]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_query_system/dep_graph/graph.rs
Rollup merge of #75485 - RalfJung:pin, r=nagisa
[rust.git] / src / librustc_query_system / dep_graph / graph.rs
1 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
2 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
3 use rustc_data_structures::profiling::QueryInvocationId;
4 use rustc_data_structures::sharded::{self, Sharded};
5 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
6 use rustc_data_structures::sync::{AtomicU32, AtomicU64, Lock, Lrc, Ordering};
7 use rustc_data_structures::unlikely;
8 use rustc_errors::Diagnostic;
9 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
10
11 use parking_lot::{Condvar, Mutex};
12 use smallvec::{smallvec, SmallVec};
13 use std::collections::hash_map::Entry;
14 use std::env;
15 use std::hash::Hash;
16 use std::marker::PhantomData;
17 use std::mem;
18 use std::sync::atomic::Ordering::Relaxed;
19
20 use super::debug::EdgeFilter;
21 use super::prev::PreviousDepGraph;
22 use super::query::DepGraphQuery;
23 use super::serialized::{SerializedDepGraph, SerializedDepNodeIndex};
24 use super::{DepContext, DepKind, DepNode, WorkProductId};
25
26 #[derive(Clone)]
27 pub struct DepGraph<K: DepKind> {
28     data: Option<Lrc<DepGraphData<K>>>,
29
30     /// This field is used for assigning DepNodeIndices when running in
31     /// non-incremental mode. Even in non-incremental mode we make sure that
32     /// each task has a `DepNodeIndex` that uniquely identifies it. This unique
33     /// ID is used for self-profiling.
34     virtual_dep_node_index: Lrc<AtomicU32>,
35 }
36
37 rustc_index::newtype_index! {
38     pub struct DepNodeIndex { .. }
39 }
40
41 impl DepNodeIndex {
42     pub const INVALID: DepNodeIndex = DepNodeIndex::MAX;
43 }
44
45 impl std::convert::From<DepNodeIndex> for QueryInvocationId {
46     #[inline]
47     fn from(dep_node_index: DepNodeIndex) -> Self {
48         QueryInvocationId(dep_node_index.as_u32())
49     }
50 }
51
52 #[derive(PartialEq)]
53 pub enum DepNodeColor {
54     Red,
55     Green(DepNodeIndex),
56 }
57
58 impl DepNodeColor {
59     pub fn is_green(self) -> bool {
60         match self {
61             DepNodeColor::Red => false,
62             DepNodeColor::Green(_) => true,
63         }
64     }
65 }
66
67 struct DepGraphData<K: DepKind> {
68     /// The new encoding of the dependency graph, optimized for red/green
69     /// tracking. The `current` field is the dependency graph of only the
70     /// current compilation session: We don't merge the previous dep-graph into
71     /// current one anymore.
72     current: CurrentDepGraph<K>,
73
74     /// The dep-graph from the previous compilation session. It contains all
75     /// nodes and edges as well as all fingerprints of nodes that have them.
76     previous: PreviousDepGraph<K>,
77
78     colors: DepNodeColorMap,
79
80     /// A set of loaded diagnostics that is in the progress of being emitted.
81     emitting_diagnostics: Mutex<FxHashSet<DepNodeIndex>>,
82
83     /// Used to wait for diagnostics to be emitted.
84     emitting_diagnostics_cond_var: Condvar,
85
86     /// When we load, there may be `.o` files, cached MIR, or other such
87     /// things available to us. If we find that they are not dirty, we
88     /// load the path to the file storing those work-products here into
89     /// this map. We can later look for and extract that data.
90     previous_work_products: FxHashMap<WorkProductId, WorkProduct>,
91
92     dep_node_debug: Lock<FxHashMap<DepNode<K>, String>>,
93 }
94
95 pub fn hash_result<HashCtxt, R>(hcx: &mut HashCtxt, result: &R) -> Option<Fingerprint>
96 where
97     R: HashStable<HashCtxt>,
98 {
99     let mut stable_hasher = StableHasher::new();
100     result.hash_stable(hcx, &mut stable_hasher);
101
102     Some(stable_hasher.finish())
103 }
104
105 impl<K: DepKind> DepGraph<K> {
106     pub fn new(
107         prev_graph: PreviousDepGraph<K>,
108         prev_work_products: FxHashMap<WorkProductId, WorkProduct>,
109     ) -> DepGraph<K> {
110         let prev_graph_node_count = prev_graph.node_count();
111
112         DepGraph {
113             data: Some(Lrc::new(DepGraphData {
114                 previous_work_products: prev_work_products,
115                 dep_node_debug: Default::default(),
116                 current: CurrentDepGraph::new(prev_graph_node_count),
117                 emitting_diagnostics: Default::default(),
118                 emitting_diagnostics_cond_var: Condvar::new(),
119                 previous: prev_graph,
120                 colors: DepNodeColorMap::new(prev_graph_node_count),
121             })),
122             virtual_dep_node_index: Lrc::new(AtomicU32::new(0)),
123         }
124     }
125
126     pub fn new_disabled() -> DepGraph<K> {
127         DepGraph { data: None, virtual_dep_node_index: Lrc::new(AtomicU32::new(0)) }
128     }
129
130     /// Returns `true` if we are actually building the full dep-graph, and `false` otherwise.
131     #[inline]
132     pub fn is_fully_enabled(&self) -> bool {
133         self.data.is_some()
134     }
135
136     pub fn query(&self) -> DepGraphQuery<K> {
137         let data = self.data.as_ref().unwrap().current.data.lock();
138         let nodes: Vec<_> = data.iter().map(|n| n.node).collect();
139         let mut edges = Vec::new();
140         for (from, edge_targets) in data.iter().map(|d| (d.node, &d.edges)) {
141             for &edge_target in edge_targets.iter() {
142                 let to = data[edge_target].node;
143                 edges.push((from, to));
144             }
145         }
146
147         DepGraphQuery::new(&nodes[..], &edges[..])
148     }
149
150     pub fn assert_ignored(&self) {
151         if let Some(..) = self.data {
152             K::read_deps(|task_deps| {
153                 assert!(task_deps.is_none(), "expected no task dependency tracking");
154             })
155         }
156     }
157
158     pub fn with_ignore<OP, R>(&self, op: OP) -> R
159     where
160         OP: FnOnce() -> R,
161     {
162         K::with_deps(None, op)
163     }
164
165     /// Starts a new dep-graph task. Dep-graph tasks are specified
166     /// using a free function (`task`) and **not** a closure -- this
167     /// is intentional because we want to exercise tight control over
168     /// what state they have access to. In particular, we want to
169     /// prevent implicit 'leaks' of tracked state into the task (which
170     /// could then be read without generating correct edges in the
171     /// dep-graph -- see the [rustc dev guide] for more details on
172     /// the dep-graph). To this end, the task function gets exactly two
173     /// pieces of state: the context `cx` and an argument `arg`. Both
174     /// of these bits of state must be of some type that implements
175     /// `DepGraphSafe` and hence does not leak.
176     ///
177     /// The choice of two arguments is not fundamental. One argument
178     /// would work just as well, since multiple values can be
179     /// collected using tuples. However, using two arguments works out
180     /// to be quite convenient, since it is common to need a context
181     /// (`cx`) and some argument (e.g., a `DefId` identifying what
182     /// item to process).
183     ///
184     /// For cases where you need some other number of arguments:
185     ///
186     /// - If you only need one argument, just use `()` for the `arg`
187     ///   parameter.
188     /// - If you need 3+ arguments, use a tuple for the
189     ///   `arg` parameter.
190     ///
191     /// [rustc dev guide]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/incremental-compilation.html
192     pub fn with_task<Ctxt: DepContext<DepKind = K>, A, R>(
193         &self,
194         key: DepNode<K>,
195         cx: Ctxt,
196         arg: A,
197         task: fn(Ctxt, A) -> R,
198         hash_result: impl FnOnce(&mut Ctxt::StableHashingContext, &R) -> Option<Fingerprint>,
199     ) -> (R, DepNodeIndex) {
200         self.with_task_impl(
201             key,
202             cx,
203             arg,
204             false,
205             task,
206             |_key| {
207                 Some(TaskDeps {
208                     #[cfg(debug_assertions)]
209                     node: Some(_key),
210                     reads: SmallVec::new(),
211                     read_set: Default::default(),
212                     phantom_data: PhantomData,
213                 })
214             },
215             |data, key, fingerprint, task| data.complete_task(key, task.unwrap(), fingerprint),
216             hash_result,
217         )
218     }
219
220     fn with_task_impl<Ctxt: DepContext<DepKind = K>, A, R>(
221         &self,
222         key: DepNode<K>,
223         cx: Ctxt,
224         arg: A,
225         no_tcx: bool,
226         task: fn(Ctxt, A) -> R,
227         create_task: fn(DepNode<K>) -> Option<TaskDeps<K>>,
228         finish_task_and_alloc_depnode: fn(
229             &CurrentDepGraph<K>,
230             DepNode<K>,
231             Fingerprint,
232             Option<TaskDeps<K>>,
233         ) -> DepNodeIndex,
234         hash_result: impl FnOnce(&mut Ctxt::StableHashingContext, &R) -> Option<Fingerprint>,
235     ) -> (R, DepNodeIndex) {
236         if let Some(ref data) = self.data {
237             let task_deps = create_task(key).map(Lock::new);
238
239             // In incremental mode, hash the result of the task. We don't
240             // do anything with the hash yet, but we are computing it
241             // anyway so that
242             //  - we make sure that the infrastructure works and
243             //  - we can get an idea of the runtime cost.
244             let mut hcx = cx.create_stable_hashing_context();
245
246             let result = if no_tcx {
247                 task(cx, arg)
248             } else {
249                 K::with_deps(task_deps.as_ref(), || task(cx, arg))
250             };
251
252             let current_fingerprint = hash_result(&mut hcx, &result);
253
254             let dep_node_index = finish_task_and_alloc_depnode(
255                 &data.current,
256                 key,
257                 current_fingerprint.unwrap_or(Fingerprint::ZERO),
258                 task_deps.map(|lock| lock.into_inner()),
259             );
260
261             let print_status = cfg!(debug_assertions) && cx.debug_dep_tasks();
262
263             // Determine the color of the new DepNode.
264             if let Some(prev_index) = data.previous.node_to_index_opt(&key) {
265                 let prev_fingerprint = data.previous.fingerprint_by_index(prev_index);
266
267                 let color = if let Some(current_fingerprint) = current_fingerprint {
268                     if current_fingerprint == prev_fingerprint {
269                         if print_status {
270                             eprintln!("[task::green] {:?}", key);
271                         }
272                         DepNodeColor::Green(dep_node_index)
273                     } else {
274                         if print_status {
275                             eprintln!("[task::red] {:?}", key);
276                         }
277                         DepNodeColor::Red
278                     }
279                 } else {
280                     if print_status {
281                         eprintln!("[task::unknown] {:?}", key);
282                     }
283                     // Mark the node as Red if we can't hash the result
284                     DepNodeColor::Red
285                 };
286
287                 debug_assert!(
288                     data.colors.get(prev_index).is_none(),
289                     "DepGraph::with_task() - Duplicate DepNodeColor \
290                             insertion for {:?}",
291                     key
292                 );
293
294                 data.colors.insert(prev_index, color);
295             } else {
296                 if print_status {
297                     eprintln!("[task::new] {:?}", key);
298                 }
299             }
300
301             (result, dep_node_index)
302         } else {
303             (task(cx, arg), self.next_virtual_depnode_index())
304         }
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<OP, R>(&self, dep_kind: K, op: OP) -> (R, DepNodeIndex)
310     where
311         OP: FnOnce() -> R,
312     {
313         if let Some(ref data) = self.data {
314             let task_deps = Lock::new(TaskDeps::default());
315
316             let result = K::with_deps(Some(&task_deps), op);
317             let task_deps = task_deps.into_inner();
318
319             let dep_node_index = data.current.complete_anon_task(dep_kind, task_deps);
320             (result, dep_node_index)
321         } else {
322             (op(), self.next_virtual_depnode_index())
323         }
324     }
325
326     /// Executes something within an "eval-always" task which is a task
327     /// that runs whenever anything changes.
328     pub fn with_eval_always_task<Ctxt: DepContext<DepKind = K>, A, R>(
329         &self,
330         key: DepNode<K>,
331         cx: Ctxt,
332         arg: A,
333         task: fn(Ctxt, A) -> R,
334         hash_result: impl FnOnce(&mut Ctxt::StableHashingContext, &R) -> Option<Fingerprint>,
335     ) -> (R, DepNodeIndex) {
336         self.with_task_impl(
337             key,
338             cx,
339             arg,
340             false,
341             task,
342             |_| None,
343             |data, key, fingerprint, _| data.alloc_node(key, smallvec![], fingerprint),
344             hash_result,
345         )
346     }
347
348     #[inline]
349     pub fn read(&self, v: DepNode<K>) {
350         if let Some(ref data) = self.data {
351             let map = data.current.node_to_node_index.get_shard_by_value(&v).lock();
352             if let Some(dep_node_index) = map.get(&v).copied() {
353                 std::mem::drop(map);
354                 data.read_index(dep_node_index);
355             } else {
356                 panic!("DepKind {:?} should be pre-allocated but isn't.", v.kind)
357             }
358         }
359     }
360
361     #[inline]
362     pub fn read_index(&self, dep_node_index: DepNodeIndex) {
363         if let Some(ref data) = self.data {
364             data.read_index(dep_node_index);
365         }
366     }
367
368     #[inline]
369     pub fn dep_node_index_of(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> DepNodeIndex {
370         self.data
371             .as_ref()
372             .unwrap()
373             .current
374             .node_to_node_index
375             .get_shard_by_value(dep_node)
376             .lock()
377             .get(dep_node)
378             .cloned()
379             .unwrap()
380     }
381
382     #[inline]
383     pub fn dep_node_exists(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> bool {
384         if let Some(ref data) = self.data {
385             data.current
386                 .node_to_node_index
387                 .get_shard_by_value(&dep_node)
388                 .lock()
389                 .contains_key(dep_node)
390         } else {
391             false
392         }
393     }
394
395     #[inline]
396     pub fn fingerprint_of(&self, dep_node_index: DepNodeIndex) -> Fingerprint {
397         let data = self.data.as_ref().expect("dep graph enabled").current.data.lock();
398         data[dep_node_index].fingerprint
399     }
400
401     pub fn prev_fingerprint_of(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> Option<Fingerprint> {
402         self.data.as_ref().unwrap().previous.fingerprint_of(dep_node)
403     }
404
405     #[inline]
406     pub fn prev_dep_node_index_of(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> SerializedDepNodeIndex {
407         self.data.as_ref().unwrap().previous.node_to_index(dep_node)
408     }
409
410     /// Checks whether a previous work product exists for `v` and, if
411     /// so, return the path that leads to it. Used to skip doing work.
412     pub fn previous_work_product(&self, v: &WorkProductId) -> Option<WorkProduct> {
413         self.data.as_ref().and_then(|data| data.previous_work_products.get(v).cloned())
414     }
415
416     /// Access the map of work-products created during the cached run. Only
417     /// used during saving of the dep-graph.
418     pub fn previous_work_products(&self) -> &FxHashMap<WorkProductId, WorkProduct> {
419         &self.data.as_ref().unwrap().previous_work_products
420     }
421
422     #[inline(always)]
423     pub fn register_dep_node_debug_str<F>(&self, dep_node: DepNode<K>, debug_str_gen: F)
424     where
425         F: FnOnce() -> String,
426     {
427         let dep_node_debug = &self.data.as_ref().unwrap().dep_node_debug;
428
429         if dep_node_debug.borrow().contains_key(&dep_node) {
430             return;
431         }
432         let debug_str = debug_str_gen();
433         dep_node_debug.borrow_mut().insert(dep_node, debug_str);
434     }
435
436     pub fn dep_node_debug_str(&self, dep_node: DepNode<K>) -> Option<String> {
437         self.data.as_ref()?.dep_node_debug.borrow().get(&dep_node).cloned()
438     }
439
440     pub fn edge_deduplication_data(&self) -> Option<(u64, u64)> {
441         if cfg!(debug_assertions) {
442             let current_dep_graph = &self.data.as_ref().unwrap().current;
443
444             Some((
445                 current_dep_graph.total_read_count.load(Relaxed),
446                 current_dep_graph.total_duplicate_read_count.load(Relaxed),
447             ))
448         } else {
449             None
450         }
451     }
452
453     pub fn serialize(&self) -> SerializedDepGraph<K> {
454         let data = self.data.as_ref().unwrap().current.data.lock();
455
456         let fingerprints: IndexVec<SerializedDepNodeIndex, _> =
457             data.iter().map(|d| d.fingerprint).collect();
458         let nodes: IndexVec<SerializedDepNodeIndex, _> = data.iter().map(|d| d.node).collect();
459
460         let total_edge_count: usize = data.iter().map(|d| d.edges.len()).sum();
461
462         let mut edge_list_indices = IndexVec::with_capacity(nodes.len());
463         let mut edge_list_data = Vec::with_capacity(total_edge_count);
464
465         for (current_dep_node_index, edges) in data.iter_enumerated().map(|(i, d)| (i, &d.edges)) {
466             let start = edge_list_data.len() as u32;
467             // This should really just be a memcpy :/
468             edge_list_data.extend(edges.iter().map(|i| SerializedDepNodeIndex::new(i.index())));
469             let end = edge_list_data.len() as u32;
470
471             debug_assert_eq!(current_dep_node_index.index(), edge_list_indices.len());
472             edge_list_indices.push((start, end));
473         }
474
475         debug_assert!(edge_list_data.len() <= u32::MAX as usize);
476         debug_assert_eq!(edge_list_data.len(), total_edge_count);
477
478         SerializedDepGraph { nodes, fingerprints, edge_list_indices, edge_list_data }
479     }
480
481     pub fn node_color(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> Option<DepNodeColor> {
482         if let Some(ref data) = self.data {
483             if let Some(prev_index) = data.previous.node_to_index_opt(dep_node) {
484                 return data.colors.get(prev_index);
485             } else {
486                 // This is a node that did not exist in the previous compilation
487                 // session, so we consider it to be red.
488                 return Some(DepNodeColor::Red);
489             }
490         }
491
492         None
493     }
494
495     /// Try to read a node index for the node dep_node.
496     /// A node will have an index, when it's already been marked green, or when we can mark it
497     /// green. This function will mark the current task as a reader of the specified node, when
498     /// a node index can be found for that node.
499     pub fn try_mark_green_and_read<Ctxt: DepContext<DepKind = K>>(
500         &self,
501         tcx: Ctxt,
502         dep_node: &DepNode<K>,
503     ) -> Option<(SerializedDepNodeIndex, DepNodeIndex)> {
504         self.try_mark_green(tcx, dep_node).map(|(prev_index, dep_node_index)| {
505             debug_assert!(self.is_green(&dep_node));
506             self.read_index(dep_node_index);
507             (prev_index, dep_node_index)
508         })
509     }
510
511     pub fn try_mark_green<Ctxt: DepContext<DepKind = K>>(
512         &self,
513         tcx: Ctxt,
514         dep_node: &DepNode<K>,
515     ) -> Option<(SerializedDepNodeIndex, DepNodeIndex)> {
516         debug_assert!(!dep_node.kind.is_eval_always());
517
518         // Return None if the dep graph is disabled
519         let data = self.data.as_ref()?;
520
521         // Return None if the dep node didn't exist in the previous session
522         let prev_index = data.previous.node_to_index_opt(dep_node)?;
523
524         match data.colors.get(prev_index) {
525             Some(DepNodeColor::Green(dep_node_index)) => Some((prev_index, dep_node_index)),
526             Some(DepNodeColor::Red) => None,
527             None => {
528                 // This DepNode and the corresponding query invocation existed
529                 // in the previous compilation session too, so we can try to
530                 // mark it as green by recursively marking all of its
531                 // dependencies green.
532                 self.try_mark_previous_green(tcx, data, prev_index, &dep_node)
533                     .map(|dep_node_index| (prev_index, dep_node_index))
534             }
535         }
536     }
537
538     /// Try to mark a dep-node which existed in the previous compilation session as green.
539     fn try_mark_previous_green<Ctxt: DepContext<DepKind = K>>(
540         &self,
541         tcx: Ctxt,
542         data: &DepGraphData<K>,
543         prev_dep_node_index: SerializedDepNodeIndex,
544         dep_node: &DepNode<K>,
545     ) -> Option<DepNodeIndex> {
546         debug!("try_mark_previous_green({:?}) - BEGIN", dep_node);
547
548         #[cfg(not(parallel_compiler))]
549         {
550             debug_assert!(
551                 !data
552                     .current
553                     .node_to_node_index
554                     .get_shard_by_value(dep_node)
555                     .lock()
556                     .contains_key(dep_node)
557             );
558             debug_assert!(data.colors.get(prev_dep_node_index).is_none());
559         }
560
561         // We never try to mark eval_always nodes as green
562         debug_assert!(!dep_node.kind.is_eval_always());
563
564         debug_assert_eq!(data.previous.index_to_node(prev_dep_node_index), *dep_node);
565
566         let prev_deps = data.previous.edge_targets_from(prev_dep_node_index);
567
568         let mut current_deps = SmallVec::new();
569
570         for &dep_dep_node_index in prev_deps {
571             let dep_dep_node_color = data.colors.get(dep_dep_node_index);
572
573             match dep_dep_node_color {
574                 Some(DepNodeColor::Green(node_index)) => {
575                     // This dependency has been marked as green before, we are
576                     // still fine and can continue with checking the other
577                     // dependencies.
578                     debug!(
579                         "try_mark_previous_green({:?}) --- found dependency {:?} to \
580                             be immediately green",
581                         dep_node,
582                         data.previous.index_to_node(dep_dep_node_index)
583                     );
584                     current_deps.push(node_index);
585                 }
586                 Some(DepNodeColor::Red) => {
587                     // We found a dependency the value of which has changed
588                     // compared to the previous compilation session. We cannot
589                     // mark the DepNode as green and also don't need to bother
590                     // with checking any of the other dependencies.
591                     debug!(
592                         "try_mark_previous_green({:?}) - END - dependency {:?} was \
593                             immediately red",
594                         dep_node,
595                         data.previous.index_to_node(dep_dep_node_index)
596                     );
597                     return None;
598                 }
599                 None => {
600                     let dep_dep_node = &data.previous.index_to_node(dep_dep_node_index);
601
602                     // We don't know the state of this dependency. If it isn't
603                     // an eval_always node, let's try to mark it green recursively.
604                     if !dep_dep_node.kind.is_eval_always() {
605                         debug!(
606                             "try_mark_previous_green({:?}) --- state of dependency {:?} \
607                                  is unknown, trying to mark it green",
608                             dep_node, dep_dep_node
609                         );
610
611                         let node_index = self.try_mark_previous_green(
612                             tcx,
613                             data,
614                             dep_dep_node_index,
615                             dep_dep_node,
616                         );
617                         if let Some(node_index) = node_index {
618                             debug!(
619                                 "try_mark_previous_green({:?}) --- managed to MARK \
620                                     dependency {:?} as green",
621                                 dep_node, dep_dep_node
622                             );
623                             current_deps.push(node_index);
624                             continue;
625                         }
626                     }
627
628                     // We failed to mark it green, so we try to force the query.
629                     debug!(
630                         "try_mark_previous_green({:?}) --- trying to force \
631                             dependency {:?}",
632                         dep_node, dep_dep_node
633                     );
634                     if tcx.try_force_from_dep_node(dep_dep_node) {
635                         let dep_dep_node_color = data.colors.get(dep_dep_node_index);
636
637                         match dep_dep_node_color {
638                             Some(DepNodeColor::Green(node_index)) => {
639                                 debug!(
640                                     "try_mark_previous_green({:?}) --- managed to \
641                                         FORCE dependency {:?} to green",
642                                     dep_node, dep_dep_node
643                                 );
644                                 current_deps.push(node_index);
645                             }
646                             Some(DepNodeColor::Red) => {
647                                 debug!(
648                                     "try_mark_previous_green({:?}) - END - \
649                                         dependency {:?} was red after forcing",
650                                     dep_node, dep_dep_node
651                                 );
652                                 return None;
653                             }
654                             None => {
655                                 if !tcx.has_errors_or_delayed_span_bugs() {
656                                     panic!(
657                                         "try_mark_previous_green() - Forcing the DepNode \
658                                           should have set its color"
659                                     )
660                                 } else {
661                                     // If the query we just forced has resulted in
662                                     // some kind of compilation error, we cannot rely on
663                                     // the dep-node color having been properly updated.
664                                     // This means that the query system has reached an
665                                     // invalid state. We let the compiler continue (by
666                                     // returning `None`) so it can emit error messages
667                                     // and wind down, but rely on the fact that this
668                                     // invalid state will not be persisted to the
669                                     // incremental compilation cache because of
670                                     // compilation errors being present.
671                                     debug!(
672                                         "try_mark_previous_green({:?}) - END - \
673                                             dependency {:?} resulted in compilation error",
674                                         dep_node, dep_dep_node
675                                     );
676                                     return None;
677                                 }
678                             }
679                         }
680                     } else {
681                         // The DepNode could not be forced.
682                         debug!(
683                             "try_mark_previous_green({:?}) - END - dependency {:?} \
684                                 could not be forced",
685                             dep_node, dep_dep_node
686                         );
687                         return None;
688                     }
689                 }
690             }
691         }
692
693         // If we got here without hitting a `return` that means that all
694         // dependencies of this DepNode could be marked as green. Therefore we
695         // can also mark this DepNode as green.
696
697         // There may be multiple threads trying to mark the same dep node green concurrently
698
699         let dep_node_index = {
700             // Copy the fingerprint from the previous graph,
701             // so we don't have to recompute it
702             let fingerprint = data.previous.fingerprint_by_index(prev_dep_node_index);
703
704             // We allocating an entry for the node in the current dependency graph and
705             // adding all the appropriate edges imported from the previous graph
706             data.current.intern_node(*dep_node, current_deps, fingerprint)
707         };
708
709         // ... emitting any stored diagnostic ...
710
711         // FIXME: Store the fact that a node has diagnostics in a bit in the dep graph somewhere
712         // Maybe store a list on disk and encode this fact in the DepNodeState
713         let diagnostics = tcx.load_diagnostics(prev_dep_node_index);
714
715         #[cfg(not(parallel_compiler))]
716         debug_assert!(
717             data.colors.get(prev_dep_node_index).is_none(),
718             "DepGraph::try_mark_previous_green() - Duplicate DepNodeColor \
719                       insertion for {:?}",
720             dep_node
721         );
722
723         if unlikely!(!diagnostics.is_empty()) {
724             self.emit_diagnostics(tcx, data, dep_node_index, prev_dep_node_index, diagnostics);
725         }
726
727         // ... and finally storing a "Green" entry in the color map.
728         // Multiple threads can all write the same color here
729         data.colors.insert(prev_dep_node_index, DepNodeColor::Green(dep_node_index));
730
731         debug!("try_mark_previous_green({:?}) - END - successfully marked as green", dep_node);
732         Some(dep_node_index)
733     }
734
735     /// Atomically emits some loaded diagnostics.
736     /// This may be called concurrently on multiple threads for the same dep node.
737     #[cold]
738     #[inline(never)]
739     fn emit_diagnostics<Ctxt: DepContext<DepKind = K>>(
740         &self,
741         tcx: Ctxt,
742         data: &DepGraphData<K>,
743         dep_node_index: DepNodeIndex,
744         prev_dep_node_index: SerializedDepNodeIndex,
745         diagnostics: Vec<Diagnostic>,
746     ) {
747         let mut emitting = data.emitting_diagnostics.lock();
748
749         if data.colors.get(prev_dep_node_index) == Some(DepNodeColor::Green(dep_node_index)) {
750             // The node is already green so diagnostics must have been emitted already
751             return;
752         }
753
754         if emitting.insert(dep_node_index) {
755             // We were the first to insert the node in the set so this thread
756             // must emit the diagnostics and signal other potentially waiting
757             // threads after.
758             mem::drop(emitting);
759
760             // Promote the previous diagnostics to the current session.
761             tcx.store_diagnostics(dep_node_index, diagnostics.clone().into());
762
763             let handle = tcx.diagnostic();
764
765             for diagnostic in diagnostics {
766                 handle.emit_diagnostic(&diagnostic);
767             }
768
769             // Mark the node as green now that diagnostics are emitted
770             data.colors.insert(prev_dep_node_index, DepNodeColor::Green(dep_node_index));
771
772             // Remove the node from the set
773             data.emitting_diagnostics.lock().remove(&dep_node_index);
774
775             // Wake up waiters
776             data.emitting_diagnostics_cond_var.notify_all();
777         } else {
778             // We must wait for the other thread to finish emitting the diagnostic
779
780             loop {
781                 data.emitting_diagnostics_cond_var.wait(&mut emitting);
782                 if data.colors.get(prev_dep_node_index) == Some(DepNodeColor::Green(dep_node_index))
783                 {
784                     break;
785                 }
786             }
787         }
788     }
789
790     // Returns true if the given node has been marked as green during the
791     // current compilation session. Used in various assertions
792     pub fn is_green(&self, dep_node: &DepNode<K>) -> bool {
793         self.node_color(dep_node).map(|c| c.is_green()).unwrap_or(false)
794     }
795
796     // This method loads all on-disk cacheable query results into memory, so
797     // they can be written out to the new cache file again. Most query results
798     // will already be in memory but in the case where we marked something as
799     // green but then did not need the value, that value will never have been
800     // loaded from disk.
801     //
802     // This method will only load queries that will end up in the disk cache.
803     // Other queries will not be executed.
804     pub fn exec_cache_promotions<Ctxt: DepContext<DepKind = K>>(&self, tcx: Ctxt) {
805         let _prof_timer = tcx.profiler().generic_activity("incr_comp_query_cache_promotion");
806
807         let data = self.data.as_ref().unwrap();
808         for prev_index in data.colors.values.indices() {
809             match data.colors.get(prev_index) {
810                 Some(DepNodeColor::Green(_)) => {
811                     let dep_node = data.previous.index_to_node(prev_index);
812                     tcx.try_load_from_on_disk_cache(&dep_node);
813                 }
814                 None | Some(DepNodeColor::Red) => {
815                     // We can skip red nodes because a node can only be marked
816                     // as red if the query result was recomputed and thus is
817                     // already in memory.
818                 }
819             }
820         }
821     }
822
823     fn next_virtual_depnode_index(&self) -> DepNodeIndex {
824         let index = self.virtual_dep_node_index.fetch_add(1, Relaxed);
825         DepNodeIndex::from_u32(index)
826     }
827 }
828
829 /// A "work product" is an intermediate result that we save into the
830 /// incremental directory for later re-use. The primary example are
831 /// the object files that we save for each partition at code
832 /// generation time.
833 ///
834 /// Each work product is associated with a dep-node, representing the
835 /// process that produced the work-product. If that dep-node is found
836 /// to be dirty when we load up, then we will delete the work-product
837 /// at load time. If the work-product is found to be clean, then we
838 /// will keep a record in the `previous_work_products` list.
839 ///
840 /// In addition, work products have an associated hash. This hash is
841 /// an extra hash that can be used to decide if the work-product from
842 /// a previous compilation can be re-used (in addition to the dirty
843 /// edges check).
844 ///
845 /// As the primary example, consider the object files we generate for
846 /// each partition. In the first run, we create partitions based on
847 /// the symbols that need to be compiled. For each partition P, we
848 /// hash the symbols in P and create a `WorkProduct` record associated
849 /// with `DepNode::CodegenUnit(P)`; the hash is the set of symbols
850 /// in P.
851 ///
852 /// The next time we compile, if the `DepNode::CodegenUnit(P)` is
853 /// judged to be clean (which means none of the things we read to
854 /// generate the partition were found to be dirty), it will be loaded
855 /// into previous work products. We will then regenerate the set of
856 /// symbols in the partition P and hash them (note that new symbols
857 /// may be added -- for example, new monomorphizations -- even if
858 /// nothing in P changed!). We will compare that hash against the
859 /// previous hash. If it matches up, we can reuse the object file.
860 #[derive(Clone, Debug, Encodable, Decodable)]
861 pub struct WorkProduct {
862     pub cgu_name: String,
863     /// Saved file associated with this CGU.
864     pub saved_file: Option<String>,
865 }
866
867 #[derive(Clone)]
868 struct DepNodeData<K> {
869     node: DepNode<K>,
870     edges: EdgesVec,
871     fingerprint: Fingerprint,
872 }
873
874 /// `CurrentDepGraph` stores the dependency graph for the current session.
875 /// It will be populated as we run queries or tasks.
876 ///
877 /// The nodes in it are identified by an index (`DepNodeIndex`).
878 /// The data for each node is stored in its `DepNodeData`, found in the `data` field.
879 ///
880 /// We never remove nodes from the graph: they are only added.
881 ///
882 /// This struct uses two locks internally. The `data` and `node_to_node_index` fields are
883 /// locked separately. Operations that take a `DepNodeIndex` typically just access
884 /// the data field.
885 ///
886 /// The only operation that must manipulate both locks is adding new nodes, in which case
887 /// we first acquire the `node_to_node_index` lock and then, once a new node is to be inserted,
888 /// acquire the lock on `data.`
889 pub(super) struct CurrentDepGraph<K> {
890     data: Lock<IndexVec<DepNodeIndex, DepNodeData<K>>>,
891     node_to_node_index: Sharded<FxHashMap<DepNode<K>, DepNodeIndex>>,
892
893     /// Used to trap when a specific edge is added to the graph.
894     /// This is used for debug purposes and is only active with `debug_assertions`.
895     #[allow(dead_code)]
896     forbidden_edge: Option<EdgeFilter>,
897
898     /// Anonymous `DepNode`s are nodes whose IDs we compute from the list of
899     /// their edges. This has the beneficial side-effect that multiple anonymous
900     /// nodes can be coalesced into one without changing the semantics of the
901     /// dependency graph. However, the merging of nodes can lead to a subtle
902     /// problem during red-green marking: The color of an anonymous node from
903     /// the current session might "shadow" the color of the node with the same
904     /// ID from the previous session. In order to side-step this problem, we make
905     /// sure that anonymous `NodeId`s allocated in different sessions don't overlap.
906     /// This is implemented by mixing a session-key into the ID fingerprint of
907     /// each anon node. The session-key is just a random number generated when
908     /// the `DepGraph` is created.
909     anon_id_seed: Fingerprint,
910
911     /// These are simple counters that are for profiling and
912     /// debugging and only active with `debug_assertions`.
913     total_read_count: AtomicU64,
914     total_duplicate_read_count: AtomicU64,
915 }
916
917 impl<K: DepKind> CurrentDepGraph<K> {
918     fn new(prev_graph_node_count: usize) -> CurrentDepGraph<K> {
919         use std::time::{SystemTime, UNIX_EPOCH};
920
921         let duration = SystemTime::now().duration_since(UNIX_EPOCH).unwrap();
922         let nanos = duration.as_secs() * 1_000_000_000 + duration.subsec_nanos() as u64;
923         let mut stable_hasher = StableHasher::new();
924         nanos.hash(&mut stable_hasher);
925
926         let forbidden_edge = if cfg!(debug_assertions) {
927             match env::var("RUST_FORBID_DEP_GRAPH_EDGE") {
928                 Ok(s) => match EdgeFilter::new(&s) {
929                     Ok(f) => Some(f),
930                     Err(err) => panic!("RUST_FORBID_DEP_GRAPH_EDGE invalid: {}", err),
931                 },
932                 Err(_) => None,
933             }
934         } else {
935             None
936         };
937
938         // Pre-allocate the dep node structures. We over-allocate a little so
939         // that we hopefully don't have to re-allocate during this compilation
940         // session. The over-allocation is 2% plus a small constant to account
941         // for the fact that in very small crates 2% might not be enough.
942         let new_node_count_estimate = (prev_graph_node_count * 102) / 100 + 200;
943
944         CurrentDepGraph {
945             data: Lock::new(IndexVec::with_capacity(new_node_count_estimate)),
946             node_to_node_index: Sharded::new(|| {
947                 FxHashMap::with_capacity_and_hasher(
948                     new_node_count_estimate / sharded::SHARDS,
949                     Default::default(),
950                 )
951             }),
952             anon_id_seed: stable_hasher.finish(),
953             forbidden_edge,
954             total_read_count: AtomicU64::new(0),
955             total_duplicate_read_count: AtomicU64::new(0),
956         }
957     }
958
959     fn complete_task(
960         &self,
961         node: DepNode<K>,
962         task_deps: TaskDeps<K>,
963         fingerprint: Fingerprint,
964     ) -> DepNodeIndex {
965         self.alloc_node(node, task_deps.reads, fingerprint)
966     }
967
968     fn complete_anon_task(&self, kind: K, task_deps: TaskDeps<K>) -> DepNodeIndex {
969         debug_assert!(!kind.is_eval_always());
970
971         let mut hasher = StableHasher::new();
972
973         // The dep node indices are hashed here instead of hashing the dep nodes of the
974         // dependencies. These indices may refer to different nodes per session, but this isn't
975         // a problem here because we that ensure the final dep node hash is per session only by
976         // combining it with the per session random number `anon_id_seed`. This hash only need
977         // to map the dependencies to a single value on a per session basis.
978         task_deps.reads.hash(&mut hasher);
979
980         let target_dep_node = DepNode {
981             kind,
982
983             // Fingerprint::combine() is faster than sending Fingerprint
984             // through the StableHasher (at least as long as StableHasher
985             // is so slow).
986             hash: self.anon_id_seed.combine(hasher.finish()),
987         };
988
989         self.intern_node(target_dep_node, task_deps.reads, Fingerprint::ZERO)
990     }
991
992     fn alloc_node(
993         &self,
994         dep_node: DepNode<K>,
995         edges: EdgesVec,
996         fingerprint: Fingerprint,
997     ) -> DepNodeIndex {
998         debug_assert!(
999             !self.node_to_node_index.get_shard_by_value(&dep_node).lock().contains_key(&dep_node)
1000         );
1001         self.intern_node(dep_node, edges, fingerprint)
1002     }
1003
1004     fn intern_node(
1005         &self,
1006         dep_node: DepNode<K>,
1007         edges: EdgesVec,
1008         fingerprint: Fingerprint,
1009     ) -> DepNodeIndex {
1010         match self.node_to_node_index.get_shard_by_value(&dep_node).lock().entry(dep_node) {
1011             Entry::Occupied(entry) => *entry.get(),
1012             Entry::Vacant(entry) => {
1013                 let mut data = self.data.lock();
1014                 let dep_node_index = DepNodeIndex::new(data.len());
1015                 data.push(DepNodeData { node: dep_node, edges, fingerprint });
1016                 entry.insert(dep_node_index);
1017                 dep_node_index
1018             }
1019         }
1020     }
1021 }
1022
1023 impl<K: DepKind> DepGraphData<K> {
1024     #[inline(never)]
1025     fn read_index(&self, source: DepNodeIndex) {
1026         K::read_deps(|task_deps| {
1027             if let Some(task_deps) = task_deps {
1028                 let mut task_deps = task_deps.lock();
1029                 let task_deps = &mut *task_deps;
1030                 if cfg!(debug_assertions) {
1031                     self.current.total_read_count.fetch_add(1, Relaxed);
1032                 }
1033
1034                 // As long as we only have a low number of reads we can avoid doing a hash
1035                 // insert and potentially allocating/reallocating the hashmap
1036                 let new_read = if task_deps.reads.len() < TASK_DEPS_READS_CAP {
1037                     task_deps.reads.iter().all(|other| *other != source)
1038                 } else {
1039                     task_deps.read_set.insert(source)
1040                 };
1041                 if new_read {
1042                     task_deps.reads.push(source);
1043                     if task_deps.reads.len() == TASK_DEPS_READS_CAP {
1044                         // Fill `read_set` with what we have so far so we can use the hashset next
1045                         // time
1046                         task_deps.read_set.extend(task_deps.reads.iter().copied());
1047                     }
1048
1049                     #[cfg(debug_assertions)]
1050                     {
1051                         if let Some(target) = task_deps.node {
1052                             let data = self.current.data.lock();
1053                             if let Some(ref forbidden_edge) = self.current.forbidden_edge {
1054                                 let source = data[source].node;
1055                                 if forbidden_edge.test(&source, &target) {
1056                                     panic!("forbidden edge {:?} -> {:?} created", source, target)
1057                                 }
1058                             }
1059                         }
1060                     }
1061                 } else if cfg!(debug_assertions) {
1062                     self.current.total_duplicate_read_count.fetch_add(1, Relaxed);
1063                 }
1064             }
1065         })
1066     }
1067 }
1068
1069 /// The capacity of the `reads` field `SmallVec`
1070 const TASK_DEPS_READS_CAP: usize = 8;
1071 type EdgesVec = SmallVec<[DepNodeIndex; TASK_DEPS_READS_CAP]>;
1072
1073 pub struct TaskDeps<K> {
1074     #[cfg(debug_assertions)]
1075     node: Option<DepNode<K>>,
1076     reads: EdgesVec,
1077     read_set: FxHashSet<DepNodeIndex>,
1078     phantom_data: PhantomData<DepNode<K>>,
1079 }
1080
1081 impl<K> Default for TaskDeps<K> {
1082     fn default() -> Self {
1083         Self {
1084             #[cfg(debug_assertions)]
1085             node: None,
1086             reads: EdgesVec::new(),
1087             read_set: FxHashSet::default(),
1088             phantom_data: PhantomData,
1089         }
1090     }
1091 }
1092
1093 // A data structure that stores Option<DepNodeColor> values as a contiguous
1094 // array, using one u32 per entry.
1095 struct DepNodeColorMap {
1096     values: IndexVec<SerializedDepNodeIndex, AtomicU32>,
1097 }
1098
1099 const COMPRESSED_NONE: u32 = 0;
1100 const COMPRESSED_RED: u32 = 1;
1101 const COMPRESSED_FIRST_GREEN: u32 = 2;
1102
1103 impl DepNodeColorMap {
1104     fn new(size: usize) -> DepNodeColorMap {
1105         DepNodeColorMap { values: (0..size).map(|_| AtomicU32::new(COMPRESSED_NONE)).collect() }
1106     }
1107
1108     #[inline]
1109     fn get(&self, index: SerializedDepNodeIndex) -> Option<DepNodeColor> {
1110         match self.values[index].load(Ordering::Acquire) {
1111             COMPRESSED_NONE => None,
1112             COMPRESSED_RED => Some(DepNodeColor::Red),
1113             value => {
1114                 Some(DepNodeColor::Green(DepNodeIndex::from_u32(value - COMPRESSED_FIRST_GREEN)))
1115             }
1116         }
1117     }
1118
1119     fn insert(&self, index: SerializedDepNodeIndex, color: DepNodeColor) {
1120         self.values[index].store(
1121             match color {
1122                 DepNodeColor::Red => COMPRESSED_RED,
1123                 DepNodeColor::Green(index) => index.as_u32() + COMPRESSED_FIRST_GREEN,
1124             },
1125             Ordering::Release,
1126         )
1127     }
1128 }