]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_span/src/hygiene.rs
Rollup merge of #101828 - aDotInTheVoid:test-101743, r=jsha
[rust.git] / compiler / rustc_span / src / hygiene.rs
1 //! Machinery for hygienic macros.
2 //!
3 //! Inspired by Matthew Flatt et al., “Macros That Work Together: Compile-Time Bindings, Partial
4 //! Expansion, and Definition Contexts,” *Journal of Functional Programming* 22, no. 2
5 //! (March 1, 2012): 181–216, <https://doi.org/10.1017/S0956796812000093>.
6
7 // Hygiene data is stored in a global variable and accessed via TLS, which
8 // means that accesses are somewhat expensive. (`HygieneData::with`
9 // encapsulates a single access.) Therefore, on hot code paths it is worth
10 // ensuring that multiple HygieneData accesses are combined into a single
11 // `HygieneData::with`.
12 //
13 // This explains why `HygieneData`, `SyntaxContext` and `ExpnId` have interfaces
14 // with a certain amount of redundancy in them. For example,
15 // `SyntaxContext::outer_expn_data` combines `SyntaxContext::outer` and
16 // `ExpnId::expn_data` so that two `HygieneData` accesses can be performed within
17 // a single `HygieneData::with` call.
18 //
19 // It also explains why many functions appear in `HygieneData` and again in
20 // `SyntaxContext` or `ExpnId`. For example, `HygieneData::outer` and
21 // `SyntaxContext::outer` do the same thing, but the former is for use within a
22 // `HygieneData::with` call while the latter is for use outside such a call.
23 // When modifying this file it is important to understand this distinction,
24 // because getting it wrong can lead to nested `HygieneData::with` calls that
25 // trigger runtime aborts. (Fortunately these are obvious and easy to fix.)
26
27 use crate::edition::Edition;
28 use crate::symbol::{kw, sym, Symbol};
29 use crate::with_session_globals;
30 use crate::{HashStableContext, Span, DUMMY_SP};
31
32 use crate::def_id::{CrateNum, DefId, StableCrateId, CRATE_DEF_ID, LOCAL_CRATE};
33 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
34 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
35 use rustc_data_structures::stable_hasher::HashingControls;
36 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
37 use rustc_data_structures::sync::{Lock, Lrc};
38 use rustc_data_structures::unhash::UnhashMap;
39 use rustc_index::vec::IndexVec;
40 use rustc_macros::HashStable_Generic;
41 use rustc_serialize::{Decodable, Decoder, Encodable, Encoder};
42 use std::fmt;
43 use std::hash::Hash;
44
45 /// A `SyntaxContext` represents a chain of pairs `(ExpnId, Transparency)` named "marks".
46 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
47 pub struct SyntaxContext(u32);
48
49 #[derive(Debug, Encodable, Decodable, Clone)]
50 pub struct SyntaxContextData {
51     outer_expn: ExpnId,
52     outer_transparency: Transparency,
53     parent: SyntaxContext,
54     /// This context, but with all transparent and semi-transparent expansions filtered away.
55     opaque: SyntaxContext,
56     /// This context, but with all transparent expansions filtered away.
57     opaque_and_semitransparent: SyntaxContext,
58     /// Name of the crate to which `$crate` with this context would resolve.
59     dollar_crate_name: Symbol,
60 }
61
62 rustc_index::newtype_index! {
63     /// A unique ID associated with a macro invocation and expansion.
64     pub struct ExpnIndex {
65         ENCODABLE = custom
66     }
67 }
68
69 /// A unique ID associated with a macro invocation and expansion.
70 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
71 pub struct ExpnId {
72     pub krate: CrateNum,
73     pub local_id: ExpnIndex,
74 }
75
76 impl fmt::Debug for ExpnId {
77     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
78         // Generate crate_::{{expn_}}.
79         write!(f, "{:?}::{{{{expn{}}}}}", self.krate, self.local_id.private)
80     }
81 }
82
83 rustc_index::newtype_index! {
84     /// A unique ID associated with a macro invocation and expansion.
85     pub struct LocalExpnId {
86         ENCODABLE = custom
87         ORD_IMPL = custom
88         DEBUG_FORMAT = "expn{}"
89     }
90 }
91
92 // To ensure correctness of incremental compilation,
93 // `LocalExpnId` must not implement `Ord` or `PartialOrd`.
94 // See https://github.com/rust-lang/rust/issues/90317.
95 impl !Ord for LocalExpnId {}
96 impl !PartialOrd for LocalExpnId {}
97
98 /// Assert that the provided `HashStableContext` is configured with the 'default'
99 /// `HashingControls`. We should always have bailed out before getting to here
100 /// with a non-default mode. With this check in place, we can avoid the need
101 /// to maintain separate versions of `ExpnData` hashes for each permutation
102 /// of `HashingControls` settings.
103 fn assert_default_hashing_controls<CTX: HashStableContext>(ctx: &CTX, msg: &str) {
104     match ctx.hashing_controls() {
105         // Note that we require that `hash_spans` be set according to the global
106         // `-Z incremental-ignore-spans` option. Normally, this option is disabled,
107         // which will cause us to require that this method always be called with `Span` hashing
108         // enabled.
109         HashingControls { hash_spans }
110             if hash_spans == !ctx.unstable_opts_incremental_ignore_spans() => {}
111         other => panic!("Attempted hashing of {msg} with non-default HashingControls: {:?}", other),
112     }
113 }
114
115 /// A unique hash value associated to an expansion.
116 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
117 pub struct ExpnHash(Fingerprint);
118
119 impl ExpnHash {
120     /// Returns the [StableCrateId] identifying the crate this [ExpnHash]
121     /// originates from.
122     #[inline]
123     pub fn stable_crate_id(self) -> StableCrateId {
124         StableCrateId(self.0.as_value().0)
125     }
126
127     /// Returns the crate-local part of the [ExpnHash].
128     ///
129     /// Used for tests.
130     #[inline]
131     pub fn local_hash(self) -> u64 {
132         self.0.as_value().1
133     }
134
135     #[inline]
136     pub fn is_root(self) -> bool {
137         self.0 == Fingerprint::ZERO
138     }
139
140     /// Builds a new [ExpnHash] with the given [StableCrateId] and
141     /// `local_hash`, where `local_hash` must be unique within its crate.
142     fn new(stable_crate_id: StableCrateId, local_hash: u64) -> ExpnHash {
143         ExpnHash(Fingerprint::new(stable_crate_id.0, local_hash))
144     }
145 }
146
147 /// A property of a macro expansion that determines how identifiers
148 /// produced by that expansion are resolved.
149 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Hash, Debug, Encodable, Decodable)]
150 #[derive(HashStable_Generic)]
151 pub enum Transparency {
152     /// Identifier produced by a transparent expansion is always resolved at call-site.
153     /// Call-site spans in procedural macros, hygiene opt-out in `macro` should use this.
154     Transparent,
155     /// Identifier produced by a semi-transparent expansion may be resolved
156     /// either at call-site or at definition-site.
157     /// If it's a local variable, label or `$crate` then it's resolved at def-site.
158     /// Otherwise it's resolved at call-site.
159     /// `macro_rules` macros behave like this, built-in macros currently behave like this too,
160     /// but that's an implementation detail.
161     SemiTransparent,
162     /// Identifier produced by an opaque expansion is always resolved at definition-site.
163     /// Def-site spans in procedural macros, identifiers from `macro` by default use this.
164     Opaque,
165 }
166
167 impl LocalExpnId {
168     /// The ID of the theoretical expansion that generates freshly parsed, unexpanded AST.
169     pub const ROOT: LocalExpnId = LocalExpnId::from_u32(0);
170
171     #[inline]
172     pub fn from_raw(idx: ExpnIndex) -> LocalExpnId {
173         LocalExpnId::from_u32(idx.as_u32())
174     }
175
176     #[inline]
177     pub fn as_raw(self) -> ExpnIndex {
178         ExpnIndex::from_u32(self.as_u32())
179     }
180
181     pub fn fresh_empty() -> LocalExpnId {
182         HygieneData::with(|data| {
183             let expn_id = data.local_expn_data.push(None);
184             let _eid = data.local_expn_hashes.push(ExpnHash(Fingerprint::ZERO));
185             debug_assert_eq!(expn_id, _eid);
186             expn_id
187         })
188     }
189
190     pub fn fresh(mut expn_data: ExpnData, ctx: impl HashStableContext) -> LocalExpnId {
191         debug_assert_eq!(expn_data.parent.krate, LOCAL_CRATE);
192         let expn_hash = update_disambiguator(&mut expn_data, ctx);
193         HygieneData::with(|data| {
194             let expn_id = data.local_expn_data.push(Some(expn_data));
195             let _eid = data.local_expn_hashes.push(expn_hash);
196             debug_assert_eq!(expn_id, _eid);
197             let _old_id = data.expn_hash_to_expn_id.insert(expn_hash, expn_id.to_expn_id());
198             debug_assert!(_old_id.is_none());
199             expn_id
200         })
201     }
202
203     #[inline]
204     pub fn expn_hash(self) -> ExpnHash {
205         HygieneData::with(|data| data.local_expn_hash(self))
206     }
207
208     #[inline]
209     pub fn expn_data(self) -> ExpnData {
210         HygieneData::with(|data| data.local_expn_data(self).clone())
211     }
212
213     #[inline]
214     pub fn to_expn_id(self) -> ExpnId {
215         ExpnId { krate: LOCAL_CRATE, local_id: self.as_raw() }
216     }
217
218     #[inline]
219     pub fn set_expn_data(self, mut expn_data: ExpnData, ctx: impl HashStableContext) {
220         debug_assert_eq!(expn_data.parent.krate, LOCAL_CRATE);
221         let expn_hash = update_disambiguator(&mut expn_data, ctx);
222         HygieneData::with(|data| {
223             let old_expn_data = &mut data.local_expn_data[self];
224             assert!(old_expn_data.is_none(), "expansion data is reset for an expansion ID");
225             *old_expn_data = Some(expn_data);
226             debug_assert_eq!(data.local_expn_hashes[self].0, Fingerprint::ZERO);
227             data.local_expn_hashes[self] = expn_hash;
228             let _old_id = data.expn_hash_to_expn_id.insert(expn_hash, self.to_expn_id());
229             debug_assert!(_old_id.is_none());
230         });
231     }
232
233     #[inline]
234     pub fn is_descendant_of(self, ancestor: LocalExpnId) -> bool {
235         self.to_expn_id().is_descendant_of(ancestor.to_expn_id())
236     }
237
238     /// `expn_id.outer_expn_is_descendant_of(ctxt)` is equivalent to but faster than
239     /// `expn_id.is_descendant_of(ctxt.outer_expn())`.
240     #[inline]
241     pub fn outer_expn_is_descendant_of(self, ctxt: SyntaxContext) -> bool {
242         self.to_expn_id().outer_expn_is_descendant_of(ctxt)
243     }
244
245     /// Returns span for the macro which originally caused this expansion to happen.
246     ///
247     /// Stops backtracing at include! boundary.
248     #[inline]
249     pub fn expansion_cause(self) -> Option<Span> {
250         self.to_expn_id().expansion_cause()
251     }
252
253     #[inline]
254     #[track_caller]
255     pub fn parent(self) -> LocalExpnId {
256         self.expn_data().parent.as_local().unwrap()
257     }
258 }
259
260 impl ExpnId {
261     /// The ID of the theoretical expansion that generates freshly parsed, unexpanded AST.
262     /// Invariant: we do not create any ExpnId with local_id == 0 and krate != 0.
263     pub const fn root() -> ExpnId {
264         ExpnId { krate: LOCAL_CRATE, local_id: ExpnIndex::from_u32(0) }
265     }
266
267     #[inline]
268     pub fn expn_hash(self) -> ExpnHash {
269         HygieneData::with(|data| data.expn_hash(self))
270     }
271
272     #[inline]
273     pub fn from_hash(hash: ExpnHash) -> Option<ExpnId> {
274         HygieneData::with(|data| data.expn_hash_to_expn_id.get(&hash).copied())
275     }
276
277     #[inline]
278     pub fn as_local(self) -> Option<LocalExpnId> {
279         if self.krate == LOCAL_CRATE { Some(LocalExpnId::from_raw(self.local_id)) } else { None }
280     }
281
282     #[inline]
283     #[track_caller]
284     pub fn expect_local(self) -> LocalExpnId {
285         self.as_local().unwrap()
286     }
287
288     #[inline]
289     pub fn expn_data(self) -> ExpnData {
290         HygieneData::with(|data| data.expn_data(self).clone())
291     }
292
293     #[inline]
294     pub fn is_descendant_of(self, ancestor: ExpnId) -> bool {
295         // a few "fast path" cases to avoid locking HygieneData
296         if ancestor == ExpnId::root() || ancestor == self {
297             return true;
298         }
299         if ancestor.krate != self.krate {
300             return false;
301         }
302         HygieneData::with(|data| data.is_descendant_of(self, ancestor))
303     }
304
305     /// `expn_id.outer_expn_is_descendant_of(ctxt)` is equivalent to but faster than
306     /// `expn_id.is_descendant_of(ctxt.outer_expn())`.
307     pub fn outer_expn_is_descendant_of(self, ctxt: SyntaxContext) -> bool {
308         HygieneData::with(|data| data.is_descendant_of(self, data.outer_expn(ctxt)))
309     }
310
311     /// Returns span for the macro which originally caused this expansion to happen.
312     ///
313     /// Stops backtracing at include! boundary.
314     pub fn expansion_cause(mut self) -> Option<Span> {
315         let mut last_macro = None;
316         loop {
317             let expn_data = self.expn_data();
318             // Stop going up the backtrace once include! is encountered
319             if expn_data.is_root()
320                 || expn_data.kind == ExpnKind::Macro(MacroKind::Bang, sym::include)
321             {
322                 break;
323             }
324             self = expn_data.call_site.ctxt().outer_expn();
325             last_macro = Some(expn_data.call_site);
326         }
327         last_macro
328     }
329 }
330
331 #[derive(Debug)]
332 pub struct HygieneData {
333     /// Each expansion should have an associated expansion data, but sometimes there's a delay
334     /// between creation of an expansion ID and obtaining its data (e.g. macros are collected
335     /// first and then resolved later), so we use an `Option` here.
336     local_expn_data: IndexVec<LocalExpnId, Option<ExpnData>>,
337     local_expn_hashes: IndexVec<LocalExpnId, ExpnHash>,
338     /// Data and hash information from external crates.  We may eventually want to remove these
339     /// maps, and fetch the information directly from the other crate's metadata like DefIds do.
340     foreign_expn_data: FxHashMap<ExpnId, ExpnData>,
341     foreign_expn_hashes: FxHashMap<ExpnId, ExpnHash>,
342     expn_hash_to_expn_id: UnhashMap<ExpnHash, ExpnId>,
343     syntax_context_data: Vec<SyntaxContextData>,
344     syntax_context_map: FxHashMap<(SyntaxContext, ExpnId, Transparency), SyntaxContext>,
345     /// Maps the `local_hash` of an `ExpnData` to the next disambiguator value.
346     /// This is used by `update_disambiguator` to keep track of which `ExpnData`s
347     /// would have collisions without a disambiguator.
348     /// The keys of this map are always computed with `ExpnData.disambiguator`
349     /// set to 0.
350     expn_data_disambiguators: FxHashMap<u64, u32>,
351 }
352
353 impl HygieneData {
354     pub(crate) fn new(edition: Edition) -> Self {
355         let root_data = ExpnData::default(
356             ExpnKind::Root,
357             DUMMY_SP,
358             edition,
359             Some(CRATE_DEF_ID.to_def_id()),
360             None,
361         );
362
363         HygieneData {
364             local_expn_data: IndexVec::from_elem_n(Some(root_data), 1),
365             local_expn_hashes: IndexVec::from_elem_n(ExpnHash(Fingerprint::ZERO), 1),
366             foreign_expn_data: FxHashMap::default(),
367             foreign_expn_hashes: FxHashMap::default(),
368             expn_hash_to_expn_id: std::iter::once((ExpnHash(Fingerprint::ZERO), ExpnId::root()))
369                 .collect(),
370             syntax_context_data: vec![SyntaxContextData {
371                 outer_expn: ExpnId::root(),
372                 outer_transparency: Transparency::Opaque,
373                 parent: SyntaxContext(0),
374                 opaque: SyntaxContext(0),
375                 opaque_and_semitransparent: SyntaxContext(0),
376                 dollar_crate_name: kw::DollarCrate,
377             }],
378             syntax_context_map: FxHashMap::default(),
379             expn_data_disambiguators: FxHashMap::default(),
380         }
381     }
382
383     pub fn with<T, F: FnOnce(&mut HygieneData) -> T>(f: F) -> T {
384         with_session_globals(|session_globals| f(&mut *session_globals.hygiene_data.borrow_mut()))
385     }
386
387     #[inline]
388     fn local_expn_hash(&self, expn_id: LocalExpnId) -> ExpnHash {
389         self.local_expn_hashes[expn_id]
390     }
391
392     #[inline]
393     fn expn_hash(&self, expn_id: ExpnId) -> ExpnHash {
394         match expn_id.as_local() {
395             Some(expn_id) => self.local_expn_hashes[expn_id],
396             None => self.foreign_expn_hashes[&expn_id],
397         }
398     }
399
400     fn local_expn_data(&self, expn_id: LocalExpnId) -> &ExpnData {
401         self.local_expn_data[expn_id].as_ref().expect("no expansion data for an expansion ID")
402     }
403
404     fn expn_data(&self, expn_id: ExpnId) -> &ExpnData {
405         if let Some(expn_id) = expn_id.as_local() {
406             self.local_expn_data[expn_id].as_ref().expect("no expansion data for an expansion ID")
407         } else {
408             &self.foreign_expn_data[&expn_id]
409         }
410     }
411
412     fn is_descendant_of(&self, mut expn_id: ExpnId, ancestor: ExpnId) -> bool {
413         // a couple "fast path" cases to avoid traversing parents in the loop below
414         if ancestor == ExpnId::root() {
415             return true;
416         }
417         if expn_id.krate != ancestor.krate {
418             return false;
419         }
420         loop {
421             if expn_id == ancestor {
422                 return true;
423             }
424             if expn_id == ExpnId::root() {
425                 return false;
426             }
427             expn_id = self.expn_data(expn_id).parent;
428         }
429     }
430
431     fn normalize_to_macros_2_0(&self, ctxt: SyntaxContext) -> SyntaxContext {
432         self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].opaque
433     }
434
435     fn normalize_to_macro_rules(&self, ctxt: SyntaxContext) -> SyntaxContext {
436         self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].opaque_and_semitransparent
437     }
438
439     fn outer_expn(&self, ctxt: SyntaxContext) -> ExpnId {
440         self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].outer_expn
441     }
442
443     fn outer_mark(&self, ctxt: SyntaxContext) -> (ExpnId, Transparency) {
444         let data = &self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize];
445         (data.outer_expn, data.outer_transparency)
446     }
447
448     fn parent_ctxt(&self, ctxt: SyntaxContext) -> SyntaxContext {
449         self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].parent
450     }
451
452     fn remove_mark(&self, ctxt: &mut SyntaxContext) -> (ExpnId, Transparency) {
453         let outer_mark = self.outer_mark(*ctxt);
454         *ctxt = self.parent_ctxt(*ctxt);
455         outer_mark
456     }
457
458     fn marks(&self, mut ctxt: SyntaxContext) -> Vec<(ExpnId, Transparency)> {
459         let mut marks = Vec::new();
460         while ctxt != SyntaxContext::root() {
461             debug!("marks: getting parent of {:?}", ctxt);
462             marks.push(self.outer_mark(ctxt));
463             ctxt = self.parent_ctxt(ctxt);
464         }
465         marks.reverse();
466         marks
467     }
468
469     fn walk_chain(&self, mut span: Span, to: SyntaxContext) -> Span {
470         debug!("walk_chain({:?}, {:?})", span, to);
471         debug!("walk_chain: span ctxt = {:?}", span.ctxt());
472         while span.from_expansion() && span.ctxt() != to {
473             let outer_expn = self.outer_expn(span.ctxt());
474             debug!("walk_chain({:?}): outer_expn={:?}", span, outer_expn);
475             let expn_data = self.expn_data(outer_expn);
476             debug!("walk_chain({:?}): expn_data={:?}", span, expn_data);
477             span = expn_data.call_site;
478         }
479         span
480     }
481
482     fn adjust(&self, ctxt: &mut SyntaxContext, expn_id: ExpnId) -> Option<ExpnId> {
483         let mut scope = None;
484         while !self.is_descendant_of(expn_id, self.outer_expn(*ctxt)) {
485             scope = Some(self.remove_mark(ctxt).0);
486         }
487         scope
488     }
489
490     fn apply_mark(
491         &mut self,
492         ctxt: SyntaxContext,
493         expn_id: ExpnId,
494         transparency: Transparency,
495     ) -> SyntaxContext {
496         assert_ne!(expn_id, ExpnId::root());
497         if transparency == Transparency::Opaque {
498             return self.apply_mark_internal(ctxt, expn_id, transparency);
499         }
500
501         let call_site_ctxt = self.expn_data(expn_id).call_site.ctxt();
502         let mut call_site_ctxt = if transparency == Transparency::SemiTransparent {
503             self.normalize_to_macros_2_0(call_site_ctxt)
504         } else {
505             self.normalize_to_macro_rules(call_site_ctxt)
506         };
507
508         if call_site_ctxt == SyntaxContext::root() {
509             return self.apply_mark_internal(ctxt, expn_id, transparency);
510         }
511
512         // Otherwise, `expn_id` is a macros 1.0 definition and the call site is in a
513         // macros 2.0 expansion, i.e., a macros 1.0 invocation is in a macros 2.0 definition.
514         //
515         // In this case, the tokens from the macros 1.0 definition inherit the hygiene
516         // at their invocation. That is, we pretend that the macros 1.0 definition
517         // was defined at its invocation (i.e., inside the macros 2.0 definition)
518         // so that the macros 2.0 definition remains hygienic.
519         //
520         // See the example at `test/ui/hygiene/legacy_interaction.rs`.
521         for (expn_id, transparency) in self.marks(ctxt) {
522             call_site_ctxt = self.apply_mark_internal(call_site_ctxt, expn_id, transparency);
523         }
524         self.apply_mark_internal(call_site_ctxt, expn_id, transparency)
525     }
526
527     fn apply_mark_internal(
528         &mut self,
529         ctxt: SyntaxContext,
530         expn_id: ExpnId,
531         transparency: Transparency,
532     ) -> SyntaxContext {
533         let syntax_context_data = &mut self.syntax_context_data;
534         let mut opaque = syntax_context_data[ctxt.0 as usize].opaque;
535         let mut opaque_and_semitransparent =
536             syntax_context_data[ctxt.0 as usize].opaque_and_semitransparent;
537
538         if transparency >= Transparency::Opaque {
539             let parent = opaque;
540             opaque = *self
541                 .syntax_context_map
542                 .entry((parent, expn_id, transparency))
543                 .or_insert_with(|| {
544                     let new_opaque = SyntaxContext(syntax_context_data.len() as u32);
545                     syntax_context_data.push(SyntaxContextData {
546                         outer_expn: expn_id,
547                         outer_transparency: transparency,
548                         parent,
549                         opaque: new_opaque,
550                         opaque_and_semitransparent: new_opaque,
551                         dollar_crate_name: kw::DollarCrate,
552                     });
553                     new_opaque
554                 });
555         }
556
557         if transparency >= Transparency::SemiTransparent {
558             let parent = opaque_and_semitransparent;
559             opaque_and_semitransparent = *self
560                 .syntax_context_map
561                 .entry((parent, expn_id, transparency))
562                 .or_insert_with(|| {
563                     let new_opaque_and_semitransparent =
564                         SyntaxContext(syntax_context_data.len() as u32);
565                     syntax_context_data.push(SyntaxContextData {
566                         outer_expn: expn_id,
567                         outer_transparency: transparency,
568                         parent,
569                         opaque,
570                         opaque_and_semitransparent: new_opaque_and_semitransparent,
571                         dollar_crate_name: kw::DollarCrate,
572                     });
573                     new_opaque_and_semitransparent
574                 });
575         }
576
577         let parent = ctxt;
578         *self.syntax_context_map.entry((parent, expn_id, transparency)).or_insert_with(|| {
579             let new_opaque_and_semitransparent_and_transparent =
580                 SyntaxContext(syntax_context_data.len() as u32);
581             syntax_context_data.push(SyntaxContextData {
582                 outer_expn: expn_id,
583                 outer_transparency: transparency,
584                 parent,
585                 opaque,
586                 opaque_and_semitransparent,
587                 dollar_crate_name: kw::DollarCrate,
588             });
589             new_opaque_and_semitransparent_and_transparent
590         })
591     }
592 }
593
594 pub fn clear_syntax_context_map() {
595     HygieneData::with(|data| data.syntax_context_map = FxHashMap::default());
596 }
597
598 pub fn walk_chain(span: Span, to: SyntaxContext) -> Span {
599     HygieneData::with(|data| data.walk_chain(span, to))
600 }
601
602 pub fn update_dollar_crate_names(mut get_name: impl FnMut(SyntaxContext) -> Symbol) {
603     // The new contexts that need updating are at the end of the list and have `$crate` as a name.
604     let (len, to_update) = HygieneData::with(|data| {
605         (
606             data.syntax_context_data.len(),
607             data.syntax_context_data
608                 .iter()
609                 .rev()
610                 .take_while(|scdata| scdata.dollar_crate_name == kw::DollarCrate)
611                 .count(),
612         )
613     });
614     // The callback must be called from outside of the `HygieneData` lock,
615     // since it will try to acquire it too.
616     let range_to_update = len - to_update..len;
617     let names: Vec<_> =
618         range_to_update.clone().map(|idx| get_name(SyntaxContext::from_u32(idx as u32))).collect();
619     HygieneData::with(|data| {
620         range_to_update.zip(names).for_each(|(idx, name)| {
621             data.syntax_context_data[idx].dollar_crate_name = name;
622         })
623     })
624 }
625
626 pub fn debug_hygiene_data(verbose: bool) -> String {
627     HygieneData::with(|data| {
628         if verbose {
629             format!("{:#?}", data)
630         } else {
631             let mut s = String::from("Expansions:");
632             let mut debug_expn_data = |(id, expn_data): (&ExpnId, &ExpnData)| {
633                 s.push_str(&format!(
634                     "\n{:?}: parent: {:?}, call_site_ctxt: {:?}, def_site_ctxt: {:?}, kind: {:?}",
635                     id,
636                     expn_data.parent,
637                     expn_data.call_site.ctxt(),
638                     expn_data.def_site.ctxt(),
639                     expn_data.kind,
640                 ))
641             };
642             data.local_expn_data.iter_enumerated().for_each(|(id, expn_data)| {
643                 let expn_data = expn_data.as_ref().expect("no expansion data for an expansion ID");
644                 debug_expn_data((&id.to_expn_id(), expn_data))
645             });
646
647             // Sort the hash map for more reproducible output.
648             // Because of this, it is fine to rely on the unstable iteration order of the map.
649             #[allow(rustc::potential_query_instability)]
650             let mut foreign_expn_data: Vec<_> = data.foreign_expn_data.iter().collect();
651             foreign_expn_data.sort_by_key(|(id, _)| (id.krate, id.local_id));
652             foreign_expn_data.into_iter().for_each(debug_expn_data);
653             s.push_str("\n\nSyntaxContexts:");
654             data.syntax_context_data.iter().enumerate().for_each(|(id, ctxt)| {
655                 s.push_str(&format!(
656                     "\n#{}: parent: {:?}, outer_mark: ({:?}, {:?})",
657                     id, ctxt.parent, ctxt.outer_expn, ctxt.outer_transparency,
658                 ));
659             });
660             s
661         }
662     })
663 }
664
665 impl SyntaxContext {
666     #[inline]
667     pub const fn root() -> Self {
668         SyntaxContext(0)
669     }
670
671     #[inline]
672     pub(crate) fn as_u32(self) -> u32 {
673         self.0
674     }
675
676     #[inline]
677     pub(crate) fn from_u32(raw: u32) -> SyntaxContext {
678         SyntaxContext(raw)
679     }
680
681     /// Extend a syntax context with a given expansion and transparency.
682     pub(crate) fn apply_mark(self, expn_id: ExpnId, transparency: Transparency) -> SyntaxContext {
683         HygieneData::with(|data| data.apply_mark(self, expn_id, transparency))
684     }
685
686     /// Pulls a single mark off of the syntax context. This effectively moves the
687     /// context up one macro definition level. That is, if we have a nested macro
688     /// definition as follows:
689     ///
690     /// ```ignore (illustrative)
691     /// macro_rules! f {
692     ///    macro_rules! g {
693     ///        ...
694     ///    }
695     /// }
696     /// ```
697     ///
698     /// and we have a SyntaxContext that is referring to something declared by an invocation
699     /// of g (call it g1), calling remove_mark will result in the SyntaxContext for the
700     /// invocation of f that created g1.
701     /// Returns the mark that was removed.
702     pub fn remove_mark(&mut self) -> ExpnId {
703         HygieneData::with(|data| data.remove_mark(self).0)
704     }
705
706     pub fn marks(self) -> Vec<(ExpnId, Transparency)> {
707         HygieneData::with(|data| data.marks(self))
708     }
709
710     /// Adjust this context for resolution in a scope created by the given expansion.
711     /// For example, consider the following three resolutions of `f`:
712     ///
713     /// ```rust
714     /// #![feature(decl_macro)]
715     /// mod foo { pub fn f() {} } // `f`'s `SyntaxContext` is empty.
716     /// m!(f);
717     /// macro m($f:ident) {
718     ///     mod bar {
719     ///         pub fn f() {} // `f`'s `SyntaxContext` has a single `ExpnId` from `m`.
720     ///         pub fn $f() {} // `$f`'s `SyntaxContext` is empty.
721     ///     }
722     ///     foo::f(); // `f`'s `SyntaxContext` has a single `ExpnId` from `m`
723     ///     //^ Since `mod foo` is outside this expansion, `adjust` removes the mark from `f`,
724     ///     //| and it resolves to `::foo::f`.
725     ///     bar::f(); // `f`'s `SyntaxContext` has a single `ExpnId` from `m`
726     ///     //^ Since `mod bar` not outside this expansion, `adjust` does not change `f`,
727     ///     //| and it resolves to `::bar::f`.
728     ///     bar::$f(); // `f`'s `SyntaxContext` is empty.
729     ///     //^ Since `mod bar` is not outside this expansion, `adjust` does not change `$f`,
730     ///     //| and it resolves to `::bar::$f`.
731     /// }
732     /// ```
733     /// This returns the expansion whose definition scope we use to privacy check the resolution,
734     /// or `None` if we privacy check as usual (i.e., not w.r.t. a macro definition scope).
735     pub fn adjust(&mut self, expn_id: ExpnId) -> Option<ExpnId> {
736         HygieneData::with(|data| data.adjust(self, expn_id))
737     }
738
739     /// Like `SyntaxContext::adjust`, but also normalizes `self` to macros 2.0.
740     pub fn normalize_to_macros_2_0_and_adjust(&mut self, expn_id: ExpnId) -> Option<ExpnId> {
741         HygieneData::with(|data| {
742             *self = data.normalize_to_macros_2_0(*self);
743             data.adjust(self, expn_id)
744         })
745     }
746
747     /// Adjust this context for resolution in a scope created by the given expansion
748     /// via a glob import with the given `SyntaxContext`.
749     /// For example:
750     ///
751     /// ```compile_fail,E0425
752     /// #![feature(decl_macro)]
753     /// m!(f);
754     /// macro m($i:ident) {
755     ///     mod foo {
756     ///         pub fn f() {} // `f`'s `SyntaxContext` has a single `ExpnId` from `m`.
757     ///         pub fn $i() {} // `$i`'s `SyntaxContext` is empty.
758     ///     }
759     ///     n!(f);
760     ///     macro n($j:ident) {
761     ///         use foo::*;
762     ///         f(); // `f`'s `SyntaxContext` has a mark from `m` and a mark from `n`
763     ///         //^ `glob_adjust` removes the mark from `n`, so this resolves to `foo::f`.
764     ///         $i(); // `$i`'s `SyntaxContext` has a mark from `n`
765     ///         //^ `glob_adjust` removes the mark from `n`, so this resolves to `foo::$i`.
766     ///         $j(); // `$j`'s `SyntaxContext` has a mark from `m`
767     ///         //^ This cannot be glob-adjusted, so this is a resolution error.
768     ///     }
769     /// }
770     /// ```
771     /// This returns `None` if the context cannot be glob-adjusted.
772     /// Otherwise, it returns the scope to use when privacy checking (see `adjust` for details).
773     pub fn glob_adjust(&mut self, expn_id: ExpnId, glob_span: Span) -> Option<Option<ExpnId>> {
774         HygieneData::with(|data| {
775             let mut scope = None;
776             let mut glob_ctxt = data.normalize_to_macros_2_0(glob_span.ctxt());
777             while !data.is_descendant_of(expn_id, data.outer_expn(glob_ctxt)) {
778                 scope = Some(data.remove_mark(&mut glob_ctxt).0);
779                 if data.remove_mark(self).0 != scope.unwrap() {
780                     return None;
781                 }
782             }
783             if data.adjust(self, expn_id).is_some() {
784                 return None;
785             }
786             Some(scope)
787         })
788     }
789
790     /// Undo `glob_adjust` if possible:
791     ///
792     /// ```ignore (illustrative)
793     /// if let Some(privacy_checking_scope) = self.reverse_glob_adjust(expansion, glob_ctxt) {
794     ///     assert!(self.glob_adjust(expansion, glob_ctxt) == Some(privacy_checking_scope));
795     /// }
796     /// ```
797     pub fn reverse_glob_adjust(
798         &mut self,
799         expn_id: ExpnId,
800         glob_span: Span,
801     ) -> Option<Option<ExpnId>> {
802         HygieneData::with(|data| {
803             if data.adjust(self, expn_id).is_some() {
804                 return None;
805             }
806
807             let mut glob_ctxt = data.normalize_to_macros_2_0(glob_span.ctxt());
808             let mut marks = Vec::new();
809             while !data.is_descendant_of(expn_id, data.outer_expn(glob_ctxt)) {
810                 marks.push(data.remove_mark(&mut glob_ctxt));
811             }
812
813             let scope = marks.last().map(|mark| mark.0);
814             while let Some((expn_id, transparency)) = marks.pop() {
815                 *self = data.apply_mark(*self, expn_id, transparency);
816             }
817             Some(scope)
818         })
819     }
820
821     pub fn hygienic_eq(self, other: SyntaxContext, expn_id: ExpnId) -> bool {
822         HygieneData::with(|data| {
823             let mut self_normalized = data.normalize_to_macros_2_0(self);
824             data.adjust(&mut self_normalized, expn_id);
825             self_normalized == data.normalize_to_macros_2_0(other)
826         })
827     }
828
829     #[inline]
830     pub fn normalize_to_macros_2_0(self) -> SyntaxContext {
831         HygieneData::with(|data| data.normalize_to_macros_2_0(self))
832     }
833
834     #[inline]
835     pub fn normalize_to_macro_rules(self) -> SyntaxContext {
836         HygieneData::with(|data| data.normalize_to_macro_rules(self))
837     }
838
839     #[inline]
840     pub fn outer_expn(self) -> ExpnId {
841         HygieneData::with(|data| data.outer_expn(self))
842     }
843
844     /// `ctxt.outer_expn_data()` is equivalent to but faster than
845     /// `ctxt.outer_expn().expn_data()`.
846     #[inline]
847     pub fn outer_expn_data(self) -> ExpnData {
848         HygieneData::with(|data| data.expn_data(data.outer_expn(self)).clone())
849     }
850
851     #[inline]
852     pub fn outer_mark(self) -> (ExpnId, Transparency) {
853         HygieneData::with(|data| data.outer_mark(self))
854     }
855
856     pub fn dollar_crate_name(self) -> Symbol {
857         HygieneData::with(|data| data.syntax_context_data[self.0 as usize].dollar_crate_name)
858     }
859
860     pub fn edition(self) -> Edition {
861         HygieneData::with(|data| data.expn_data(data.outer_expn(self)).edition)
862     }
863 }
864
865 impl fmt::Debug for SyntaxContext {
866     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
867         write!(f, "#{}", self.0)
868     }
869 }
870
871 impl Span {
872     /// Creates a fresh expansion with given properties.
873     /// Expansions are normally created by macros, but in some cases expansions are created for
874     /// other compiler-generated code to set per-span properties like allowed unstable features.
875     /// The returned span belongs to the created expansion and has the new properties,
876     /// but its location is inherited from the current span.
877     pub fn fresh_expansion(self, expn_id: LocalExpnId) -> Span {
878         HygieneData::with(|data| {
879             self.with_ctxt(data.apply_mark(
880                 SyntaxContext::root(),
881                 expn_id.to_expn_id(),
882                 Transparency::Transparent,
883             ))
884         })
885     }
886
887     /// Reuses the span but adds information like the kind of the desugaring and features that are
888     /// allowed inside this span.
889     pub fn mark_with_reason(
890         self,
891         allow_internal_unstable: Option<Lrc<[Symbol]>>,
892         reason: DesugaringKind,
893         edition: Edition,
894         ctx: impl HashStableContext,
895     ) -> Span {
896         let expn_data = ExpnData {
897             allow_internal_unstable,
898             ..ExpnData::default(ExpnKind::Desugaring(reason), self, edition, None, None)
899         };
900         let expn_id = LocalExpnId::fresh(expn_data, ctx);
901         self.fresh_expansion(expn_id)
902     }
903 }
904
905 /// A subset of properties from both macro definition and macro call available through global data.
906 /// Avoid using this if you have access to the original definition or call structures.
907 #[derive(Clone, Debug, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
908 pub struct ExpnData {
909     // --- The part unique to each expansion.
910     /// The kind of this expansion - macro or compiler desugaring.
911     pub kind: ExpnKind,
912     /// The expansion that produced this expansion.
913     pub parent: ExpnId,
914     /// The location of the actual macro invocation or syntax sugar , e.g.
915     /// `let x = foo!();` or `if let Some(y) = x {}`
916     ///
917     /// This may recursively refer to other macro invocations, e.g., if
918     /// `foo!()` invoked `bar!()` internally, and there was an
919     /// expression inside `bar!`; the call_site of the expression in
920     /// the expansion would point to the `bar!` invocation; that
921     /// call_site span would have its own ExpnData, with the call_site
922     /// pointing to the `foo!` invocation.
923     pub call_site: Span,
924     /// Used to force two `ExpnData`s to have different `Fingerprint`s.
925     /// Due to macro expansion, it's possible to end up with two `ExpnId`s
926     /// that have identical `ExpnData`s. This violates the contract of `HashStable`
927     /// - the two `ExpnId`s are not equal, but their `Fingerprint`s are equal
928     /// (since the numerical `ExpnId` value is not considered by the `HashStable`
929     /// implementation).
930     ///
931     /// The `disambiguator` field is set by `update_disambiguator` when two distinct
932     /// `ExpnId`s would end up with the same `Fingerprint`. Since `ExpnData` includes
933     /// a `krate` field, this value only needs to be unique within a single crate.
934     disambiguator: u32,
935
936     // --- The part specific to the macro/desugaring definition.
937     // --- It may be reasonable to share this part between expansions with the same definition,
938     // --- but such sharing is known to bring some minor inconveniences without also bringing
939     // --- noticeable perf improvements (PR #62898).
940     /// The span of the macro definition (possibly dummy).
941     /// This span serves only informational purpose and is not used for resolution.
942     pub def_site: Span,
943     /// List of `#[unstable]`/feature-gated features that the macro is allowed to use
944     /// internally without forcing the whole crate to opt-in
945     /// to them.
946     pub allow_internal_unstable: Option<Lrc<[Symbol]>>,
947     /// Edition of the crate in which the macro is defined.
948     pub edition: Edition,
949     /// The `DefId` of the macro being invoked,
950     /// if this `ExpnData` corresponds to a macro invocation
951     pub macro_def_id: Option<DefId>,
952     /// The normal module (`mod`) in which the expanded macro was defined.
953     pub parent_module: Option<DefId>,
954     /// Suppresses the `unsafe_code` lint for code produced by this macro.
955     pub allow_internal_unsafe: bool,
956     /// Enables the macro helper hack (`ident!(...)` -> `$crate::ident!(...)`) for this macro.
957     pub local_inner_macros: bool,
958     /// Should debuginfo for the macro be collapsed to the outermost expansion site (in other
959     /// words, was the macro definition annotated with `#[collapse_debuginfo]`)?
960     pub collapse_debuginfo: bool,
961 }
962
963 impl !PartialEq for ExpnData {}
964 impl !Hash for ExpnData {}
965
966 impl ExpnData {
967     pub fn new(
968         kind: ExpnKind,
969         parent: ExpnId,
970         call_site: Span,
971         def_site: Span,
972         allow_internal_unstable: Option<Lrc<[Symbol]>>,
973         edition: Edition,
974         macro_def_id: Option<DefId>,
975         parent_module: Option<DefId>,
976         allow_internal_unsafe: bool,
977         local_inner_macros: bool,
978         collapse_debuginfo: bool,
979     ) -> ExpnData {
980         ExpnData {
981             kind,
982             parent,
983             call_site,
984             def_site,
985             allow_internal_unstable,
986             edition,
987             macro_def_id,
988             parent_module,
989             disambiguator: 0,
990             allow_internal_unsafe,
991             local_inner_macros,
992             collapse_debuginfo,
993         }
994     }
995
996     /// Constructs expansion data with default properties.
997     pub fn default(
998         kind: ExpnKind,
999         call_site: Span,
1000         edition: Edition,
1001         macro_def_id: Option<DefId>,
1002         parent_module: Option<DefId>,
1003     ) -> ExpnData {
1004         ExpnData {
1005             kind,
1006             parent: ExpnId::root(),
1007             call_site,
1008             def_site: DUMMY_SP,
1009             allow_internal_unstable: None,
1010             edition,
1011             macro_def_id,
1012             parent_module,
1013             disambiguator: 0,
1014             allow_internal_unsafe: false,
1015             local_inner_macros: false,
1016             collapse_debuginfo: false,
1017         }
1018     }
1019
1020     pub fn allow_unstable(
1021         kind: ExpnKind,
1022         call_site: Span,
1023         edition: Edition,
1024         allow_internal_unstable: Lrc<[Symbol]>,
1025         macro_def_id: Option<DefId>,
1026         parent_module: Option<DefId>,
1027     ) -> ExpnData {
1028         ExpnData {
1029             allow_internal_unstable: Some(allow_internal_unstable),
1030             ..ExpnData::default(kind, call_site, edition, macro_def_id, parent_module)
1031         }
1032     }
1033
1034     #[inline]
1035     pub fn is_root(&self) -> bool {
1036         matches!(self.kind, ExpnKind::Root)
1037     }
1038
1039     #[inline]
1040     fn hash_expn(&self, ctx: &mut impl HashStableContext) -> u64 {
1041         let mut hasher = StableHasher::new();
1042         self.hash_stable(ctx, &mut hasher);
1043         hasher.finish()
1044     }
1045 }
1046
1047 /// Expansion kind.
1048 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
1049 pub enum ExpnKind {
1050     /// No expansion, aka root expansion. Only `ExpnId::root()` has this kind.
1051     Root,
1052     /// Expansion produced by a macro.
1053     Macro(MacroKind, Symbol),
1054     /// Transform done by the compiler on the AST.
1055     AstPass(AstPass),
1056     /// Desugaring done by the compiler during HIR lowering.
1057     Desugaring(DesugaringKind),
1058     /// MIR inlining
1059     Inlined,
1060 }
1061
1062 impl ExpnKind {
1063     pub fn descr(&self) -> String {
1064         match *self {
1065             ExpnKind::Root => kw::PathRoot.to_string(),
1066             ExpnKind::Macro(macro_kind, name) => match macro_kind {
1067                 MacroKind::Bang => format!("{}!", name),
1068                 MacroKind::Attr => format!("#[{}]", name),
1069                 MacroKind::Derive => format!("#[derive({})]", name),
1070             },
1071             ExpnKind::AstPass(kind) => kind.descr().to_string(),
1072             ExpnKind::Desugaring(kind) => format!("desugaring of {}", kind.descr()),
1073             ExpnKind::Inlined => "inlined source".to_string(),
1074         }
1075     }
1076 }
1077
1078 /// The kind of macro invocation or definition.
1079 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Encodable, Decodable, Hash, Debug)]
1080 #[derive(HashStable_Generic)]
1081 pub enum MacroKind {
1082     /// A bang macro `foo!()`.
1083     Bang,
1084     /// An attribute macro `#[foo]`.
1085     Attr,
1086     /// A derive macro `#[derive(Foo)]`
1087     Derive,
1088 }
1089
1090 impl MacroKind {
1091     pub fn descr(self) -> &'static str {
1092         match self {
1093             MacroKind::Bang => "macro",
1094             MacroKind::Attr => "attribute macro",
1095             MacroKind::Derive => "derive macro",
1096         }
1097     }
1098
1099     pub fn descr_expected(self) -> &'static str {
1100         match self {
1101             MacroKind::Attr => "attribute",
1102             _ => self.descr(),
1103         }
1104     }
1105
1106     pub fn article(self) -> &'static str {
1107         match self {
1108             MacroKind::Attr => "an",
1109             _ => "a",
1110         }
1111     }
1112 }
1113
1114 /// The kind of AST transform.
1115 #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
1116 pub enum AstPass {
1117     StdImports,
1118     TestHarness,
1119     ProcMacroHarness,
1120 }
1121
1122 impl AstPass {
1123     pub fn descr(self) -> &'static str {
1124         match self {
1125             AstPass::StdImports => "standard library imports",
1126             AstPass::TestHarness => "test harness",
1127             AstPass::ProcMacroHarness => "proc macro harness",
1128         }
1129     }
1130 }
1131
1132 /// The kind of compiler desugaring.
1133 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Debug, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
1134 pub enum DesugaringKind {
1135     /// We desugar `if c { i } else { e }` to `match $ExprKind::Use(c) { true => i, _ => e }`.
1136     /// However, we do not want to blame `c` for unreachability but rather say that `i`
1137     /// is unreachable. This desugaring kind allows us to avoid blaming `c`.
1138     /// This also applies to `while` loops.
1139     CondTemporary,
1140     QuestionMark,
1141     TryBlock,
1142     YeetExpr,
1143     /// Desugaring of an `impl Trait` in return type position
1144     /// to an `type Foo = impl Trait;` and replacing the
1145     /// `impl Trait` with `Foo`.
1146     OpaqueTy,
1147     Async,
1148     Await,
1149     ForLoop,
1150     WhileLoop,
1151 }
1152
1153 impl DesugaringKind {
1154     /// The description wording should combine well with "desugaring of {}".
1155     pub fn descr(self) -> &'static str {
1156         match self {
1157             DesugaringKind::CondTemporary => "`if` or `while` condition",
1158             DesugaringKind::Async => "`async` block or function",
1159             DesugaringKind::Await => "`await` expression",
1160             DesugaringKind::QuestionMark => "operator `?`",
1161             DesugaringKind::TryBlock => "`try` block",
1162             DesugaringKind::YeetExpr => "`do yeet` expression",
1163             DesugaringKind::OpaqueTy => "`impl Trait`",
1164             DesugaringKind::ForLoop => "`for` loop",
1165             DesugaringKind::WhileLoop => "`while` loop",
1166         }
1167     }
1168 }
1169
1170 #[derive(Default)]
1171 pub struct HygieneEncodeContext {
1172     /// All `SyntaxContexts` for which we have written `SyntaxContextData` into crate metadata.
1173     /// This is `None` after we finish encoding `SyntaxContexts`, to ensure
1174     /// that we don't accidentally try to encode any more `SyntaxContexts`
1175     serialized_ctxts: Lock<FxHashSet<SyntaxContext>>,
1176     /// The `SyntaxContexts` that we have serialized (e.g. as a result of encoding `Spans`)
1177     /// in the most recent 'round' of serializing. Serializing `SyntaxContextData`
1178     /// may cause us to serialize more `SyntaxContext`s, so serialize in a loop
1179     /// until we reach a fixed point.
1180     latest_ctxts: Lock<FxHashSet<SyntaxContext>>,
1181
1182     serialized_expns: Lock<FxHashSet<ExpnId>>,
1183
1184     latest_expns: Lock<FxHashSet<ExpnId>>,
1185 }
1186
1187 impl HygieneEncodeContext {
1188     /// Record the fact that we need to serialize the corresponding `ExpnData`.
1189     pub fn schedule_expn_data_for_encoding(&self, expn: ExpnId) {
1190         if !self.serialized_expns.lock().contains(&expn) {
1191             self.latest_expns.lock().insert(expn);
1192         }
1193     }
1194
1195     pub fn encode<T>(
1196         &self,
1197         encoder: &mut T,
1198         mut encode_ctxt: impl FnMut(&mut T, u32, &SyntaxContextData),
1199         mut encode_expn: impl FnMut(&mut T, ExpnId, &ExpnData, ExpnHash),
1200     ) {
1201         // When we serialize a `SyntaxContextData`, we may end up serializing
1202         // a `SyntaxContext` that we haven't seen before
1203         while !self.latest_ctxts.lock().is_empty() || !self.latest_expns.lock().is_empty() {
1204             debug!(
1205                 "encode_hygiene: Serializing a round of {:?} SyntaxContextDatas: {:?}",
1206                 self.latest_ctxts.lock().len(),
1207                 self.latest_ctxts
1208             );
1209
1210             // Consume the current round of SyntaxContexts.
1211             // Drop the lock() temporary early
1212             let latest_ctxts = { std::mem::take(&mut *self.latest_ctxts.lock()) };
1213
1214             // It's fine to iterate over a HashMap, because the serialization
1215             // of the table that we insert data into doesn't depend on insertion
1216             // order
1217             #[allow(rustc::potential_query_instability)]
1218             for_all_ctxts_in(latest_ctxts.into_iter(), |index, ctxt, data| {
1219                 if self.serialized_ctxts.lock().insert(ctxt) {
1220                     encode_ctxt(encoder, index, data);
1221                 }
1222             });
1223
1224             let latest_expns = { std::mem::take(&mut *self.latest_expns.lock()) };
1225
1226             // Same as above, this is fine as we are inserting into a order-independent hashset
1227             #[allow(rustc::potential_query_instability)]
1228             for_all_expns_in(latest_expns.into_iter(), |expn, data, hash| {
1229                 if self.serialized_expns.lock().insert(expn) {
1230                     encode_expn(encoder, expn, data, hash);
1231                 }
1232             });
1233         }
1234         debug!("encode_hygiene: Done serializing SyntaxContextData");
1235     }
1236 }
1237
1238 #[derive(Default)]
1239 /// Additional information used to assist in decoding hygiene data
1240 pub struct HygieneDecodeContext {
1241     // Maps serialized `SyntaxContext` ids to a `SyntaxContext` in the current
1242     // global `HygieneData`. When we deserialize a `SyntaxContext`, we need to create
1243     // a new id in the global `HygieneData`. This map tracks the ID we end up picking,
1244     // so that multiple occurrences of the same serialized id are decoded to the same
1245     // `SyntaxContext`
1246     remapped_ctxts: Lock<Vec<Option<SyntaxContext>>>,
1247 }
1248
1249 /// Register an expansion which has been decoded from the on-disk-cache for the local crate.
1250 pub fn register_local_expn_id(data: ExpnData, hash: ExpnHash) -> ExpnId {
1251     HygieneData::with(|hygiene_data| {
1252         let expn_id = hygiene_data.local_expn_data.next_index();
1253         hygiene_data.local_expn_data.push(Some(data));
1254         let _eid = hygiene_data.local_expn_hashes.push(hash);
1255         debug_assert_eq!(expn_id, _eid);
1256
1257         let expn_id = expn_id.to_expn_id();
1258
1259         let _old_id = hygiene_data.expn_hash_to_expn_id.insert(hash, expn_id);
1260         debug_assert!(_old_id.is_none());
1261         expn_id
1262     })
1263 }
1264
1265 /// Register an expansion which has been decoded from the metadata of a foreign crate.
1266 pub fn register_expn_id(
1267     krate: CrateNum,
1268     local_id: ExpnIndex,
1269     data: ExpnData,
1270     hash: ExpnHash,
1271 ) -> ExpnId {
1272     debug_assert!(data.parent == ExpnId::root() || krate == data.parent.krate);
1273     let expn_id = ExpnId { krate, local_id };
1274     HygieneData::with(|hygiene_data| {
1275         let _old_data = hygiene_data.foreign_expn_data.insert(expn_id, data);
1276         debug_assert!(_old_data.is_none());
1277         let _old_hash = hygiene_data.foreign_expn_hashes.insert(expn_id, hash);
1278         debug_assert!(_old_hash.is_none());
1279         let _old_id = hygiene_data.expn_hash_to_expn_id.insert(hash, expn_id);
1280         debug_assert!(_old_id.is_none());
1281     });
1282     expn_id
1283 }
1284
1285 /// Decode an expansion from the metadata of a foreign crate.
1286 pub fn decode_expn_id(
1287     krate: CrateNum,
1288     index: u32,
1289     decode_data: impl FnOnce(ExpnId) -> (ExpnData, ExpnHash),
1290 ) -> ExpnId {
1291     if index == 0 {
1292         debug!("decode_expn_id: deserialized root");
1293         return ExpnId::root();
1294     }
1295
1296     let index = ExpnIndex::from_u32(index);
1297
1298     // This function is used to decode metadata, so it cannot decode information about LOCAL_CRATE.
1299     debug_assert_ne!(krate, LOCAL_CRATE);
1300     let expn_id = ExpnId { krate, local_id: index };
1301
1302     // Fast path if the expansion has already been decoded.
1303     if HygieneData::with(|hygiene_data| hygiene_data.foreign_expn_data.contains_key(&expn_id)) {
1304         return expn_id;
1305     }
1306
1307     // Don't decode the data inside `HygieneData::with`, since we need to recursively decode
1308     // other ExpnIds
1309     let (expn_data, hash) = decode_data(expn_id);
1310
1311     register_expn_id(krate, index, expn_data, hash)
1312 }
1313
1314 // Decodes `SyntaxContext`, using the provided `HygieneDecodeContext`
1315 // to track which `SyntaxContext`s we have already decoded.
1316 // The provided closure will be invoked to deserialize a `SyntaxContextData`
1317 // if we haven't already seen the id of the `SyntaxContext` we are deserializing.
1318 pub fn decode_syntax_context<D: Decoder, F: FnOnce(&mut D, u32) -> SyntaxContextData>(
1319     d: &mut D,
1320     context: &HygieneDecodeContext,
1321     decode_data: F,
1322 ) -> SyntaxContext {
1323     let raw_id: u32 = Decodable::decode(d);
1324     if raw_id == 0 {
1325         debug!("decode_syntax_context: deserialized root");
1326         // The root is special
1327         return SyntaxContext::root();
1328     }
1329
1330     let outer_ctxts = &context.remapped_ctxts;
1331
1332     // Ensure that the lock() temporary is dropped early
1333     {
1334         if let Some(ctxt) = outer_ctxts.lock().get(raw_id as usize).copied().flatten() {
1335             return ctxt;
1336         }
1337     }
1338
1339     // Allocate and store SyntaxContext id *before* calling the decoder function,
1340     // as the SyntaxContextData may reference itself.
1341     let new_ctxt = HygieneData::with(|hygiene_data| {
1342         let new_ctxt = SyntaxContext(hygiene_data.syntax_context_data.len() as u32);
1343         // Push a dummy SyntaxContextData to ensure that nobody else can get the
1344         // same ID as us. This will be overwritten after call `decode_Data`
1345         hygiene_data.syntax_context_data.push(SyntaxContextData {
1346             outer_expn: ExpnId::root(),
1347             outer_transparency: Transparency::Transparent,
1348             parent: SyntaxContext::root(),
1349             opaque: SyntaxContext::root(),
1350             opaque_and_semitransparent: SyntaxContext::root(),
1351             dollar_crate_name: kw::Empty,
1352         });
1353         let mut ctxts = outer_ctxts.lock();
1354         let new_len = raw_id as usize + 1;
1355         if ctxts.len() < new_len {
1356             ctxts.resize(new_len, None);
1357         }
1358         ctxts[raw_id as usize] = Some(new_ctxt);
1359         drop(ctxts);
1360         new_ctxt
1361     });
1362
1363     // Don't try to decode data while holding the lock, since we need to
1364     // be able to recursively decode a SyntaxContext
1365     let mut ctxt_data = decode_data(d, raw_id);
1366     // Reset `dollar_crate_name` so that it will be updated by `update_dollar_crate_names`
1367     // We don't care what the encoding crate set this to - we want to resolve it
1368     // from the perspective of the current compilation session
1369     ctxt_data.dollar_crate_name = kw::DollarCrate;
1370
1371     // Overwrite the dummy data with our decoded SyntaxContextData
1372     HygieneData::with(|hygiene_data| {
1373         let dummy = std::mem::replace(
1374             &mut hygiene_data.syntax_context_data[new_ctxt.as_u32() as usize],
1375             ctxt_data,
1376         );
1377         // Make sure nothing weird happening while `decode_data` was running
1378         assert_eq!(dummy.dollar_crate_name, kw::Empty);
1379     });
1380
1381     new_ctxt
1382 }
1383
1384 fn for_all_ctxts_in<F: FnMut(u32, SyntaxContext, &SyntaxContextData)>(
1385     ctxts: impl Iterator<Item = SyntaxContext>,
1386     mut f: F,
1387 ) {
1388     let all_data: Vec<_> = HygieneData::with(|data| {
1389         ctxts.map(|ctxt| (ctxt, data.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].clone())).collect()
1390     });
1391     for (ctxt, data) in all_data.into_iter() {
1392         f(ctxt.0, ctxt, &data);
1393     }
1394 }
1395
1396 fn for_all_expns_in(
1397     expns: impl Iterator<Item = ExpnId>,
1398     mut f: impl FnMut(ExpnId, &ExpnData, ExpnHash),
1399 ) {
1400     let all_data: Vec<_> = HygieneData::with(|data| {
1401         expns.map(|expn| (expn, data.expn_data(expn).clone(), data.expn_hash(expn))).collect()
1402     });
1403     for (expn, data, hash) in all_data.into_iter() {
1404         f(expn, &data, hash);
1405     }
1406 }
1407
1408 impl<E: Encoder> Encodable<E> for LocalExpnId {
1409     fn encode(&self, e: &mut E) {
1410         self.to_expn_id().encode(e);
1411     }
1412 }
1413
1414 impl<E: Encoder> Encodable<E> for ExpnId {
1415     default fn encode(&self, _: &mut E) {
1416         panic!("cannot encode `ExpnId` with `{}`", std::any::type_name::<E>());
1417     }
1418 }
1419
1420 impl<D: Decoder> Decodable<D> for LocalExpnId {
1421     fn decode(d: &mut D) -> Self {
1422         ExpnId::expect_local(ExpnId::decode(d))
1423     }
1424 }
1425
1426 impl<D: Decoder> Decodable<D> for ExpnId {
1427     default fn decode(_: &mut D) -> Self {
1428         panic!("cannot decode `ExpnId` with `{}`", std::any::type_name::<D>());
1429     }
1430 }
1431
1432 pub fn raw_encode_syntax_context<E: Encoder>(
1433     ctxt: SyntaxContext,
1434     context: &HygieneEncodeContext,
1435     e: &mut E,
1436 ) {
1437     if !context.serialized_ctxts.lock().contains(&ctxt) {
1438         context.latest_ctxts.lock().insert(ctxt);
1439     }
1440     ctxt.0.encode(e);
1441 }
1442
1443 impl<E: Encoder> Encodable<E> for SyntaxContext {
1444     default fn encode(&self, _: &mut E) {
1445         panic!("cannot encode `SyntaxContext` with `{}`", std::any::type_name::<E>());
1446     }
1447 }
1448
1449 impl<D: Decoder> Decodable<D> for SyntaxContext {
1450     default fn decode(_: &mut D) -> Self {
1451         panic!("cannot decode `SyntaxContext` with `{}`", std::any::type_name::<D>());
1452     }
1453 }
1454
1455 /// Updates the `disambiguator` field of the corresponding `ExpnData`
1456 /// such that the `Fingerprint` of the `ExpnData` does not collide with
1457 /// any other `ExpnIds`.
1458 ///
1459 /// This method is called only when an `ExpnData` is first associated
1460 /// with an `ExpnId` (when the `ExpnId` is initially constructed, or via
1461 /// `set_expn_data`). It is *not* called for foreign `ExpnId`s deserialized
1462 /// from another crate's metadata - since `ExpnHash` includes the stable crate id,
1463 /// collisions are only possible between `ExpnId`s within the same crate.
1464 fn update_disambiguator(expn_data: &mut ExpnData, mut ctx: impl HashStableContext) -> ExpnHash {
1465     // This disambiguator should not have been set yet.
1466     assert_eq!(
1467         expn_data.disambiguator, 0,
1468         "Already set disambiguator for ExpnData: {:?}",
1469         expn_data
1470     );
1471     assert_default_hashing_controls(&ctx, "ExpnData (disambiguator)");
1472     let mut expn_hash = expn_data.hash_expn(&mut ctx);
1473
1474     let disambiguator = HygieneData::with(|data| {
1475         // If this is the first ExpnData with a given hash, then keep our
1476         // disambiguator at 0 (the default u32 value)
1477         let disambig = data.expn_data_disambiguators.entry(expn_hash).or_default();
1478         let disambiguator = *disambig;
1479         *disambig += 1;
1480         disambiguator
1481     });
1482
1483     if disambiguator != 0 {
1484         debug!("Set disambiguator for expn_data={:?} expn_hash={:?}", expn_data, expn_hash);
1485
1486         expn_data.disambiguator = disambiguator;
1487         expn_hash = expn_data.hash_expn(&mut ctx);
1488
1489         // Verify that the new disambiguator makes the hash unique
1490         #[cfg(debug_assertions)]
1491         HygieneData::with(|data| {
1492             assert_eq!(
1493                 data.expn_data_disambiguators.get(&expn_hash),
1494                 None,
1495                 "Hash collision after disambiguator update!",
1496             );
1497         });
1498     }
1499
1500     ExpnHash::new(ctx.def_path_hash(LOCAL_CRATE.as_def_id()).stable_crate_id(), expn_hash)
1501 }
1502
1503 impl<CTX: HashStableContext> HashStable<CTX> for SyntaxContext {
1504     fn hash_stable(&self, ctx: &mut CTX, hasher: &mut StableHasher) {
1505         const TAG_EXPANSION: u8 = 0;
1506         const TAG_NO_EXPANSION: u8 = 1;
1507
1508         if *self == SyntaxContext::root() {
1509             TAG_NO_EXPANSION.hash_stable(ctx, hasher);
1510         } else {
1511             TAG_EXPANSION.hash_stable(ctx, hasher);
1512             let (expn_id, transparency) = self.outer_mark();
1513             expn_id.hash_stable(ctx, hasher);
1514             transparency.hash_stable(ctx, hasher);
1515         }
1516     }
1517 }
1518
1519 impl<CTX: HashStableContext> HashStable<CTX> for ExpnId {
1520     fn hash_stable(&self, ctx: &mut CTX, hasher: &mut StableHasher) {
1521         assert_default_hashing_controls(ctx, "ExpnId");
1522         let hash = if *self == ExpnId::root() {
1523             // Avoid fetching TLS storage for a trivial often-used value.
1524             Fingerprint::ZERO
1525         } else {
1526             self.expn_hash().0
1527         };
1528
1529         hash.hash_stable(ctx, hasher);
1530     }
1531 }