status {
1000                         eprintln!("[task::red] {:?}", key);
1001                     }
1002
1003                     // This is a red node: it existed in the previous compilation, its query
1004                     // was re-executed, but it has a different result from before.
1005                     let mut prev_index_to_index = self.prev_index_to_index.lock();
1006
1007                     let dep_node_index = match prev_index_to_index[prev_index] {
1008                         Some(dep_node_index) => dep_node_index,
1009                         None => {
1010                             let dep_node_index =
1011                                 self.encoder.borrow().send(profiler, key, fingerprint, edges);
1012                             prev_index_to_index[prev_index] = Some(dep_node_index);
1013                             dep_node_index
1014                         }
1015                     };
1016
1017                     #[cfg(debug_assertions)]
1018                     self.record_edge(dep_node_index, key);
1019                     (dep_node_index, Some((prev_index, DepNodeColor::Red)))
1020                 }
1021             } else {
1022                 if print_status {
1023                     eprintln!("[task::unknown] {:?}", key);
1024                 }
1025
1026                 // This is a red node, effectively: it existed in the previous compilation
1027                 // session, its query was re-executed, but it doesn't compute a result hash
1028                 // (i.e. it represents a `no_hash` query), so we have no way of determining
1029                 // whether or not the result was the same as before.
1030                 let mut prev_index_to_index = self.prev_index_to_index.lock();
1031
1032                 let dep_node_index = match prev_index_to_index[prev_index] {
1033                     Some(dep_node_index) => dep_node_index,
1034                     None => {
1035                         let dep_node_index =
1036                             self.encoder.borrow().send(profiler, key, Fingerprint::ZERO, edges);
1037                         prev_index_to_index[prev_index] = Some(dep_node_index);
1038                         dep_node_index
1039                     }
1040                 };
1041
1042                 #[cfg(debug_assertions)]
1043                 self.record_edge(dep_node_index, key);
1044                 (dep_node_index, Some((prev_index, DepNodeColor::Red)))
1045             }
1046         } else {
1047             if print_status {
1048                 eprintln!("[task::new] {:?}", key);
1049             }
1050
1051             let fingerprint = fingerprint.unwrap_or(Fingerprint::ZERO);
1052
1053             // This is a new node: it didn't exist in the previous compilation session.
1054             let dep_node_index = self.intern_new_node(profiler, key, edges, fingerprint);
1055
1056             (dep_node_index, None)
1057         }
1058     }
1059
1060     fn promote_node_and_deps_to_current(
1061         &self,
1062         profiler: &SelfProfilerRef,
1063         prev_graph: &SerializedDepGraph<K>,
1064         prev_index: SerializedDepNodeIndex,
1065     ) -> DepNodeIndex {
1066         self.debug_assert_not_in_new_nodes(prev_graph, prev_index);
1067
1068         let mut prev_index_to_index = self.prev_index_to_index.lock();
1069
1070         match prev_index_to_index[prev_index] {
1071             Some(dep_node_index) => dep_node_index,
1072             None => {
1073                 let key = prev_graph.index_to_node(prev_index);
1074                 let dep_node_index = self.encoder.borrow().send(
1075                     profiler,
1076                     key,
1077                     prev_graph.fingerprint_by_index(prev_index),
1078                     prev_graph
1079                         .edge_targets_from(prev_index)
1080                         .iter()
1081                         .map(|i| prev_index_to_index[*i].unwrap())
1082                         .collect(),
1083                 );
1084                 prev_index_to_index[prev_index] = Some(dep_node_index);
1085                 #[cfg(debug_assertions)]
1086                 self.record_edge(dep_node_index, key);
1087                 dep_node_index
1088             }
1089         }
1090     }
1091
1092     #[inline]
1093     fn debug_assert_not_in_new_nodes(
1094         &self,
1095         prev_graph: &SerializedDepGraph<K>,
1096         prev_index: SerializedDepNodeIndex,
1097     ) {
1098         let node = &prev_graph.index_to_node(prev_index);
1099         debug_assert!(
1100             !self.new_node_to_index.get_shard_by_value(node).lock().contains_key(node),
1101             "node from previous graph present in new node collection"
1102         );
1103     }
1104 }
1105
1106 /// The capacity of the `reads` field `SmallVec`
1107 const TASK_DEPS_READS_CAP: usize = 8;
1108 type EdgesVec = SmallVec<[DepNodeIndex; TASK_DEPS_READS_CAP]>;
1109
1110 pub struct TaskDeps<K> {
1111     #[cfg(debug_assertions)]
1112     node: Option<DepNode<K>>,
1113     reads: EdgesVec,
1114     read_set: FxHashSet<DepNodeIndex>,
1115     phantom_data: PhantomData<DepNode<K>>,
1116 }
1117
1118 impl<K> Default for TaskDeps<K> {
1119     fn default() -> Self {
1120         Self {
1121             #[cfg(debug_assertions)]
1122             node: None,
1123             reads: EdgesVec::new(),
1124             read_set: FxHashSet::default(),
1125             phantom_data: PhantomData,
1126         }
1127     }
1128 }
1129
1130 // A data structure that stores Option<DepNodeColor> values as a contiguous
1131 // array, using one u32 per entry.
1132 struct DepNodeColorMap {
1133     values: IndexVec<SerializedDepNodeIndex, AtomicU32>,
1134 }
1135
1136 const COMPRESSED_NONE: u32 = 0;
1137 const COMPRESSED_RED: u32 = 1;
1138 const COMPRESSED_FIRST_GREEN: u32 = 2;
1139
1140 impl DepNodeColorMap {
1141     fn new(size: usize) -> DepNodeColorMap {
1142         DepNodeColorMap { values: (0..size).map(|_| AtomicU32::new(COMPRESSED_NONE)).collect() }
1143     }
1144
1145     #[inline]
1146     fn get(&self, index: SerializedDepNodeIndex) -> Option<DepNodeColor> {
1147         match self.values[index].load(Ordering::Acquire) {
1148             COMPRESSED_NONE => None,
1149             COMPRESSED_RED => Some(DepNodeColor::Red),
1150             value => {
1151                 Some(DepNodeColor::Green(DepNodeIndex::from_u32(value - COMPRESSED_FIRST_GREEN)))
1152             }
1153         }
1154     }
1155
1156     fn insert(&self, index: SerializedDepNodeIndex, color: DepNodeColor) {
1157         self.values[index].store(
1158             match color {
1159                 DepNodeColor::Red => COMPRESSED_RED,
1160                 DepNodeColor::Green(index) => index.as_u32() + COMPRESSED_FIRST_GREEN,
1161             },
1162             Ordering::Release,
1163         )
1164     }
1165 }