听GPT 讲Rust源代码--compiler(35)-优快云博客

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File: rust/compiler/rustc_middle/src/query/on_disk_cache.rs

首先，on_disk_cache.rs文件位于Rust编译器的compiler/rustc_middle/src/query目录下，其作用是实现Rust编译器的磁盘缓存功能。

以下是对每个结构体的详细介绍：

OnDiskCache<'sess>：这是一个代表磁盘缓存的结构体。它存储了编译器会话('sess)的上下文信息，并提供了方法来读取和写入编译器的查询结果。
Footer：这个结构体表示的是磁盘缓存文件的尾部。尾部保存了各种用于查询的索引和元信息，用于加速缓存的查询操作。
SourceFileIndex(u32)：这个结构体存储了源文件的索引信息，它使用一个无符号32位整数来表示一个源文件。它在缓存中被用来查找和读取源文件的内容。
AbsoluteBytePos(u64)：这个结构体表示绝对字节位置，使用一个无符号64位整数来表示。它用于定位源文件中的具体字节位置，例如用于跟踪错误消息的位置信息。
EncodedSourceFileId：这个结构体是源文件的唯一标识符，用于在缓存中快速定位和读取源文件的内容。它由编译器生成，并与源文件关联。
CacheDecoder<'a>和CacheEncoder<'a>：这两个结构体分别用于解码和编码缓存的查询结果。编译器会使用这两个结构体来将查询结果保存到磁盘缓存中，以及从缓存中读取查询结果。

总体来说，这些结构体的作用是实现Rust编译器的磁盘缓存功能，用于加速查询操作并提高编译器的性能。

File: rust/compiler/rustc_middle/src/query/keys.rs

rust/compiler/rustc_middle/src/query/keys.rs文件是Rust编译器中间件的查询键定义文件。它的主要作用是为查询系统提供键类型，以用于标识并索引编译器中的各种查询。

在该文件中，有几个关键的结构体定义，其中包括：

LocalCrate：表示代码所在的本地crate。这个结构体用于表示当前编译器中正在编译的crate，它与其他crate之间的关系通过其所在的CrateId来标识。
Key：是查询系统中键类型的Trait。所有的键类型都必须实现这个Trait，并提供一个与其他键类型区分的标识。
AsLocalKey：是一个Trait，用于将查询键与LocalCrate结构体相关联。它提供了一种方式来将其他键类型转换为与LocalCrate结构体相关的键类型，以便在查询系统中使用。

通过这些结构体定义，文件中的Trait提供了一种机制来创建并操作不同类型的查询键。这些Trait包括：

Key：作为查询键类型必须实现的Trait。它定义了查询键的行为，包括如何计算键的哈希值、与其他键比较等。
AsLocalKey：用于将其他类型的键转换为与LocalCrate结构体相关联的键。它提供了一个方法来获取与特定LocalCrate结构体相关联的键，以便在查询系统中使用。

总的来说，rust/compiler/rustc_middle/src/query/keys.rs文件定义了编译器中间件查询系统中各种键类型的结构体和Trait，以及如何将它们与LocalCrate结构体关联起来。这些键类型和Trait提供了查询系统中键的创建、哈希计算和比较等操作的接口。

File: rust/compiler/rustc_middle/src/query/erase.rs

在Rust的编译器源代码中，rust/compiler/rustc_middle/src/query/erase.rs文件的作用是处理类型擦除相关的功能。具体来说，它定义了一些用于在编译器内部进行类型擦除的数据结构和trait。

Erased<T> 结构体：它是一个泛型结构体，表示一个已经擦除类型的值。在编译器内部，为了提高性能或者隐藏具体的泛型细节，可以使用 Erased<T> 结构体来存储已经擦除类型的值。
EraseType trait：它是一个trait，用于实现类型擦除的相关功能。具体来说，它定义了 erase 方法，该方法接收一个具体的类型并返回相应的 Erased<T> 值。这样，可以使用 erase 方法将具体的类型转换为擦除类型。

除了上述的 Erased<T> 结构体和 EraseType trait，还定义了一些其他相关的类型和trait，例如 EraseRegion、InferCtxtBuilder、EraseValueType 等等。这些类型和trait的具体作用是处理类型擦除过程中的不同场景和要求。通过实现这些类型和trait，可以在编译器内部进行类型擦除的相关操作。

总而言之，rust/compiler/rustc_middle/src/query/erase.rs文件在Rust编译器中负责处理类型擦除相关的功能，定义了一些用于类型擦除的数据结构和trait，以及处理类型擦除过程中的不同场景和要求。这些功能对于提高语言的性能和隐藏泛型细节等方面都有重要作用。

File: rust/compiler/rustc_middle/src/query/mod.rs

在Rust源代码中，rust/compiler/rustc_middle/src/query/mod.rs文件的作用是实现Rust编译器的查询系统。

查询系统是Rust编译器的一个核心组件，它负责处理并缓存编译器中的各种查询操作（例如类型检查、trait解析、名称解析等）。查询系统的主要目的是提高编译性能，避免重复计算和冗余工作。

具体来说，rust/compiler/rustc_middle/src/query/mod.rs文件定义了一系列与查询相关的trait、结构体和函数。其中一些重要的trait和它们的作用如下：

QueryDescription: 查询操作的描述符，包括查询的输入参数和输出类型等信息。它提供了查询系统用于识别和区分不同查询的方式。
QueryAccessors: 查询访问器，定义了访问查询的输入和输出的方式。它通过一系列的query_accessors!宏来生成相关的访问函数。
DependentQueries: 依赖查询，表示一个查询可能依赖于其他查询的结果。它定义了如何获取和处理查询所依赖的其他查询的结果。
EvaluationContext: 评估上下文，提供了一个包含各种查询的缓存和相关方法的上下文环境。它用于存储和管理编译器中的查询结果。

这些trait一起提供了查询系统的核心功能，使得Rust编译器能够高效地执行各种查询操作，并且可以通过缓存和复用结果来减少不必要的计算。

除了上述的trait之外，文件中还定义了其他与查询相关的结构体、枚举和函数，用于支持查询系统的实现。

总之，rust/compiler/rustc_middle/src/query/mod.rs文件实现了Rust编译器的查询系统，它是编译器的一个关键组件，用于处理和管理各种查询操作，提高编译性能。

File: rust/compiler/rustc_middle/src/query/plumbing.rs

文件rust/compiler/rustc_middle/src/query/plumbing.rs是Rust编译器中查询系统的核心实现。这个文件包含了一些关键的结构体和trait，用于支持编译器的查询功能。让我们逐一介绍这些结构体和trait的作用。

QueryKeyStringCache：这个结构体是一个缓存，用于存储查询键（Query Key）和对应字符串表示之间的映射关系。查询键是一个类型与参数的组合，用于唯一标识一个查询。这个缓存可以提高查询键的查找效率。
DynamicQuery<'tcx>: 这个结构体是一个动态查询，用于存储查询的信息，包括查询键、输入参数、返回值等。这个结构体是查询系统的重要组成部分，用于执行具体的查询。
QuerySystemFns<'tcx>: 这个结构体定义了一组函数指针，用于执行查询系统中的各种操作。这些函数包括创建查询键、执行查询、检查查询依赖等。
QuerySystem<'tcx>: 这个结构体是查询系统的核心实现，包含了查询键缓存、查询缓存等重要的数据结构和算法。它提供了对查询的高效管理和执行。
TyCtxtAt<'tcx>: 这个结构体是一个Rust类型上下文的封装，用于传递给查询的执行环境和上下文信息。
TyCtxtEnsure<'tcx>: 这个trait定义了一个方法，用于确保在给定的查询环境中存在特定的类型上下文。它是查询系统中的一部分，用于提供类型上下文的创建和管理。
TyCtxtEnsureWithValue<'tcx>: 这个trait是TyCtxtEnsure<'tcx>的扩展，它在确保类型上下文的同时，还可以传递额外的参数值。
QueryArenas<'tcx>: 这个结构体定义了查询系统使用的内存分配器，用于管理中间结果的内存。
QueryCaches<'tcx>: 这个结构体定义了查询缓存，用于存储已经计算过的查询结果。它是查询系统的重要组成部分，可以避免重复计算和提高查询的执行效率。
DynamicQueries<'tcx>: 这个结构体用于存储动态查询的实例，包括查询键和查询函数。它是查询系统中的一部分，用于支持动态查询的创建和管理。
QueryStates<'tcx>: 这个结构体定义了查询状态，包括查询正在进行中、查询完成等。它是查询系统的一部分，用于跟踪查询的执行状态。
Providers: 这个trait定义了一组提供者，用于为特定类型的查询提供执行函数和其他支持的功能。
ExternProviders: 这个trait是Providers的扩展，用于为外部提供者提供支持。外部提供者可以是插件或其他模块提供的功能。
QueryEngine: 这个trait定义了查询引擎的功能，包括创建查询、执行查询等。它是查询系统的核心组件。
CyclePlaceholder(pub): 这个结构体是一个占位符，用于表示循环依赖中的查询。
IntoQueryParam

: 这个trait定义了一个方法，用于将特定类型的参数转换为查询参数。它是查询系统中的一部分，用于支持参数的转换和传递。

这些结构体和trait共同构成了Rust编译器的查询系统，提供了高效的查询功能和查询结果的管理。它们通过使用缓存、定义查询键和执行查询函数等方式，实现了查询的高速执行和结果的重用。

File: rust/compiler/rustc_middle/src/dep_graph/dep_node.rs

dep_node.rs文件是Rust编译器中依赖节点系统的实现，它定义了与编译器中的依赖关系跟踪和增量编译相关的数据结构和函数。

具体来说，dep_node.rs文件定义了DepNode及其关联类型DepKind、DepContext和DepNodeIndex。DepNode是编译器中的一个节点，代表一种特定的依赖关系，例如编译某个源文件、实例化某个泛型等。DepNodeKind是一个枚举类型，定义了不同DepNode的种类。

DepNodeExt trait是一个扩展trait，会给DepNode添加一些额外的方法。其中的方法包括创建DepNode的方法，获取关联数据的方法等。

DepKind enum定义了不同的DepNode种类。它是DepNode的关联类型之一。DepKind由一系列的Var和Marker组成，每个Var和Marker分别表示一种不同的DepNode的种类。

具体来说，Var表示一种DepNode的类别，如：Hir、Ty、Ast、Mir等。每个Var都定义了一种DepNode的种类。而Marker是用于标记在同一种DepNode种类中，不同的Dependency的标记。例如，Ast类型中的Marker通过使用Hashbrown库提供的CreateMarker trait来创建新的Marker。

在编译过程中，Rust中的DepNode系统对程序的修改进行跟踪，只重新编译需要更新的部分，从而提高编译效率。dep_node.rs文件中的代码实现了这一系统的核心逻辑，包括创建和管理DepNode及其关联数据的功能。

File: rust/compiler/rustc_middle/src/dep_graph/mod.rs

在Rust源代码中，rustc_middle/src/dep_graph/mod.rs文件的作用是定义了Rust编译器的依赖图功能。依赖图是一种数据结构，用于跟踪Rust编译器的各个阶段之间的依赖关系，以及对编译器缓存的利用。

首先，在Rust编译过程中，有多个阶段，每个阶段都可能依赖于其他阶段生成的数据。为了避免重复编译和提高编译速度，Rust编译器使用依赖图来确定哪些阶段需要重新执行以及哪些可以复用之前的结果。

dep_graph/mod.rs中的主要结构是DepGraph和DepNode。DepGraph是整个依赖图的核心，它存储了编译器执行过程中的所有节点和它们之间的依赖关系。DepNode表示编译器执行过程中的一个节点，例如编译某个模块、生成某个项的IR等。每个DepNode都有一个唯一的DepNodeIndex，用于标识自己在依赖图中的位置。

通过定义这些结构，dep_graph/mod.rs提供了依赖图的基本操作，包括添加节点、查询节点是否需要重新编译、标记节点为过期状态以及清除节点等功能。此外，它还提供了一些辅助函数，用于处理依赖节点之间的关系，比如检查节点间的依赖关系、获取节点的子节点和父节点等。

依赖图的具体用途包括：