]> git.proxmox.com Git - rustc.git/blobdiff - vendor/rustc-ap-rustc_data_structures/src/transitive_relation.rs
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[rustc.git] / vendor / rustc-ap-rustc_data_structures / src / transitive_relation.rs
diff --git a/vendor/rustc-ap-rustc_data_structures/src/transitive_relation.rs b/vendor/rustc-ap-rustc_data_structures/src/transitive_relation.rs
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2e1512b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,402 @@
+use crate::fx::FxIndexSet;
+use crate::sync::Lock;
+use rustc_index::bit_set::BitMatrix;
+use std::fmt::Debug;
+use std::hash::Hash;
+use std::mem;
+
+#[cfg(test)]
+mod tests;
+
+#[derive(Clone, Debug)]
+pub struct TransitiveRelation<T: Eq + Hash> {
+    // List of elements. This is used to map from a T to a usize.
+    elements: FxIndexSet<T>,
+
+    // List of base edges in the graph. Require to compute transitive
+    // closure.
+    edges: Vec<Edge>,
+
+    // This is a cached transitive closure derived from the edges.
+    // Currently, we build it lazily and just throw out any existing
+    // copy whenever a new edge is added. (The Lock is to permit
+    // the lazy computation.) This is kind of silly, except for the
+    // fact its size is tied to `self.elements.len()`, so I wanted to
+    // wait before building it up to avoid reallocating as new edges
+    // are added with new elements. Perhaps better would be to ask the
+    // user for a batch of edges to minimize this effect, but I
+    // already wrote the code this way. :P -nmatsakis
+    closure: Lock<Option<BitMatrix<usize, usize>>>,
+}
+
+// HACK(eddyb) manual impl avoids `Default` bound on `T`.
+impl<T: Eq + Hash> Default for TransitiveRelation<T> {
+    fn default() -> Self {
+        TransitiveRelation {
+            elements: Default::default(),
+            edges: Default::default(),
+            closure: Default::default(),
+        }
+    }
+}
+
+#[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Debug)]
+struct Index(usize);
+
+#[derive(Clone, PartialEq, Eq, Debug)]
+struct Edge {
+    source: Index,
+    target: Index,
+}
+
+impl<T: Clone + Debug + Eq + Hash> TransitiveRelation<T> {
+    pub fn is_empty(&self) -> bool {
+        self.edges.is_empty()
+    }
+
+    pub fn elements(&self) -> impl Iterator<Item = &T> {
+        self.elements.iter()
+    }
+
+    fn index(&self, a: &T) -> Option<Index> {
+        self.elements.get_index_of(a).map(Index)
+    }
+
+    fn add_index(&mut self, a: T) -> Index {
+        let (index, added) = self.elements.insert_full(a);
+        if added {
+            // if we changed the dimensions, clear the cache
+            *self.closure.get_mut() = None;
+        }
+        Index(index)
+    }
+
+    /// Applies the (partial) function to each edge and returns a new
+    /// relation. If `f` returns `None` for any end-point, returns
+    /// `None`.
+    pub fn maybe_map<F, U>(&self, mut f: F) -> Option<TransitiveRelation<U>>
+    where
+        F: FnMut(&T) -> Option<U>,
+        U: Clone + Debug + Eq + Hash + Clone,
+    {
+        let mut result = TransitiveRelation::default();
+        for edge in &self.edges {
+            result.add(f(&self.elements[edge.source.0])?, f(&self.elements[edge.target.0])?);
+        }
+        Some(result)
+    }
+
+    /// Indicate that `a < b` (where `<` is this relation)
+    pub fn add(&mut self, a: T, b: T) {
+        let a = self.add_index(a);
+        let b = self.add_index(b);
+        let edge = Edge { source: a, target: b };
+        if !self.edges.contains(&edge) {
+            self.edges.push(edge);
+
+            // added an edge, clear the cache
+            *self.closure.get_mut() = None;
+        }
+    }
+
+    /// Checks whether `a < target` (transitively)
+    pub fn contains(&self, a: &T, b: &T) -> bool {
+        match (self.index(a), self.index(b)) {
+            (Some(a), Some(b)) => self.with_closure(|closure| closure.contains(a.0, b.0)),
+            (None, _) | (_, None) => false,
+        }
+    }
+
+    /// Thinking of `x R y` as an edge `x -> y` in a graph, this
+    /// returns all things reachable from `a`.
+    ///
+    /// Really this probably ought to be `impl Iterator<Item = &T>`, but
+    /// I'm too lazy to make that work, and -- given the caching
+    /// strategy -- it'd be a touch tricky anyhow.
+    pub fn reachable_from(&self, a: &T) -> Vec<&T> {
+        match self.index(a) {
+            Some(a) => {
+                self.with_closure(|closure| closure.iter(a.0).map(|i| &self.elements[i]).collect())
+            }
+            None => vec![],
+        }
+    }
+
+    /// Picks what I am referring to as the "postdominating"
+    /// upper-bound for `a` and `b`. This is usually the least upper
+    /// bound, but in cases where there is no single least upper
+    /// bound, it is the "mutual immediate postdominator", if you
+    /// imagine a graph where `a < b` means `a -> b`.
+    ///
+    /// This function is needed because region inference currently
+    /// requires that we produce a single "UB", and there is no best
+    /// choice for the LUB. Rather than pick arbitrarily, I pick a
+    /// less good, but predictable choice. This should help ensure
+    /// that region inference yields predictable results (though it
+    /// itself is not fully sufficient).
+    ///
+    /// Examples are probably clearer than any prose I could write
+    /// (there are corresponding tests below, btw). In each case,
+    /// the query is `postdom_upper_bound(a, b)`:
+    ///
+    /// ```text
+    /// // Returns Some(x), which is also LUB.
+    /// a -> a1 -> x
+    ///            ^
+    ///            |
+    /// b -> b1 ---+
+    ///
+    /// // Returns `Some(x)`, which is not LUB (there is none)
+    /// // diagonal edges run left-to-right.
+    /// a -> a1 -> x
+    ///   \/       ^
+    ///   /\       |
+    /// b -> b1 ---+
+    ///
+    /// // Returns `None`.
+    /// a -> a1
+    /// b -> b1
+    /// ```
+    pub fn postdom_upper_bound(&self, a: &T, b: &T) -> Option<&T> {
+        let mubs = self.minimal_upper_bounds(a, b);
+        self.mutual_immediate_postdominator(mubs)
+    }
+
+    /// Viewing the relation as a graph, computes the "mutual
+    /// immediate postdominator" of a set of points (if one
+    /// exists). See `postdom_upper_bound` for details.
+    pub fn mutual_immediate_postdominator<'a>(&'a self, mut mubs: Vec<&'a T>) -> Option<&'a T> {
+        loop {
+            match mubs.len() {
+                0 => return None,
+                1 => return Some(mubs[0]),
+                _ => {
+                    let m = mubs.pop().unwrap();
+                    let n = mubs.pop().unwrap();
+                    mubs.extend(self.minimal_upper_bounds(n, m));
+                }
+            }
+        }
+    }
+
+    /// Returns the set of bounds `X` such that:
+    ///
+    /// - `a < X` and `b < X`
+    /// - there is no `Y != X` such that `a < Y` and `Y < X`
+    ///   - except for the case where `X < a` (i.e., a strongly connected
+    ///     component in the graph). In that case, the smallest
+    ///     representative of the SCC is returned (as determined by the
+    ///     internal indices).
+    ///
+    /// Note that this set can, in principle, have any size.
+    pub fn minimal_upper_bounds(&self, a: &T, b: &T) -> Vec<&T> {
+        let (mut a, mut b) = match (self.index(a), self.index(b)) {
+            (Some(a), Some(b)) => (a, b),
+            (None, _) | (_, None) => {
+                return vec![];
+            }
+        };
+
+        // in some cases, there are some arbitrary choices to be made;
+        // it doesn't really matter what we pick, as long as we pick
+        // the same thing consistently when queried, so ensure that
+        // (a, b) are in a consistent relative order
+        if a > b {
+            mem::swap(&mut a, &mut b);
+        }
+
+        let lub_indices = self.with_closure(|closure| {
+            // Easy case is when either a < b or b < a:
+            if closure.contains(a.0, b.0) {
+                return vec![b.0];
+            }
+            if closure.contains(b.0, a.0) {
+                return vec![a.0];
+            }
+
+            // Otherwise, the tricky part is that there may be some c
+            // where a < c and b < c. In fact, there may be many such
+            // values. So here is what we do:
+            //
+            // 1. Find the vector `[X | a < X && b < X]` of all values
+            //    `X` where `a < X` and `b < X`.  In terms of the
+            //    graph, this means all values reachable from both `a`
+            //    and `b`. Note that this vector is also a set, but we
+            //    use the term vector because the order matters
+            //    to the steps below.
+            //    - This vector contains upper bounds, but they are
+            //      not minimal upper bounds. So you may have e.g.
+            //      `[x, y, tcx, z]` where `x < tcx` and `y < tcx` and
+            //      `z < x` and `z < y`:
+            //
+            //           z --+---> x ----+----> tcx
+            //               |           |
+            //               |           |
+            //               +---> y ----+
+            //
+            //      In this case, we really want to return just `[z]`.
+            //      The following steps below achieve this by gradually
+            //      reducing the list.
+            // 2. Pare down the vector using `pare_down`. This will
+            //    remove elements from the vector that can be reached
+            //    by an earlier element.
+            //    - In the example above, this would convert `[x, y,
+            //      tcx, z]` to `[x, y, z]`. Note that `x` and `y` are
+            //      still in the vector; this is because while `z < x`
+            //      (and `z < y`) holds, `z` comes after them in the
+            //      vector.
+            // 3. Reverse the vector and repeat the pare down process.
+            //    - In the example above, we would reverse to
+            //      `[z, y, x]` and then pare down to `[z]`.
+            // 4. Reverse once more just so that we yield a vector in
+            //    increasing order of index. Not necessary, but why not.
+            //
+            // I believe this algorithm yields a minimal set. The
+            // argument is that, after step 2, we know that no element
+            // can reach its successors (in the vector, not the graph).
+            // After step 3, we know that no element can reach any of
+            // its predecessors (because of step 2) nor successors
+            // (because we just called `pare_down`)
+            //
+            // This same algorithm is used in `parents` below.
+
+            let mut candidates = closure.intersect_rows(a.0, b.0); // (1)
+            pare_down(&mut candidates, closure); // (2)
+            candidates.reverse(); // (3a)
+            pare_down(&mut candidates, closure); // (3b)
+            candidates
+        });
+
+        lub_indices
+            .into_iter()
+            .rev() // (4)
+            .map(|i| &self.elements[i])
+            .collect()
+    }
+
+    /// Given an element A, returns the maximal set {B} of elements B
+    /// such that
+    ///
+    /// - A != B
+    /// - A R B is true
+    /// - for each i, j: `B[i]` R `B[j]` does not hold
+    ///
+    /// The intuition is that this moves "one step up" through a lattice
+    /// (where the relation is encoding the `<=` relation for the lattice).
+    /// So e.g., if the relation is `->` and we have
+    ///
+    /// ```
+    /// a -> b -> d -> f
+    /// |              ^
+    /// +--> c -> e ---+
+    /// ```
+    ///
+    /// then `parents(a)` returns `[b, c]`. The `postdom_parent` function
+    /// would further reduce this to just `f`.
+    pub fn parents(&self, a: &T) -> Vec<&T> {
+        let a = match self.index(a) {
+            Some(a) => a,
+            None => return vec![],
+        };
+
+        // Steal the algorithm for `minimal_upper_bounds` above, but
+        // with a slight tweak. In the case where `a R a`, we remove
+        // that from the set of candidates.
+        let ancestors = self.with_closure(|closure| {
+            let mut ancestors = closure.intersect_rows(a.0, a.0);
+
+            // Remove anything that can reach `a`. If this is a
+            // reflexive relation, this will include `a` itself.
+            ancestors.retain(|&e| !closure.contains(e, a.0));
+
+            pare_down(&mut ancestors, closure); // (2)
+            ancestors.reverse(); // (3a)
+            pare_down(&mut ancestors, closure); // (3b)
+            ancestors
+        });
+
+        ancestors
+            .into_iter()
+            .rev() // (4)
+            .map(|i| &self.elements[i])
+            .collect()
+    }
+
+    /// A "best" parent in some sense. See `parents` and
+    /// `postdom_upper_bound` for more details.
+    pub fn postdom_parent(&self, a: &T) -> Option<&T> {
+        self.mutual_immediate_postdominator(self.parents(a))
+    }
+
+    fn with_closure<OP, R>(&self, op: OP) -> R
+    where
+        OP: FnOnce(&BitMatrix<usize, usize>) -> R,
+    {
+        let mut closure_cell = self.closure.borrow_mut();
+        let mut closure = closure_cell.take();
+        if closure.is_none() {
+            closure = Some(self.compute_closure());
+        }
+        let result = op(closure.as_ref().unwrap());
+        *closure_cell = closure;
+        result
+    }
+
+    fn compute_closure(&self) -> BitMatrix<usize, usize> {
+        let mut matrix = BitMatrix::new(self.elements.len(), self.elements.len());
+        let mut changed = true;
+        while changed {
+            changed = false;
+            for edge in &self.edges {
+                // add an edge from S -> T
+                changed |= matrix.insert(edge.source.0, edge.target.0);
+
+                // add all outgoing edges from T into S
+                changed |= matrix.union_rows(edge.target.0, edge.source.0);
+            }
+        }
+        matrix
+    }
+
+    /// Lists all the base edges in the graph: the initial _non-transitive_ set of element
+    /// relations, which will be later used as the basis for the transitive closure computation.
+    pub fn base_edges(&self) -> impl Iterator<Item = (&T, &T)> {
+        self.edges
+            .iter()
+            .map(move |edge| (&self.elements[edge.source.0], &self.elements[edge.target.0]))
+    }
+}
+
+/// Pare down is used as a step in the LUB computation. It edits the
+/// candidates array in place by removing any element j for which
+/// there exists an earlier element i<j such that i -> j. That is,
+/// after you run `pare_down`, you know that for all elements that
+/// remain in candidates, they cannot reach any of the elements that
+/// come after them.
+///
+/// Examples follow. Assume that a -> b -> c and x -> y -> z.
+///
+/// - Input: `[a, b, x]`. Output: `[a, x]`.
+/// - Input: `[b, a, x]`. Output: `[b, a, x]`.
+/// - Input: `[a, x, b, y]`. Output: `[a, x]`.
+fn pare_down(candidates: &mut Vec<usize>, closure: &BitMatrix<usize, usize>) {
+    let mut i = 0;
+    while let Some(&candidate_i) = candidates.get(i) {
+        i += 1;
+
+        let mut j = i;
+        let mut dead = 0;
+        while let Some(&candidate_j) = candidates.get(j) {
+            if closure.contains(candidate_i, candidate_j) {
+                // If `i` can reach `j`, then we can remove `j`. So just
+                // mark it as dead and move on; subsequent indices will be
+                // shifted into its place.
+                dead += 1;
+            } else {
+                candidates[j - dead] = candidate_j;
+            }
+            j += 1;
+        }
+        candidates.truncate(j - dead);
+    }
+}