compiler/rustc_hir/src/definitions.rs

   1 //! For each definition, we track the following data. A definition
   2 //! here is defined somewhat circularly as "something with a `DefId`",
   3 //! but it generally corresponds to things like structs, enums, etc.
   4 //! There are also some rather random cases (like const initializer
   5 //! expressions) that are mostly just leftovers.
   6
   7 pub use crate::def_id::DefPathHash;
   8 use crate::def_id::{CrateNum, DefIndex, LocalDefId, StableCrateId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
   9 use crate::def_path_hash_map::DefPathHashMap;
  10
  11 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
  12 use rustc_data_structures::stable_hasher::StableHasher;
  13 use rustc_index::vec::IndexVec;
  14 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
  15 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Symbol};
  16 use rustc_span::Span;
  17
  18 use std::fmt::{self, Write};
  19 use std::hash::Hash;
  20 use tracing::debug;
  21
  22 /// The `DefPathTable` maps `DefIndex`es to `DefKey`s and vice versa.
  23 /// Internally the `DefPathTable` holds a tree of `DefKey`s, where each `DefKey`
  24 /// stores the `DefIndex` of its parent.
  25 /// There is one `DefPathTable` for each crate.
  26 #[derive(Clone, Default, Debug)]
  27 pub struct DefPathTable {
  28     index_to_key: IndexVec<DefIndex, DefKey>,
  29     def_path_hashes: IndexVec<DefIndex, DefPathHash>,
  30     def_path_hash_to_index: DefPathHashMap,
  31 }
  32
  33 impl DefPathTable {
  34     fn allocate(&mut self, key: DefKey, def_path_hash: DefPathHash) -> DefIndex {
  35         let index = {
  36             let index = DefIndex::from(self.index_to_key.len());
  37             debug!("DefPathTable::insert() - {:?} <-> {:?}", key, index);
  38             self.index_to_key.push(key);
  39             index
  40         };
  41         self.def_path_hashes.push(def_path_hash);
  42         debug_assert!(self.def_path_hashes.len() == self.index_to_key.len());
  43
  44         // Check for hash collisions of DefPathHashes. These should be
  45         // exceedingly rare.
  46         if let Some(existing) = self.def_path_hash_to_index.insert(&def_path_hash, &index) {
  47             let def_path1 = DefPath::make(LOCAL_CRATE, existing, |idx| self.def_key(idx));
  48             let def_path2 = DefPath::make(LOCAL_CRATE, index, |idx| self.def_key(idx));
  49
  50             // Continuing with colliding DefPathHashes can lead to correctness
  51             // issues. We must abort compilation.
  52             //
  53             // The likelihood of such a collision is very small, so actually
  54             // running into one could be indicative of a poor hash function
  55             // being used.
  56             //
  57             // See the documentation for DefPathHash for more information.
  58             panic!(
  59                 "found DefPathHash collision between {:?} and {:?}. \
  60                     Compilation cannot continue.",
  61                 def_path1, def_path2
  62             );
  63         }
  64
  65         // Assert that all DefPathHashes correctly contain the local crate's
  66         // StableCrateId
  67         #[cfg(debug_assertions)]
  68         if let Some(root) = self.def_path_hashes.get(CRATE_DEF_INDEX) {
  69             assert!(def_path_hash.stable_crate_id() == root.stable_crate_id());
  70         }
  71
  72         index
  73     }
  74
  75     #[inline(always)]
  76     pub fn def_key(&self, index: DefIndex) -> DefKey {
  77         self.index_to_key[index]
  78     }
  79
  80     #[inline(always)]
  81     pub fn def_path_hash(&self, index: DefIndex) -> DefPathHash {
  82         let hash = self.def_path_hashes[index];
  83         debug!("def_path_hash({:?}) = {:?}", index, hash);
  84         hash
  85     }
  86
  87     pub fn enumerated_keys_and_path_hashes(
  88         &self,
  89     ) -> impl Iterator<Item = (DefIndex, &DefKey, &DefPathHash)> + ExactSizeIterator + '_ {
  90         self.index_to_key
  91             .iter_enumerated()
  92             .map(move |(index, key)| (index, key, &self.def_path_hashes[index]))
  93     }
  94 }
  95
  96 /// The definition table containing node definitions.
  97 /// It holds the `DefPathTable` for `LocalDefId`s/`DefPath`s.
  98 /// It also stores mappings to convert `LocalDefId`s to/from `HirId`s.
  99 #[derive(Clone, Debug)]
 100 pub struct Definitions {
 101     table: DefPathTable,
 102     next_disambiguator: FxHashMap<(LocalDefId, DefPathData), u32>,
 103
 104     /// Item with a given `LocalDefId` was defined during macro expansion with ID `ExpnId`.
 105     expansions_that_defined: FxHashMap<LocalDefId, ExpnId>,
 106
 107     def_id_to_span: IndexVec<LocalDefId, Span>,
 108
 109     /// The [StableCrateId] of the local crate.
 110     stable_crate_id: StableCrateId,
 111 }
 112
 113 /// A unique identifier that we can use to lookup a definition
 114 /// precisely. It combines the index of the definition's parent (if
 115 /// any) with a `DisambiguatedDefPathData`.
 116 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, Encodable, Decodable)]
 117 pub struct DefKey {
 118     /// The parent path.
 119     pub parent: Option<DefIndex>,
 120
 121     /// The identifier of this node.
 122     pub disambiguated_data: DisambiguatedDefPathData,
 123 }
 124
 125 impl DefKey {
 126     pub(crate) fn compute_stable_hash(&self, parent: DefPathHash) -> DefPathHash {
 127         let mut hasher = StableHasher::new();
 128
 129         parent.hash(&mut hasher);
 130
 131         let DisambiguatedDefPathData { ref data, disambiguator } = self.disambiguated_data;
 132
 133         std::mem::discriminant(data).hash(&mut hasher);
 134         if let Some(name) = data.get_opt_name() {
 135             // Get a stable hash by considering the symbol chars rather than
 136             // the symbol index.
 137             name.as_str().hash(&mut hasher);
 138         }
 139
 140         disambiguator.hash(&mut hasher);
 141
 142         let local_hash: u64 = hasher.finish();
 143
 144         // Construct the new DefPathHash, making sure that the `crate_id`
 145         // portion of the hash is properly copied from the parent. This way the
 146         // `crate_id` part will be recursively propagated from the root to all
 147         // DefPathHashes in this DefPathTable.
 148         DefPathHash::new(parent.stable_crate_id(), local_hash)
 149     }
 150 }
 151
 152 /// A pair of `DefPathData` and an integer disambiguator. The integer is
 153 /// normally `0`, but in the event that there are multiple defs with the
 154 /// same `parent` and `data`, we use this field to disambiguate
 155 /// between them. This introduces some artificial ordering dependency
 156 /// but means that if you have, e.g., two impls for the same type in
 157 /// the same module, they do get distinct `DefId`s.
 158 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, Encodable, Decodable)]
 159 pub struct DisambiguatedDefPathData {
 160     pub data: DefPathData,
 161     pub disambiguator: u32,
 162 }
 163
 164 impl DisambiguatedDefPathData {
 165     pub fn fmt_maybe_verbose(&self, writer: &mut impl Write, verbose: bool) -> fmt::Result {
 166         match self.data.name() {
 167             DefPathDataName::Named(name) => {
 168                 if verbose && self.disambiguator != 0 {
 169                     write!(writer, "{}#{}", name, self.disambiguator)
 170                 } else {
 171                     writer.write_str(name.as_str())
 172                 }
 173             }
 174             DefPathDataName::Anon { namespace } => {
 175                 write!(writer, "{{{}#{}}}", namespace, self.disambiguator)
 176             }
 177         }
 178     }
 179 }
 180
 181 impl fmt::Display for DisambiguatedDefPathData {
 182     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 183         self.fmt_maybe_verbose(f, true)
 184     }
 185 }
 186
 187 #[derive(Clone, Debug, Encodable, Decodable)]
 188 pub struct DefPath {
 189     /// The path leading from the crate root to the item.
 190     pub data: Vec<DisambiguatedDefPathData>,
 191
 192     /// The crate root this path is relative to.
 193     pub krate: CrateNum,
 194 }
 195
 196 impl DefPath {
 197     pub fn make<FN>(krate: CrateNum, start_index: DefIndex, mut get_key: FN) -> DefPath
 198     where
 199         FN: FnMut(DefIndex) -> DefKey,
 200     {
 201         let mut data = vec![];
 202         let mut index = Some(start_index);
 203         loop {
 204             debug!("DefPath::make: krate={:?} index={:?}", krate, index);
 205             let p = index.unwrap();
 206             let key = get_key(p);
 207             debug!("DefPath::make: key={:?}", key);
 208             match key.disambiguated_data.data {
 209                 DefPathData::CrateRoot => {
 210                     assert!(key.parent.is_none());
 211                     break;
 212                 }
 213                 _ => {
 214                     data.push(key.disambiguated_data);
 215                     index = key.parent;
 216                 }
 217             }
 218         }
 219         data.reverse();
 220         DefPath { data, krate }
 221     }
 222
 223     /// Returns a string representation of the `DefPath` without
 224     /// the crate-prefix. This method is useful if you don't have
 225     /// a `TyCtxt` available.
 226     pub fn to_string_no_crate_verbose(&self) -> String {
 227         let mut s = String::with_capacity(self.data.len() * 16);
 228
 229         for component in &self.data {
 230             write!(s, "::{}", component).unwrap();
 231         }
 232
 233         s
 234     }
 235
 236     /// Returns a filename-friendly string of the `DefPath`, without
 237     /// the crate-prefix. This method is useful if you don't have
 238     /// a `TyCtxt` available.
 239     pub fn to_filename_friendly_no_crate(&self) -> String {
 240         let mut s = String::with_capacity(self.data.len() * 16);
 241
 242         let mut opt_delimiter = None;
 243         for component in &self.data {
 244             s.extend(opt_delimiter);
 245             opt_delimiter = Some('-');
 246             write!(s, "{}", component).unwrap();
 247         }
 248
 249         s
 250     }
 251 }
 252
 253 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Encodable, Decodable)]
 254 pub enum DefPathData {
 255     // Root: these should only be used for the root nodes, because
 256     // they are treated specially by the `def_path` function.
 257     /// The crate root (marker).
 258     CrateRoot,
 259     // Catch-all for random `DefId` things like `DUMMY_NODE_ID`.
 260     Misc,
 261
 262     // Different kinds of items and item-like things:
 263     /// An impl.
 264     Impl,
 265     /// An `extern` block.
 266     ForeignMod,
 267     /// Something in the type namespace.
 268     TypeNs(Symbol),
 269     /// Something in the value namespace.
 270     ValueNs(Symbol),
 271     /// Something in the macro namespace.
 272     MacroNs(Symbol),
 273     /// Something in the lifetime namespace.
 274     LifetimeNs(Symbol),
 275     /// A closure expression.
 276     ClosureExpr,
 277
 278     // Subportions of items:
 279     /// Implicit constructor for a unit or tuple-like struct or enum variant.
 280     Ctor,
 281     /// A constant expression (see `{ast,hir}::AnonConst`).
 282     AnonConst,
 283     /// An `impl Trait` type node.
 284     ImplTrait,
 285 }
 286
 287 impl Definitions {
 288     pub fn def_path_table(&self) -> &DefPathTable {
 289         &self.table
 290     }
 291
 292     /// Gets the number of definitions.
 293     pub fn def_index_count(&self) -> usize {
 294         self.table.index_to_key.len()
 295     }
 296
 297     #[inline]
 298     pub fn def_key(&self, id: LocalDefId) -> DefKey {
 299         self.table.def_key(id.local_def_index)
 300     }
 301
 302     #[inline(always)]
 303     pub fn def_path_hash(&self, id: LocalDefId) -> DefPathHash {
 304         self.table.def_path_hash(id.local_def_index)
 305     }
 306
 307     /// Returns the path from the crate root to `index`. The root
 308     /// nodes are not included in the path (i.e., this will be an
 309     /// empty vector for the crate root). For an inlined item, this
 310     /// will be the path of the item in the external crate (but the
 311     /// path will begin with the path to the external crate).
 312     pub fn def_path(&self, id: LocalDefId) -> DefPath {
 313         DefPath::make(LOCAL_CRATE, id.local_def_index, |index| {
 314             self.def_key(LocalDefId { local_def_index: index })
 315         })
 316     }
 317
 318     /// Adds a root definition (no parent) and a few other reserved definitions.
 319     pub fn new(stable_crate_id: StableCrateId, crate_span: Span) -> Definitions {
 320         let key = DefKey {
 321             parent: None,
 322             disambiguated_data: DisambiguatedDefPathData {
 323                 data: DefPathData::CrateRoot,
 324                 disambiguator: 0,
 325             },
 326         };
 327
 328         let parent_hash = DefPathHash::new(stable_crate_id, 0);
 329         let def_path_hash = key.compute_stable_hash(parent_hash);
 330
 331         // Create the root definition.
 332         let mut table = DefPathTable::default();
 333         let root = LocalDefId { local_def_index: table.allocate(key, def_path_hash) };
 334         assert_eq!(root.local_def_index, CRATE_DEF_INDEX);
 335
 336         let mut def_id_to_span = IndexVec::new();
 337         // A relative span's parent must be an absolute span.
 338         debug_assert_eq!(crate_span.data_untracked().parent, None);
 339         let _root = def_id_to_span.push(crate_span);
 340         debug_assert_eq!(_root, root);
 341
 342         Definitions {
 343             table,
 344             next_disambiguator: Default::default(),
 345             expansions_that_defined: Default::default(),
 346             def_id_to_span,
 347             stable_crate_id,
 348         }
 349     }
 350
 351     /// Retrieves the root definition.
 352     pub fn get_root_def(&self) -> LocalDefId {
 353         LocalDefId { local_def_index: CRATE_DEF_INDEX }
 354     }
 355
 356     /// Adds a definition with a parent definition.
 357     pub fn create_def(
 358         &mut self,
 359         parent: LocalDefId,
 360         data: DefPathData,
 361         expn_id: ExpnId,
 362         span: Span,
 363     ) -> LocalDefId {
 364         debug!("create_def(parent={:?}, data={:?}, expn_id={:?})", parent, data, expn_id);
 365
 366         // The root node must be created with `create_root_def()`.
 367         assert!(data != DefPathData::CrateRoot);
 368
 369         // Find the next free disambiguator for this key.
 370         let disambiguator = {
 371             let next_disamb = self.next_disambiguator.entry((parent, data)).or_insert(0);
 372             let disambiguator = *next_disamb;
 373             *next_disamb = next_disamb.checked_add(1).expect("disambiguator overflow");
 374             disambiguator
 375         };
 376         let key = DefKey {
 377             parent: Some(parent.local_def_index),
 378             disambiguated_data: DisambiguatedDefPathData { data, disambiguator },
 379         };
 380
 381         let parent_hash = self.table.def_path_hash(parent.local_def_index);
 382         let def_path_hash = key.compute_stable_hash(parent_hash);
 383
 384         debug!("create_def: after disambiguation, key = {:?}", key);
 385
 386         // Create the definition.
 387         let def_id = LocalDefId { local_def_index: self.table.allocate(key, def_path_hash) };
 388
 389         if expn_id != ExpnId::root() {
 390             self.expansions_that_defined.insert(def_id, expn_id);
 391         }
 392
 393         // A relative span's parent must be an absolute span.
 394         debug_assert_eq!(span.data_untracked().parent, None);
 395         let _id = self.def_id_to_span.push(span);
 396         debug_assert_eq!(_id, def_id);
 397
 398         def_id
 399     }
 400
 401     pub fn expansion_that_defined(&self, id: LocalDefId) -> ExpnId {
 402         self.expansions_that_defined.get(&id).copied().unwrap_or_else(ExpnId::root)
 403     }
 404
 405     /// Retrieves the span of the given `DefId` if `DefId` is in the local crate.
 406     #[inline]
 407     pub fn def_span(&self, def_id: LocalDefId) -> Span {
 408         self.def_id_to_span[def_id]
 409     }
 410
 411     pub fn iter_local_def_id(&self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + '_ {
 412         self.table.def_path_hashes.indices().map(|local_def_index| LocalDefId { local_def_index })
 413     }
 414
 415     #[inline(always)]
 416     pub fn local_def_path_hash_to_def_id(
 417         &self,
 418         hash: DefPathHash,
 419         err: &mut dyn FnMut() -> !,
 420     ) -> LocalDefId {
 421         debug_assert!(hash.stable_crate_id() == self.stable_crate_id);
 422         self.table
 423             .def_path_hash_to_index
 424             .get(&hash)
 425             .map(|local_def_index| LocalDefId { local_def_index })
 426             .unwrap_or_else(|| err())
 427     }
 428
 429     pub fn def_path_hash_to_def_index_map(&self) -> &DefPathHashMap {
 430         &self.table.def_path_hash_to_index
 431     }
 432 }
 433
 434 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
 435 pub enum DefPathDataName {
 436     Named(Symbol),
 437     Anon { namespace: Symbol },
 438 }
 439
 440 impl DefPathData {
 441     pub fn get_opt_name(&self) -> Option<Symbol> {
 442         use self::DefPathData::*;
 443         match *self {
 444             TypeNs(name) | ValueNs(name) | MacroNs(name) | LifetimeNs(name) => Some(name),
 445
 446             Impl | ForeignMod | CrateRoot | Misc | ClosureExpr | Ctor | AnonConst | ImplTrait => {
 447                 None
 448             }
 449         }
 450     }
 451
 452     pub fn name(&self) -> DefPathDataName {
 453         use self::DefPathData::*;
 454         match *self {
 455             TypeNs(name) | ValueNs(name) | MacroNs(name) | LifetimeNs(name) => {
 456                 DefPathDataName::Named(name)
 457             }
 458             // Note that this does not show up in user print-outs.
 459             CrateRoot => DefPathDataName::Anon { namespace: kw::Crate },
 460             Impl => DefPathDataName::Anon { namespace: kw::Impl },
 461             ForeignMod => DefPathDataName::Anon { namespace: kw::Extern },
 462             Misc => DefPathDataName::Anon { namespace: sym::misc },
 463             ClosureExpr => DefPathDataName::Anon { namespace: sym::closure },
 464             Ctor => DefPathDataName::Anon { namespace: sym::constructor },
 465             AnonConst => DefPathDataName::Anon { namespace: sym::constant },
 466             ImplTrait => DefPathDataName::Anon { namespace: sym::opaque },
 467         }
 468     }
 469 }
 470
 471 impl fmt::Display for DefPathData {
 472     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 473         match self.name() {
 474             DefPathDataName::Named(name) => f.write_str(name.as_str()),
 475             // FIXME(#70334): this will generate legacy {{closure}}, {{impl}}, etc
 476             DefPathDataName::Anon { namespace } => write!(f, "{{{{{}}}}}", namespace),
 477         }
 478     }
 479 }