]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/dep_graph/graph.rs
33902fe913a9c9129010786c025ec84da6b8687b
[rust.git] / src / librustc / dep_graph / graph.rs
1 use crate::ty::{self, TyCtxt};
2 use parking_lot::{Condvar, Mutex};
3 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
4 use rustc_data_structures::profiling::QueryInvocationId;
5 use rustc_data_structures::sharded::{self, Sharded};
6 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
7 use rustc_data_structures::sync::{AtomicU32, AtomicU64, Lock, Lrc, Ordering};
8 use rustc_errors::Diagnostic;
9 use rustc_hir::def_id::DefId;
10 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
11 use smallvec::SmallVec;
12 use std::collections::hash_map::Entry;
13 use std::env;
14 use std::hash::Hash;
15 use std::mem;
16 use std::sync::atomic::Ordering::Relaxed;
17
18 use crate::ich::{Fingerprint, StableHashingContext, StableHashingContextProvider};
19
20 use super::debug::EdgeFilter;
21 use super::dep_node::{DepKind, DepNode, WorkProductId};
22 use super::prev::PreviousDepGraph;
23 use super::query::DepGraphQuery;
24 use super::safe::DepGraphSafe;
25 use super::serialized::{SerializedDepGraph, SerializedDepNodeIndex};
26
27 #[derive(Clone)]
28 pub struct DepGraph {
29     data: Option<Lrc<DepGraphData>>,
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
38 rustc_index::newtype_index! {
39     pub struct DepNodeIndex { .. }
40 }
41
42 impl DepNodeIndex {
43     pub const INVALID: DepNodeIndex = DepNodeIndex::MAX;
44 }
45
46 impl std::convert::From<DepNodeIndex> for QueryInvocationId {
47     #[inline]
48     fn from(dep_node_index: DepNodeIndex) -> Self {
49         QueryInvocationId(dep_node_index.as_u32())
50     }
51 }
52
53 #[derive(PartialEq)]
54 pub enum DepNodeColor {
55     Red,
56     Green(DepNodeIndex),
57 }
58
59 impl DepNodeColor {
60     pub fn is_green(self) -> bool {
61         match self {
62             DepNodeColor::Red => false,
63             DepNodeColor::Green(_) => true,
64         }
65     }
66 }
67
68 struct DepGraphData {
69     /// The new encoding of the dependency graph, optimized for red/green
70     /// tracking. The `current` field is the dependency graph of only the
71     /// current compilation session: We don't merge the previous dep-graph into
72     /// current one anymore.
73     current: CurrentDepGraph,
74
75     /// The dep-graph from the previous compilation session. It contains all
76     /// nodes and edges as well as all fingerprints of nodes that have them.
77     previous: PreviousDepGraph,
78
79     colors: DepNodeColorMap,
80
81     /// A set of loaded diagnostics that is in the progress of being emitted.
82     emitting_diagnostics: Mutex<FxHashSet<DepNodeIndex>>,
83
84     /// Used to wait for diagnostics to be emitted.
85     emitting_diagnostics_cond_var: Condvar,
86
87     /// When we load, there may be `.o` files, cached MIR, or other such
88     /// things available to us. If we find that they are not dirty, we
89     /// load the path to the file storing those work-products here into
90     /// this map. We can later look for and extract that data.
91     previous_work_products: FxHashMap<WorkProductId, WorkProduct>,
92
93     dep_node_debug: Lock<FxHashMap<DepNode, String>>,
94 }
95
96 pub fn hash_result<R>(hcx: &mut StableHashingContext<'_>, result: &R) -> Option<Fingerprint>
97 where
98     R: for<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>>,
99 {
100     let mut stable_hasher = StableHasher::new();
101     result.hash_stable(hcx, &mut stable_hasher);
102
103     Some(stable_hasher.finish())
104 }
105
106 impl DepGraph {
107     pub fn new(
108         prev_graph: PreviousDepGraph,
109         prev_work_products: FxHashMap<WorkProductId, WorkProduct>,
110     ) -> DepGraph {
111         let prev_graph_node_count = prev_graph.node_count();
112
113         DepGraph {
114             data: Some(Lrc::new(DepGraphData {
115                 previous_work_products: prev_work_products,
116                 dep_node_debug: Default::default(),
117                 current: CurrentDepGraph::new(prev_graph_node_count),
118                 emitting_diagnostics: Default::default(),
119                 emitting_diagnostics_cond_var: Condvar::new(),
120                 previous: prev_graph,
121                 colors: DepNodeColorMap::new(prev_graph_node_count),
122             })),
123             virtual_dep_node_index: Lrc::new(AtomicU32::new(0)),
124         }
125     }
126
127     pub fn new_disabled() -> DepGraph {
128         DepGraph { data: None, virtual_dep_node_index: Lrc::new(AtomicU32::new(0)) }
129     }
130
131     /// Returns `true` if we are actually building the full dep-graph, and `false` otherwise.
132     #[inline]
133     pub fn is_fully_enabled(&self) -> bool {
134         self.data.is_some()
135     }
136
137     pub fn query(&self) -> DepGraphQuery {
138         let data = self.data.as_ref().unwrap().current.data.lock();
139         let nodes: Vec<_> = data.iter().map(|n| n.node).collect();
140         let mut edges = Vec::new();
141         for (from, edge_targets) in data.iter().map(|d| (d.node, &d.edges)) {
142             for &edge_target in edge_targets.iter() {
143                 let to = data[edge_target].node;
144                 edges.push((from, to));
145             }
146         }
147
148         DepGraphQuery::new(&nodes[..], &edges[..])
149     }
150
151     pub fn assert_ignored(&self) {
152         if let Some(..) = self.data {
153             ty::tls::with_context_opt(|icx| {
154                 let icx = if let Some(icx) = icx { icx } else { return };
155                 assert!(icx.task_deps.is_none(), "expected no task dependency tracking");
156             })
157         }
158     }
159
160     pub fn with_ignore<OP, R>(&self, op: OP) -> R
161     where
162         OP: FnOnce() -> R,
163     {
164         ty::tls::with_context(|icx| {
165             let icx = ty::tls::ImplicitCtxt { task_deps: None, ..icx.clone() };
166
167             ty::tls::enter_context(&icx, |_| op())
168         })
169     }
170
171     /// Starts a new dep-graph task. Dep-graph tasks are specified
172     /// using a free function (`task`) and **not** a closure -- this
173     /// is intentional because we want to exercise tight control over
174     /// what state they have access to. In particular, we want to
175     /// prevent implicit 'leaks' of tracked state into the task (which
176     /// could then be read without generating correct edges in the
177     /// dep-graph -- see the [rustc guide] for more details on
178     /// the dep-graph). To this end, the task function gets exactly two
179     /// pieces of state: the context `cx` and an argument `arg`. Both
180     /// of these bits of state must be of some type that implements
181     /// `DepGraphSafe` and hence does not leak.
182     ///
183     /// The choice of two arguments is not fundamental. One argument
184     /// would work just as well, since multiple values can be
185     /// collected using tuples. However, using two arguments works out
186     /// to be quite convenient, since it is common to need a context
187     /// (`cx`) and some argument (e.g., a `DefId` identifying what
188     /// item to process).
189     ///
190     /// For cases where you need some other number of arguments:
191     ///
192     /// - If you only need one argument, just use `()` for the `arg`
193     ///   parameter.
194     /// - If you need 3+ arguments, use a tuple for the
195     ///   `arg` parameter.
196     ///
197     /// [rustc guide]: https://rust-lang.github.io/rustc-guide/incremental-compilation.html
198     pub fn with_task<'a, C, A, R>(
199         &self,
200         key: DepNode,
201         cx: C,
202         arg: A,
203         task: fn(C, A) -> R,
204         hash_result: impl FnOnce(&mut StableHashingContext<'_>, &R) -> Option<Fingerprint>,
205     ) -> (R, DepNodeIndex)
206     where
207         C: DepGraphSafe + StableHashingContextProvider<'a>,
208     {
209         self.with_task_impl(
210             key,
211             cx,
212             arg,
213             false,
214             task,
215             |_key| {
216                 Some(TaskDeps {
217                     #[cfg(debug_assertions)]
218                     node: Some(_key),
219                     reads: SmallVec::new(),
220                     read_set: Default::default(),
221                 })
222             },
223             |data, key, fingerprint, task| data.complete_task(key, task.unwrap(), fingerprint),
224             hash_result,
225         )
226     }
227
228     /// Creates a new dep-graph input with value `input`
229     pub fn input_task<'a, C, R>(&self, key: DepNode, cx: C, input: R) -> (R, DepNodeIndex)
230     where
231         C: DepGraphSafe + StableHashingContextProvider<'a>,
232         R: for<'b> HashStable<StableHashingContext<'b>>,
233     {
234         fn identity_fn<C, A>(_: C, arg: A) -> A {
235             arg
236         }
237
238         self.with_task_impl(
239             key,
240             cx,
241             input,
242             true,
243             identity_fn,
244             |_| None,
245             |data, key, fingerprint, _| data.alloc_node(key, SmallVec::new(), fingerprint),
246             hash_result::<R>,
247         )
248     }
249
250     fn with_task_impl<'a, C, A, R>(
251         &self,
252         key: DepNode,
253         cx: C,
254         arg: A,
255         no_tcx: bool,
256         task: fn(C, A) -> R,
257         create_task: fn(DepNode) -> Option<TaskDeps>,
258         finish_task_and_alloc_depnode: fn(
259             &CurrentDepGraph,
260             DepNode,
261             Fingerprint,
262             Option<TaskDeps>,
263         ) -> DepNodeIndex,
264         hash_result: impl FnOnce(&mut StableHashingContext<'_>, &R) -> Option<Fingerprint>,
265     ) -> (R, DepNodeIndex)
266     where
267         C: DepGraphSafe + StableHashingContextProvider<'a>,
268     {
269         if let Some(ref data) = self.data {
270             let task_deps = create_task(key).map(|deps| Lock::new(deps));
271
272             // In incremental mode, hash the result of the task. We don't
273             // do anything with the hash yet, but we are computing it
274             // anyway so that
275             //  - we make sure that the infrastructure works and
276             //  - we can get an idea of the runtime cost.
277             let mut hcx = cx.get_stable_hashing_context();
278
279             let result = if no_tcx {
280                 task(cx, arg)
281             } else {
282                 ty::tls::with_context(|icx| {
283                     let icx =
284                         ty::tls::ImplicitCtxt { task_deps: task_deps.as_ref(), ..icx.clone() };
285
286                     ty::tls::enter_context(&icx, |_| task(cx, arg))
287                 })
288             };
289
290             let current_fingerprint = hash_result(&mut hcx, &result);
291
292             let dep_node_index = finish_task_and_alloc_depnode(
293                 &data.current,
294                 key,
295                 current_fingerprint.unwrap_or(Fingerprint::ZERO),
296                 task_deps.map(|lock| lock.into_inner()),
297             );
298
299             let print_status = cfg!(debug_assertions) && hcx.sess().opts.debugging_opts.dep_tasks;
300
301             // Determine the color of the new DepNode.
302             if let Some(prev_index) = data.previous.node_to_index_opt(&key) {
303                 let prev_fingerprint = data.previous.fingerprint_by_index(prev_index);
304
305                 let color = if let Some(current_fingerprint) = current_fingerprint {
306                     if current_fingerprint == prev_fingerprint {
307                         if print_status {
308                             eprintln!("[task::green] {:?}", key);
309                         }
310                         DepNodeColor::Green(dep_node_index)
311                     } else {
312                         if print_status {
313                             eprintln!("[task::red] {:?}", key);
314                         }
315                         DepNodeColor::Red
316                     }
317                 } else {
318                     if print_status {
319                         eprintln!("[task::unknown] {:?}", key);
320                     }
321                     // Mark the node as Red if we can't hash the result
322                     DepNodeColor::Red
323                 };
324
325                 debug_assert!(
326                     data.colors.get(prev_index).is_none(),
327                     "DepGraph::with_task() - Duplicate DepNodeColor \
328                             insertion for {:?}",
329                     key
330                 );
331
332                 data.colors.insert(prev_index, color);
333             } else {
334                 if print_status {
335                     eprintln!("[task::new] {:?}", key);
336                 }
337             }
338
339             (result, dep_node_index)
340         } else {
341             (task(cx, arg), self.next_virtual_depnode_index())
342         }
343     }
344
345     /// Executes something within an "anonymous" task, that is, a task the
346     /// `DepNode` of which is determined by the list of inputs it read from.
347     pub fn with_anon_task<OP, R>(&self, dep_kind: DepKind, op: OP) -> (R, DepNodeIndex)
348     where
349         OP: FnOnce() -> R,
350     {
351         if let Some(ref data) = self.data {
352             let (result, task_deps) = ty::tls::with_context(|icx| {
353                 let task_deps = Lock::new(TaskDeps {
354                     #[cfg(debug_assertions)]
355                     node: None,
356                     reads: SmallVec::new(),
357                     read_set: Default::default(),
358                 });
359
360                 let r = {
361                     let icx = ty::tls::ImplicitCtxt { task_deps: Some(&task_deps), ..icx.clone() };
362
363                     ty::tls::enter_context(&icx, |_| op())
364                 };
365
366                 (r, task_deps.into_inner())
367             });
368             let dep_node_index = data.current.complete_anon_task(dep_kind, task_deps);
369             (result, dep_node_index)
370         } else {
371             (op(), self.next_virtual_depnode_index())
372         }
373     }
374
375     /// Executes something within an "eval-always" task which is a task
376     /// that runs whenever anything changes.
377     pub fn with_eval_always_task<'a, C, A, R>(
378         &self,
379         key: DepNode,
380         cx: C,
381         arg: A,
382         task: fn(C, A) -> R,
383         hash_result: impl FnOnce(&mut StableHashingContext<'_>, &R) -> Option<Fingerprint>,
384     ) -> (R, DepNodeIndex)
385     where
386         C: DepGraphSafe + StableHashingContextProvider<'a>,
387     {
388         self.with_task_impl(
389             key,
390             cx,
391             arg,
392             false,
393             task,
394             |_| None,
395             |data, key, fingerprint, _| data.alloc_node(key, smallvec![], fingerprint),
396             hash_result,
397         )
398     }
399
400     #[inline]
401     pub fn read(&self, v: DepNode) {
402         if let Some(ref data) = self.data {
403             let map = data.current.node_to_node_index.get_shard_by_value(&v).lock();
404             if let Some(dep_node_index) = map.get(&v).copied() {
405                 std::mem::drop(map);
406                 data.read_index(dep_node_index);
407             } else {
408                 bug!("DepKind {:?} should be pre-allocated but isn't.", v.kind)
409             }
410         }
411     }
412
413     #[inline]
414     pub fn read_index(&self, dep_node_index: DepNodeIndex) {
415         if let Some(ref data) = self.data {
416             data.read_index(dep_node_index);
417         }
418     }
419
420     #[inline]
421     pub fn dep_node_index_of(&self, dep_node: &DepNode) -> DepNodeIndex {
422         self.data
423             .as_ref()
424             .unwrap()
425             .current
426             .node_to_node_index
427             .get_shard_by_value(dep_node)
428             .lock()
429             .get(dep_node)
430             .cloned()
431             .unwrap()
432     }
433
434     #[inline]
435     pub fn dep_node_exists(&self, dep_node: &DepNode) -> bool {
436         if let Some(ref data) = self.data {
437             data.current
438                 .node_to_node_index
439                 .get_shard_by_value(&dep_node)
440                 .lock()
441                 .contains_key(dep_node)
442         } else {
443             false
444         }
445     }
446
447     #[inline]
448     pub fn fingerprint_of(&self, dep_node_index: DepNodeIndex) -> Fingerprint {
449         let data = self.data.as_ref().expect("dep graph enabled").current.data.lock();
450         data[dep_node_index].fingerprint
451     }
452
453     pub fn prev_fingerprint_of(&self, dep_node: &DepNode) -> Option<Fingerprint> {
454         self.data.as_ref().unwrap().previous.fingerprint_of(dep_node)
455     }
456
457     #[inline]
458     pub fn prev_dep_node_index_of(&self, dep_node: &DepNode) -> SerializedDepNodeIndex {
459         self.data.as_ref().unwrap().previous.node_to_index(dep_node)
460     }
461
462     /// Checks whether a previous work product exists for `v` and, if
463     /// so, return the path that leads to it. Used to skip doing work.
464     pub fn previous_work_product(&self, v: &WorkProductId) -> Option<WorkProduct> {
465         self.data.as_ref().and_then(|data| data.previous_work_products.get(v).cloned())
466     }
467
468     /// Access the map of work-products created during the cached run. Only
469     /// used during saving of the dep-graph.
470     pub fn previous_work_products(&self) -> &FxHashMap<WorkProductId, WorkProduct> {
471         &self.data.as_ref().unwrap().previous_work_products
472     }
473
474     #[inline(always)]
475     pub fn register_dep_node_debug_str<F>(&self, dep_node: DepNode, debug_str_gen: F)
476     where
477         F: FnOnce() -> String,
478     {
479         let dep_node_debug = &self.data.as_ref().unwrap().dep_node_debug;
480
481         if dep_node_debug.borrow().contains_key(&dep_node) {
482             return;
483         }
484         let debug_str = debug_str_gen();
485         dep_node_debug.borrow_mut().insert(dep_node, debug_str);
486     }
487
488     pub(super) fn dep_node_debug_str(&self, dep_node: DepNode) -> Option<String> {
489         self.data.as_ref()?.dep_node_debug.borrow().get(&dep_node).cloned()
490     }
491
492     pub fn edge_deduplication_data(&self) -> Option<(u64, u64)> {
493         if cfg!(debug_assertions) {
494             let current_dep_graph = &self.data.as_ref().unwrap().current;
495
496             Some((
497                 current_dep_graph.total_read_count.load(Relaxed),
498                 current_dep_graph.total_duplicate_read_count.load(Relaxed),
499             ))
500         } else {
501             None
502         }
503     }
504
505     pub fn serialize(&self) -> SerializedDepGraph {
506         let data = self.data.as_ref().unwrap().current.data.lock();
507
508         let fingerprints: IndexVec<SerializedDepNodeIndex, _> =
509             data.iter().map(|d| d.fingerprint).collect();
510         let nodes: IndexVec<SerializedDepNodeIndex, _> = data.iter().map(|d| d.node).collect();
511
512         let total_edge_count: usize = data.iter().map(|d| d.edges.len()).sum();
513
514         let mut edge_list_indices = IndexVec::with_capacity(nodes.len());
515         let mut edge_list_data = Vec::with_capacity(total_edge_count);
516
517         for (current_dep_node_index, edges) in data.iter_enumerated().map(|(i, d)| (i, &d.edges)) {
518             let start = edge_list_data.len() as u32;
519             // This should really just be a memcpy :/
520             edge_list_data.extend(edges.iter().map(|i| SerializedDepNodeIndex::new(i.index())));
521             let end = edge_list_data.len() as u32;
522
523             debug_assert_eq!(current_dep_node_index.index(), edge_list_indices.len());
524             edge_list_indices.push((start, end));
525         }
526
527         debug_assert!(edge_list_data.len() <= ::std::u32::MAX as usize);
528         debug_assert_eq!(edge_list_data.len(), total_edge_count);
529
530         SerializedDepGraph { nodes, fingerprints, edge_list_indices, edge_list_data }
531     }
532
533     pub fn node_color(&self, dep_node: &DepNode) -> Option<DepNodeColor> {
534         if let Some(ref data) = self.data {
535             if let Some(prev_index) = data.previous.node_to_index_opt(dep_node) {
536                 return data.colors.get(prev_index);
537             } else {
538                 // This is a node that did not exist in the previous compilation
539                 // session, so we consider it to be red.
540                 return Some(DepNodeColor::Red);
541             }
542         }
543
544         None
545     }
546
547     /// Try to read a node index for the node dep_node.
548     /// A node will have an index, when it's already been marked green, or when we can mark it
549     /// green. This function will mark the current task as a reader of the specified node, when
550     /// a node index can be found for that node.
551     pub fn try_mark_green_and_read(
552         &self,
553         tcx: TyCtxt<'_>,
554         dep_node: &DepNode,
555     ) -> Option<(SerializedDepNodeIndex, DepNodeIndex)> {
556         self.try_mark_green(tcx, dep_node).map(|(prev_index, dep_node_index)| {
557             debug_assert!(self.is_green(&dep_node));
558             self.read_index(dep_node_index);
559             (prev_index, dep_node_index)
560         })
561     }
562
563     pub fn try_mark_green(
564         &self,
565         tcx: TyCtxt<'_>,
566         dep_node: &DepNode,
567     ) -> Option<(SerializedDepNodeIndex, DepNodeIndex)> {
568         debug_assert!(!dep_node.kind.is_eval_always());
569
570         // Return None if the dep graph is disabled
571         let data = self.data.as_ref()?;
572
573         // Return None if the dep node didn't exist in the previous session
574         let prev_index = data.previous.node_to_index_opt(dep_node)?;
575
576         match data.colors.get(prev_index) {
577             Some(DepNodeColor::Green(dep_node_index)) => Some((prev_index, dep_node_index)),
578             Some(DepNodeColor::Red) => None,
579             None => {
580                 // This DepNode and the corresponding query invocation existed
581                 // in the previous compilation session too, so we can try to
582                 // mark it as green by recursively marking all of its
583                 // dependencies green.
584                 self.try_mark_previous_green(tcx, data, prev_index, &dep_node)
585                     .map(|dep_node_index| (prev_index, dep_node_index))
586             }
587         }
588     }
589
590     /// Try to mark a dep-node which existed in the previous compilation session as green.
591     fn try_mark_previous_green<'tcx>(
592         &self,
593         tcx: TyCtxt<'tcx>,
594         data: &DepGraphData,
595         prev_dep_node_index: SerializedDepNodeIndex,
596         dep_node: &DepNode,
597     ) -> Option<DepNodeIndex> {
598         debug!("try_mark_previous_green({:?}) - BEGIN", dep_node);
599
600         #[cfg(not(parallel_compiler))]
601         {
602             debug_assert!(
603                 !data
604                     .current
605                     .node_to_node_index
606                     .get_shard_by_value(dep_node)
607                     .lock()
608                     .contains_key(dep_node)
609             );
610             debug_assert!(data.colors.get(prev_dep_node_index).is_none());
611         }
612
613         // We never try to mark eval_always nodes as green
614         debug_assert!(!dep_node.kind.is_eval_always());
615
616         debug_assert_eq!(data.previous.index_to_node(prev_dep_node_index), *dep_node);
617
618         let prev_deps = data.previous.edge_targets_from(prev_dep_node_index);
619
620         let mut current_deps = SmallVec::new();
621
622         for &dep_dep_node_index in prev_deps {
623             let dep_dep_node_color = data.colors.get(dep_dep_node_index);
624
625             match dep_dep_node_color {
626                 Some(DepNodeColor::Green(node_index)) => {
627                     // This dependency has been marked as green before, we are
628                     // still fine and can continue with checking the other
629                     // dependencies.
630                     debug!(
631                         "try_mark_previous_green({:?}) --- found dependency {:?} to \
632                             be immediately green",
633                         dep_node,
634                         data.previous.index_to_node(dep_dep_node_index)
635                     );
636                     current_deps.push(node_index);
637                 }
638                 Some(DepNodeColor::Red) => {
639                     // We found a dependency the value of which has changed
640                     // compared to the previous compilation session. We cannot
641                     // mark the DepNode as green and also don't need to bother
642                     // with checking any of the other dependencies.
643                     debug!(
644                         "try_mark_previous_green({:?}) - END - dependency {:?} was \
645                             immediately red",
646                         dep_node,
647                         data.previous.index_to_node(dep_dep_node_index)
648                     );
649                     return None;
650                 }
651                 None => {
652                     let dep_dep_node = &data.previous.index_to_node(dep_dep_node_index);
653
654                     // We don't know the state of this dependency. If it isn't
655                     // an eval_always node, let's try to mark it green recursively.
656                     if !dep_dep_node.kind.is_eval_always() {
657                         debug!(
658                             "try_mark_previous_green({:?}) --- state of dependency {:?} \
659                                  is unknown, trying to mark it green",
660                             dep_node, dep_dep_node
661                         );
662
663                         let node_index = self.try_mark_previous_green(
664                             tcx,
665                             data,
666                             dep_dep_node_index,
667                             dep_dep_node,
668                         );
669                         if let Some(node_index) = node_index {
670                             debug!(
671                                 "try_mark_previous_green({:?}) --- managed to MARK \
672                                     dependency {:?} as green",
673                                 dep_node, dep_dep_node
674                             );
675                             current_deps.push(node_index);
676                             continue;
677                         }
678                     } else {
679                         match dep_dep_node.kind {
680                             DepKind::Hir | DepKind::HirBody | DepKind::CrateMetadata => {
681                                 if let Some(def_id) = dep_dep_node.extract_def_id(tcx) {
682                                     if def_id_corresponds_to_hir_dep_node(tcx, def_id) {
683                                         // The `DefPath` has corresponding node,
684                                         // and that node should have been marked
685                                         // either red or green in `data.colors`.
686                                         bug!(
687                                             "DepNode {:?} should have been \
688                                              pre-marked as red or green but wasn't.",
689                                             dep_dep_node
690                                         );
691                                     } else {
692                                         // This `DefPath` does not have a
693                                         // corresponding `DepNode` (e.g. a
694                                         // struct field), and the ` DefPath`
695                                         // collided with the `DefPath` of a
696                                         // proper item that existed in the
697                                         // previous compilation session.
698                                         //
699                                         // Since the given `DefPath` does not
700                                         // denote the item that previously
701                                         // existed, we just fail to mark green.
702                                         return None;
703                                     }
704                                 } else {
705                                     // If the node does not exist anymore, we
706                                     // just fail to mark green.
707                                     return None;
708                                 }
709                             }
710                             _ => {
711                                 // For other kinds of nodes it's OK to be
712                                 // forced.
713                             }
714                         }
715                     }
716
717                     // We failed to mark it green, so we try to force the query.
718                     debug!(
719                         "try_mark_previous_green({:?}) --- trying to force \
720                             dependency {:?}",
721                         dep_node, dep_dep_node
722                     );
723                     if crate::ty::query::force_from_dep_node(tcx, dep_dep_node) {
724                         let dep_dep_node_color = data.colors.get(dep_dep_node_index);
725
726                         match dep_dep_node_color {
727                             Some(DepNodeColor::Green(node_index)) => {
728                                 debug!(
729                                     "try_mark_previous_green({:?}) --- managed to \
730                                         FORCE dependency {:?} to green",
731                                     dep_node, dep_dep_node
732                                 );
733                                 current_deps.push(node_index);
734                             }
735                             Some(DepNodeColor::Red) => {
736                                 debug!(
737                                     "try_mark_previous_green({:?}) - END - \
738                                         dependency {:?} was red after forcing",
739                                     dep_node, dep_dep_node
740                                 );
741                                 return None;
742                             }
743                             None => {
744                                 if !tcx.sess.has_errors_or_delayed_span_bugs() {
745                                     bug!(
746                                         "try_mark_previous_green() - Forcing the DepNode \
747                                           should have set its color"
748                                     )
749                                 } else {
750                                     // If the query we just forced has resulted in
751                                     // some kind of compilation error, we cannot rely on
752                                     // the dep-node color having been properly updated.
753                                     // This means that the query system has reached an
754                                     // invalid state. We let the compiler continue (by
755                                     // returning `None`) so it can emit error messages
756                                     // and wind down, but rely on the fact that this
757                                     // invalid state will not be persisted to the
758                                     // incremental compilation cache because of
759                                     // compilation errors being present.
760                                     debug!(
761                                         "try_mark_previous_green({:?}) - END - \
762                                             dependency {:?} resulted in compilation error",
763                                         dep_node, dep_dep_node
764                                     );
765                                     return None;
766                                 }
767                             }
768                         }
769                     } else {
770                         // The DepNode could not be forced.
771                         debug!(
772                             "try_mark_previous_green({:?}) - END - dependency {:?} \
773                                 could not be forced",
774                             dep_node, dep_dep_node
775                         );
776                         return None;
777                     }
778                 }
779             }
780         }
781
782         // If we got here without hitting a `return` that means that all
783         // dependencies of this DepNode could be marked as green. Therefore we
784         // can also mark this DepNode as green.
785
786         // There may be multiple threads trying to mark the same dep node green concurrently
787
788         let dep_node_index = {
789             // Copy the fingerprint from the previous graph,
790             // so we don't have to recompute it
791             let fingerprint = data.previous.fingerprint_by_index(prev_dep_node_index);
792
793             // We allocating an entry for the node in the current dependency graph and
794             // adding all the appropriate edges imported from the previous graph
795             data.current.intern_node(*dep_node, current_deps, fingerprint)
796         };
797
798         // ... emitting any stored diagnostic ...
799
800         // FIXME: Store the fact that a node has diagnostics in a bit in the dep graph somewhere
801         // Maybe store a list on disk and encode this fact in the DepNodeState
802         let diagnostics = tcx.queries.on_disk_cache.load_diagnostics(tcx, prev_dep_node_index);
803
804         #[cfg(not(parallel_compiler))]
805         debug_assert!(
806             data.colors.get(prev_dep_node_index).is_none(),
807             "DepGraph::try_mark_previous_green() - Duplicate DepNodeColor \
808                       insertion for {:?}",
809             dep_node
810         );
811
812         if unlikely!(!diagnostics.is_empty()) {
813             self.emit_diagnostics(tcx, data, dep_node_index, prev_dep_node_index, diagnostics);
814         }
815
816         // ... and finally storing a "Green" entry in the color map.
817         // Multiple threads can all write the same color here
818         data.colors.insert(prev_dep_node_index, DepNodeColor::Green(dep_node_index));
819
820         debug!("try_mark_previous_green({:?}) - END - successfully marked as green", dep_node);
821         Some(dep_node_index)
822     }
823
824     /// Atomically emits some loaded diagnostics.
825     /// This may be called concurrently on multiple threads for the same dep node.
826     #[cold]
827     #[inline(never)]
828     fn emit_diagnostics<'tcx>(
829         &self,
830         tcx: TyCtxt<'tcx>,
831         data: &DepGraphData,
832         dep_node_index: DepNodeIndex,
833         prev_dep_node_index: SerializedDepNodeIndex,
834         diagnostics: Vec<Diagnostic>,
835     ) {
836         let mut emitting = data.emitting_diagnostics.lock();
837
838         if data.colors.get(prev_dep_node_index) == Some(DepNodeColor::Green(dep_node_index)) {
839             // The node is already green so diagnostics must have been emitted already
840             return;
841         }
842
843         if emitting.insert(dep_node_index) {
844             // We were the first to insert the node in the set so this thread
845             // must emit the diagnostics and signal other potentially waiting
846             // threads after.
847             mem::drop(emitting);
848
849             // Promote the previous diagnostics to the current session.
850             tcx.queries.on_disk_cache.store_diagnostics(dep_node_index, diagnostics.clone().into());
851
852             let handle = tcx.sess.diagnostic();
853
854             for diagnostic in diagnostics {
855                 handle.emit_diagnostic(&diagnostic);
856             }
857
858             // Mark the node as green now that diagnostics are emitted
859             data.colors.insert(prev_dep_node_index, DepNodeColor::Green(dep_node_index));
860
861             // Remove the node from the set
862             data.emitting_diagnostics.lock().remove(&dep_node_index);
863
864             // Wake up waiters
865             data.emitting_diagnostics_cond_var.notify_all();
866         } else {
867             // We must wait for the other thread to finish emitting the diagnostic
868
869             loop {
870                 data.emitting_diagnostics_cond_var.wait(&mut emitting);
871                 if data.colors.get(prev_dep_node_index) == Some(DepNodeColor::Green(dep_node_index))
872                 {
873                     break;
874                 }
875             }
876         }
877     }
878
879     // Returns true if the given node has been marked as green during the
880     // current compilation session. Used in various assertions
881     pub fn is_green(&self, dep_node: &DepNode) -> bool {
882         self.node_color(dep_node).map(|c| c.is_green()).unwrap_or(false)
883     }
884
885     // This method loads all on-disk cacheable query results into memory, so
886     // they can be written out to the new cache file again. Most query results
887     // will already be in memory but in the case where we marked something as
888     // green but then did not need the value, that value will never have been
889     // loaded from disk.
890     //
891     // This method will only load queries that will end up in the disk cache.
892     // Other queries will not be executed.
893     pub fn exec_cache_promotions(&self, tcx: TyCtxt<'_>) {
894         let _prof_timer = tcx.prof.generic_activity("incr_comp_query_cache_promotion");
895
896         let data = self.data.as_ref().unwrap();
897         for prev_index in data.colors.values.indices() {
898             match data.colors.get(prev_index) {
899                 Some(DepNodeColor::Green(_)) => {
900                     let dep_node = data.previous.index_to_node(prev_index);
901                     dep_node.try_load_from_on_disk_cache(tcx);
902                 }
903                 None | Some(DepNodeColor::Red) => {
904                     // We can skip red nodes because a node can only be marked
905                     // as red if the query result was recomputed and thus is
906                     // already in memory.
907                 }
908             }
909         }
910     }
911
912     fn next_virtual_depnode_index(&self) -> DepNodeIndex {
913         let index = self.virtual_dep_node_index.fetch_add(1, Relaxed);
914         DepNodeIndex::from_u32(index)
915     }
916 }
917
918 fn def_id_corresponds_to_hir_dep_node(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> bool {
919     let hir_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
920     def_id.index == hir_id.owner
921 }
922
923 /// A "work product" is an intermediate result that we save into the
924 /// incremental directory for later re-use. The primary example are
925 /// the object files that we save for each partition at code
926 /// generation time.
927 ///
928 /// Each work product is associated with a dep-node, representing the
929 /// process that produced the work-product. If that dep-node is found
930 /// to be dirty when we load up, then we will delete the work-product
931 /// at load time. If the work-product is found to be clean, then we
932 /// will keep a record in the `previous_work_products` list.
933 ///
934 /// In addition, work products have an associated hash. This hash is
935 /// an extra hash that can be used to decide if the work-product from
936 /// a previous compilation can be re-used (in addition to the dirty
937 /// edges check).
938 ///
939 /// As the primary example, consider the object files we generate for
940 /// each partition. In the first run, we create partitions based on
941 /// the symbols that need to be compiled. For each partition P, we
942 /// hash the symbols in P and create a `WorkProduct` record associated
943 /// with `DepNode::CodegenUnit(P)`; the hash is the set of symbols
944 /// in P.
945 ///
946 /// The next time we compile, if the `DepNode::CodegenUnit(P)` is
947 /// judged to be clean (which means none of the things we read to
948 /// generate the partition were found to be dirty), it will be loaded
949 /// into previous work products. We will then regenerate the set of
950 /// symbols in the partition P and hash them (note that new symbols
951 /// may be added -- for example, new monomorphizations -- even if
952 /// nothing in P changed!). We will compare that hash against the
953 /// previous hash. If it matches up, we can reuse the object file.
954 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
955 pub struct WorkProduct {
956     pub cgu_name: String,
957     /// Saved files associated with this CGU.
958     pub saved_files: Vec<(WorkProductFileKind, String)>,
959 }
960
961 #[derive(Clone, Copy, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialEq)]
962 pub enum WorkProductFileKind {
963     Object,
964     Bytecode,
965     BytecodeCompressed,
966 }
967
968 #[derive(Clone)]
969 struct DepNodeData {
970     node: DepNode,
971     edges: SmallVec<[DepNodeIndex; 8]>,
972     fingerprint: Fingerprint,
973 }
974
975 /// `CurrentDepGraph` stores the dependency graph for the current session.
976 /// It will be populated as we run queries or tasks.
977 ///
978 /// The nodes in it are identified by an index (`DepNodeIndex`).
979 /// The data for each node is stored in its `DepNodeData`, found in the `data` field.
980 ///
981 /// We never remove nodes from the graph: they are only added.
982 ///
983 /// This struct uses two locks internally. The `data` and `node_to_node_index` fields are
984 /// locked separately. Operations that take a `DepNodeIndex` typically just access
985 /// the data field.
986 ///
987 /// The only operation that must manipulate both locks is adding new nodes, in which case
988 /// we first acquire the `node_to_node_index` lock and then, once a new node is to be inserted,
989 /// acquire the lock on `data.`
990 pub(super) struct CurrentDepGraph {
991     data: Lock<IndexVec<DepNodeIndex, DepNodeData>>,
992     node_to_node_index: Sharded<FxHashMap<DepNode, DepNodeIndex>>,
993
994     /// Used to trap when a specific edge is added to the graph.
995     /// This is used for debug purposes and is only active with `debug_assertions`.
996     #[allow(dead_code)]
997     forbidden_edge: Option<EdgeFilter>,
998
999     /// Anonymous `DepNode`s are nodes whose IDs we compute from the list of
1000     /// their edges. This has the beneficial side-effect that multiple anonymous
1001     /// nodes can be coalesced into one without changing the semantics of the
1002     /// dependency graph. However, the merging of nodes can lead to a subtle
1003     /// problem during red-green marking: The color of an anonymous node from
1004     /// the current session might "shadow" the color of the node with the same
1005     /// ID from the previous session. In order to side-step this problem, we make
1006     /// sure that anonymous `NodeId`s allocated in different sessions don't overlap.
1007     /// This is implemented by mixing a session-key into the ID fingerprint of
1008     /// each anon node. The session-key is just a random number generated when
1009     /// the `DepGraph` is created.
1010     anon_id_seed: Fingerprint,
1011
1012     /// These are simple counters that are for profiling and
1013     /// debugging and only active with `debug_assertions`.
1014     total_read_count: AtomicU64,
1015     total_duplicate_read_count: AtomicU64,
1016 }
1017
1018 impl CurrentDepGraph {
1019     fn new(prev_graph_node_count: usize) -> CurrentDepGraph {
1020         use std::time::{SystemTime, UNIX_EPOCH};
1021
1022         let duration = SystemTime::now().duration_since(UNIX_EPOCH).unwrap();
1023         let nanos = duration.as_secs() * 1_000_000_000 + duration.subsec_nanos() as u64;
1024         let mut stable_hasher = StableHasher::new();
1025         nanos.hash(&mut stable_hasher);
1026
1027         let forbidden_edge = if cfg!(debug_assertions) {
1028             match env::var("RUST_FORBID_DEP_GRAPH_EDGE") {
1029                 Ok(s) => match EdgeFilter::new(&s) {
1030                     Ok(f) => Some(f),
1031                     Err(err) => bug!("RUST_FORBID_DEP_GRAPH_EDGE invalid: {}", err),
1032                 },
1033                 Err(_) => None,
1034             }
1035         } else {
1036             None
1037         };
1038
1039         // Pre-allocate the dep node structures. We over-allocate a little so
1040         // that we hopefully don't have to re-allocate during this compilation
1041         // session. The over-allocation is 2% plus a small constant to account
1042         // for the fact that in very small crates 2% might not be enough.
1043         let new_node_count_estimate = (prev_graph_node_count * 102) / 100 + 200;
1044
1045         CurrentDepGraph {
1046             data: Lock::new(IndexVec::with_capacity(new_node_count_estimate)),
1047             node_to_node_index: Sharded::new(|| {
1048                 FxHashMap::with_capacity_and_hasher(
1049                     new_node_count_estimate / sharded::SHARDS,
1050                     Default::default(),
1051                 )
1052             }),
1053             anon_id_seed: stable_hasher.finish(),
1054             forbidden_edge,
1055             total_read_count: AtomicU64::new(0),
1056             total_duplicate_read_count: AtomicU64::new(0),
1057         }
1058     }
1059
1060     fn complete_task(
1061         &self,
1062         node: DepNode,
1063         task_deps: TaskDeps,
1064         fingerprint: Fingerprint,
1065     ) -> DepNodeIndex {
1066         self.alloc_node(node, task_deps.reads, fingerprint)
1067     }
1068
1069     fn complete_anon_task(&self, kind: DepKind, task_deps: TaskDeps) -> DepNodeIndex {
1070         debug_assert!(!kind.is_eval_always());
1071
1072         let mut hasher = StableHasher::new();
1073
1074         // The dep node indices are hashed here instead of hashing the dep nodes of the
1075         // dependencies. These indices may refer to different nodes per session, but this isn't
1076         // a problem here because we that ensure the final dep node hash is per session only by
1077         // combining it with the per session random number `anon_id_seed`. This hash only need
1078         // to map the dependencies to a single value on a per session basis.
1079         task_deps.reads.hash(&mut hasher);
1080
1081         let target_dep_node = DepNode {
1082             kind,
1083
1084             // Fingerprint::combine() is faster than sending Fingerprint
1085             // through the StableHasher (at least as long as StableHasher
1086             // is so slow).
1087             hash: self.anon_id_seed.combine(hasher.finish()),
1088         };
1089
1090         self.intern_node(target_dep_node, task_deps.reads, Fingerprint::ZERO)
1091     }
1092
1093     fn alloc_node(
1094         &self,
1095         dep_node: DepNode,
1096         edges: SmallVec<[DepNodeIndex; 8]>,
1097         fingerprint: Fingerprint,
1098     ) -> DepNodeIndex {
1099         debug_assert!(
1100             !self.node_to_node_index.get_shard_by_value(&dep_node).lock().contains_key(&dep_node)
1101         );
1102         self.intern_node(dep_node, edges, fingerprint)
1103     }
1104
1105     fn intern_node(
1106         &self,
1107         dep_node: DepNode,
1108         edges: SmallVec<[DepNodeIndex; 8]>,
1109         fingerprint: Fingerprint,
1110     ) -> DepNodeIndex {
1111         match self.node_to_node_index.get_shard_by_value(&dep_node).lock().entry(dep_node) {
1112             Entry::Occupied(entry) => *entry.get(),
1113             Entry::Vacant(entry) => {
1114                 let mut data = self.data.lock();
1115                 let dep_node_index = DepNodeIndex::new(data.len());
1116                 data.push(DepNodeData { node: dep_node, edges, fingerprint });
1117                 entry.insert(dep_node_index);
1118                 dep_node_index
1119             }
1120         }
1121     }
1122 }
1123
1124 impl DepGraphData {
1125     #[inline(never)]
1126     fn read_index(&self, source: DepNodeIndex) {
1127         ty::tls::with_context_opt(|icx| {
1128             let icx = if let Some(icx) = icx { icx } else { return };
1129             if let Some(task_deps) = icx.task_deps {
1130                 let mut task_deps = task_deps.lock();
1131                 if cfg!(debug_assertions) {
1132                     self.current.total_read_count.fetch_add(1, Relaxed);
1133                 }
1134                 if task_deps.read_set.insert(source) {
1135                     task_deps.reads.push(source);
1136
1137                     #[cfg(debug_assertions)]
1138                     {
1139                         if let Some(target) = task_deps.node {
1140                             let data = self.current.data.lock();
1141                             if let Some(ref forbidden_edge) = self.current.forbidden_edge {
1142                                 let source = data[source].node;
1143                                 if forbidden_edge.test(&source, &target) {
1144                                     bug!("forbidden edge {:?} -> {:?} created", source, target)
1145                                 }
1146                             }
1147                         }
1148                     }
1149                 } else if cfg!(debug_assertions) {
1150                     self.current.total_duplicate_read_count.fetch_add(1, Relaxed);
1151                 }
1152             }
1153         })
1154     }
1155 }
1156
1157 pub struct TaskDeps {
1158     #[cfg(debug_assertions)]
1159     node: Option<DepNode>,
1160     reads: SmallVec<[DepNodeIndex; 8]>,
1161     read_set: FxHashSet<DepNodeIndex>,
1162 }
1163
1164 // A data structure that stores Option<DepNodeColor> values as a contiguous
1165 // array, using one u32 per entry.
1166 struct DepNodeColorMap {
1167     values: IndexVec<SerializedDepNodeIndex, AtomicU32>,
1168 }
1169
1170 const COMPRESSED_NONE: u32 = 0;
1171 const COMPRESSED_RED: u32 = 1;
1172 const COMPRESSED_FIRST_GREEN: u32 = 2;
1173
1174 impl DepNodeColorMap {
1175     fn new(size: usize) -> DepNodeColorMap {
1176         DepNodeColorMap { values: (0..size).map(|_| AtomicU32::new(COMPRESSED_NONE)).collect() }
1177     }
1178
1179     fn get(&self, index: SerializedDepNodeIndex) -> Option<DepNodeColor> {
1180         match self.values[index].load(Ordering::Acquire) {
1181             COMPRESSED_NONE => None,
1182             COMPRESSED_RED => Some(DepNodeColor::Red),
1183             value => {
1184                 Some(DepNodeColor::Green(DepNodeIndex::from_u32(value - COMPRESSED_FIRST_GREEN)))
1185             }
1186         }
1187     }
1188
1189     fn insert(&self, index: SerializedDepNodeIndex, color: DepNodeColor) {
1190         self.values[index].store(
1191             match color {
1192                 DepNodeColor::Red => COMPRESSED_RED,
1193                 DepNodeColor::Green(index) => index.as_u32() + COMPRESSED_FIRST_GREEN,
1194             },
1195             Ordering::Release,
1196         )
1197     }
1198 }