]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_span/src/hygiene.rs
Rollup merge of #106208 - compiler-errors:compare-item-region-err, r=estebank
[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     #[custom_encodable]
65     pub struct ExpnIndex {}
66 }
67
68 /// A unique ID associated with a macro invocation and expansion.
69 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
70 pub struct ExpnId {
71     pub krate: CrateNum,
72     pub local_id: ExpnIndex,
73 }
74
75 impl fmt::Debug for ExpnId {
76     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
77         // Generate crate_::{{expn_}}.
78         write!(f, "{:?}::{{{{expn{}}}}}", self.krate, self.local_id.as_u32())
79     }
80 }
81
82 rustc_index::newtype_index! {
83     /// A unique ID associated with a macro invocation and expansion.
84     #[custom_encodable]
85     #[no_ord_impl]
86     #[debug_format = "expn{}"]
87     pub struct LocalExpnId {}
88 }
89
90 // To ensure correctness of incremental compilation,
91 // `LocalExpnId` must not implement `Ord` or `PartialOrd`.
92 // See https://github.com/rust-lang/rust/issues/90317.
93 impl !Ord for LocalExpnId {}
94 impl !PartialOrd for LocalExpnId {}
95
96 /// Assert that the provided `HashStableContext` is configured with the 'default'
97 /// `HashingControls`. We should always have bailed out before getting to here
98 /// with a non-default mode. With this check in place, we can avoid the need
99 /// to maintain separate versions of `ExpnData` hashes for each permutation
100 /// of `HashingControls` settings.
101 fn assert_default_hashing_controls<CTX: HashStableContext>(ctx: &CTX, msg: &str) {
102     match ctx.hashing_controls() {
103         // Note that we require that `hash_spans` be set according to the global
104         // `-Z incremental-ignore-spans` option. Normally, this option is disabled,
105         // which will cause us to require that this method always be called with `Span` hashing
106         // enabled.
107         HashingControls { hash_spans }
108             if hash_spans == !ctx.unstable_opts_incremental_ignore_spans() => {}
109         other => panic!("Attempted hashing of {msg} with non-default HashingControls: {:?}", other),
110     }
111 }
112
113 /// A unique hash value associated to an expansion.
114 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
115 pub struct ExpnHash(Fingerprint);
116
117 impl ExpnHash {
118     /// Returns the [StableCrateId] identifying the crate this [ExpnHash]
119     /// originates from.
120     #[inline]
121     pub fn stable_crate_id(self) -> StableCrateId {
122         StableCrateId(self.0.as_value().0)
123     }
124
125     /// Returns the crate-local part of the [ExpnHash].
126     ///
127     /// Used for tests.
128     #[inline]
129     pub fn local_hash(self) -> u64 {
130         self.0.as_value().1
131     }
132
133     #[inline]
134     pub fn is_root(self) -> bool {
135         self.0 == Fingerprint::ZERO
136     }
137
138     /// Builds a new [ExpnHash] with the given [StableCrateId] and
139     /// `local_hash`, where `local_hash` must be unique within its crate.
140     fn new(stable_crate_id: StableCrateId, local_hash: u64) -> ExpnHash {
141         ExpnHash(Fingerprint::new(stable_crate_id.0, local_hash))
142     }
143 }
144
145 /// A property of a macro expansion that determines how identifiers
146 /// produced by that expansion are resolved.
147 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Hash, Debug, Encodable, Decodable)]
148 #[derive(HashStable_Generic)]
149 pub enum Transparency {
150     /// Identifier produced by a transparent expansion is always resolved at call-site.
151     /// Call-site spans in procedural macros, hygiene opt-out in `macro` should use this.
152     Transparent,
153     /// Identifier produced by a semi-transparent expansion may be resolved
154     /// either at call-site or at definition-site.
155     /// If it's a local variable, label or `$crate` then it's resolved at def-site.
156     /// Otherwise it's resolved at call-site.
157     /// `macro_rules` macros behave like this, built-in macros currently behave like this too,
158     /// but that's an implementation detail.
159     SemiTransparent,
160     /// Identifier produced by an opaque expansion is always resolved at definition-site.
161     /// Def-site spans in procedural macros, identifiers from `macro` by default use this.
162     Opaque,
163 }
164
165 impl LocalExpnId {
166     /// The ID of the theoretical expansion that generates freshly parsed, unexpanded AST.
167     pub const ROOT: LocalExpnId = LocalExpnId::from_u32(0);
168
169     #[inline]
170     pub fn from_raw(idx: ExpnIndex) -> LocalExpnId {
171         LocalExpnId::from_u32(idx.as_u32())
172     }
173
174     #[inline]
175     pub fn as_raw(self) -> ExpnIndex {
176         ExpnIndex::from_u32(self.as_u32())
177     }
178
179     pub fn fresh_empty() -> LocalExpnId {
180         HygieneData::with(|data| {
181             let expn_id = data.local_expn_data.push(None);
182             let _eid = data.local_expn_hashes.push(ExpnHash(Fingerprint::ZERO));
183             debug_assert_eq!(expn_id, _eid);
184             expn_id
185         })
186     }
187
188     pub fn fresh(mut expn_data: ExpnData, ctx: impl HashStableContext) -> LocalExpnId {
189         debug_assert_eq!(expn_data.parent.krate, LOCAL_CRATE);
190         let expn_hash = update_disambiguator(&mut expn_data, ctx);
191         HygieneData::with(|data| {
192             let expn_id = data.local_expn_data.push(Some(expn_data));
193             let _eid = data.local_expn_hashes.push(expn_hash);
194             debug_assert_eq!(expn_id, _eid);
195             let _old_id = data.expn_hash_to_expn_id.insert(expn_hash, expn_id.to_expn_id());
196             debug_assert!(_old_id.is_none());
197             expn_id
198         })
199     }
200
201     #[inline]
202     pub fn expn_hash(self) -> ExpnHash {
203         HygieneData::with(|data| data.local_expn_hash(self))
204     }
205
206     #[inline]
207     pub fn expn_data(self) -> ExpnData {
208         HygieneData::with(|data| data.local_expn_data(self).clone())
209     }
210
211     #[inline]
212     pub fn to_expn_id(self) -> ExpnId {
213         ExpnId { krate: LOCAL_CRATE, local_id: self.as_raw() }
214     }
215
216     #[inline]
217     pub fn set_expn_data(self, mut expn_data: ExpnData, ctx: impl HashStableContext) {
218         debug_assert_eq!(expn_data.parent.krate, LOCAL_CRATE);
219         let expn_hash = update_disambiguator(&mut expn_data, ctx);
220         HygieneData::with(|data| {
221             let old_expn_data = &mut data.local_expn_data[self];
222             assert!(old_expn_data.is_none(), "expansion data is reset for an expansion ID");
223             *old_expn_data = Some(expn_data);
224             debug_assert_eq!(data.local_expn_hashes[self].0, Fingerprint::ZERO);
225             data.local_expn_hashes[self] = expn_hash;
226             let _old_id = data.expn_hash_to_expn_id.insert(expn_hash, self.to_expn_id());
227             debug_assert!(_old_id.is_none());
228         });
229     }
230
231     #[inline]
232     pub fn is_descendant_of(self, ancestor: LocalExpnId) -> bool {
233         self.to_expn_id().is_descendant_of(ancestor.to_expn_id())
234     }
235
236     /// `expn_id.outer_expn_is_descendant_of(ctxt)` is equivalent to but faster than
237     /// `expn_id.is_descendant_of(ctxt.outer_expn())`.
238     #[inline]
239     pub fn outer_expn_is_descendant_of(self, ctxt: SyntaxContext) -> bool {
240         self.to_expn_id().outer_expn_is_descendant_of(ctxt)
241     }
242
243     /// Returns span for the macro which originally caused this expansion to happen.
244     ///
245     /// Stops backtracing at include! boundary.
246     #[inline]
247     pub fn expansion_cause(self) -> Option<Span> {
248         self.to_expn_id().expansion_cause()
249     }
250
251     #[inline]
252     #[track_caller]
253     pub fn parent(self) -> LocalExpnId {
254         self.expn_data().parent.as_local().unwrap()
255     }
256 }
257
258 impl ExpnId {
259     /// The ID of the theoretical expansion that generates freshly parsed, unexpanded AST.
260     /// Invariant: we do not create any ExpnId with local_id == 0 and krate != 0.
261     pub const fn root() -> ExpnId {
262         ExpnId { krate: LOCAL_CRATE, local_id: ExpnIndex::from_u32(0) }
263     }
264
265     #[inline]
266     pub fn expn_hash(self) -> ExpnHash {
267         HygieneData::with(|data| data.expn_hash(self))
268     }
269
270     #[inline]
271     pub fn from_hash(hash: ExpnHash) -> Option<ExpnId> {
272         HygieneData::with(|data| data.expn_hash_to_expn_id.get(&hash).copied())
273     }
274
275     #[inline]
276     pub fn as_local(self) -> Option<LocalExpnId> {
277         if self.krate == LOCAL_CRATE { Some(LocalExpnId::from_raw(self.local_id)) } else { None }
278     }
279
280     #[inline]
281     #[track_caller]
282     pub fn expect_local(self) -> LocalExpnId {
283         self.as_local().unwrap()
284     }
285
286     #[inline]
287     pub fn expn_data(self) -> ExpnData {
288         HygieneData::with(|data| data.expn_data(self).clone())
289     }
290
291     #[inline]
292     pub fn is_descendant_of(self, ancestor: ExpnId) -> bool {
293         // a few "fast path" cases to avoid locking HygieneData
294         if ancestor == ExpnId::root() || ancestor == self {
295             return true;
296         }
297         if ancestor.krate != self.krate {
298             return false;
299         }
300         HygieneData::with(|data| data.is_descendant_of(self, ancestor))
301     }
302
303     /// `expn_id.outer_expn_is_descendant_of(ctxt)` is equivalent to but faster than
304     /// `expn_id.is_descendant_of(ctxt.outer_expn())`.
305     pub fn outer_expn_is_descendant_of(self, ctxt: SyntaxContext) -> bool {
306         HygieneData::with(|data| data.is_descendant_of(self, data.outer_expn(ctxt)))
307     }
308
309     /// Returns span for the macro which originally caused this expansion to happen.
310     ///
311     /// Stops backtracing at include! boundary.
312     pub fn expansion_cause(mut self) -> Option<Span> {
313         let mut last_macro = None;
314         loop {
315             let expn_data = self.expn_data();
316             // Stop going up the backtrace once include! is encountered
317             if expn_data.is_root()
318                 || expn_data.kind == ExpnKind::Macro(MacroKind::Bang, sym::include)
319                 || expn_data.kind == ExpnKind::Inlined
320             {
321                 break;
322             }
323             self = expn_data.call_site.ctxt().outer_expn();
324             last_macro = Some(expn_data.call_site);
325         }
326         last_macro
327     }
328 }
329
330 #[derive(Debug)]
331 pub struct HygieneData {
332     /// Each expansion should have an associated expansion data, but sometimes there's a delay
333     /// between creation of an expansion ID and obtaining its data (e.g. macros are collected
334     /// first and then resolved later), so we use an `Option` here.
335     local_expn_data: IndexVec<LocalExpnId, Option<ExpnData>>,
336     local_expn_hashes: IndexVec<LocalExpnId, ExpnHash>,
337     /// Data and hash information from external crates.  We may eventually want to remove these
338     /// maps, and fetch the information directly from the other crate's metadata like DefIds do.
339     foreign_expn_data: FxHashMap<ExpnId, ExpnData>,
340     foreign_expn_hashes: FxHashMap<ExpnId, ExpnHash>,
341     expn_hash_to_expn_id: UnhashMap<ExpnHash, ExpnId>,
342     syntax_context_data: Vec<SyntaxContextData>,
343     syntax_context_map: FxHashMap<(SyntaxContext, ExpnId, Transparency), SyntaxContext>,
344     /// Maps the `local_hash` of an `ExpnData` to the next disambiguator value.
345     /// This is used by `update_disambiguator` to keep track of which `ExpnData`s
346     /// would have collisions without a disambiguator.
347     /// The keys of this map are always computed with `ExpnData.disambiguator`
348     /// set to 0.
349     expn_data_disambiguators: FxHashMap<u64, u32>,
350 }
351
352 impl HygieneData {
353     pub(crate) fn new(edition: Edition) -> Self {
354         let root_data = ExpnData::default(
355             ExpnKind::Root,
356             DUMMY_SP,
357             edition,
358             Some(CRATE_DEF_ID.to_def_id()),
359             None,
360         );
361
362         HygieneData {
363             local_expn_data: IndexVec::from_elem_n(Some(root_data), 1),
364             local_expn_hashes: IndexVec::from_elem_n(ExpnHash(Fingerprint::ZERO), 1),
365             foreign_expn_data: FxHashMap::default(),
366             foreign_expn_hashes: FxHashMap::default(),
367             expn_hash_to_expn_id: std::iter::once((ExpnHash(Fingerprint::ZERO), ExpnId::root()))
368                 .collect(),
369             syntax_context_data: vec![SyntaxContextData {
370                 outer_expn: ExpnId::root(),
371                 outer_transparency: Transparency::Opaque,
372                 parent: SyntaxContext(0),
373                 opaque: SyntaxContext(0),
374                 opaque_and_semitransparent: SyntaxContext(0),
375                 dollar_crate_name: kw::DollarCrate,
376             }],
377             syntax_context_map: FxHashMap::default(),
378             expn_data_disambiguators: FxHashMap::default(),
379         }
380     }
381
382     pub fn with<T, F: FnOnce(&mut HygieneData) -> T>(f: F) -> T {
383         with_session_globals(|session_globals| f(&mut session_globals.hygiene_data.borrow_mut()))
384     }
385
386     #[inline]
387     fn local_expn_hash(&self, expn_id: LocalExpnId) -> ExpnHash {
388         self.local_expn_hashes[expn_id]
389     }
390
391     #[inline]
392     fn expn_hash(&self, expn_id: ExpnId) -> ExpnHash {
393         match expn_id.as_local() {
394             Some(expn_id) => self.local_expn_hashes[expn_id],
395             None => self.foreign_expn_hashes[&expn_id],
396         }
397     }
398
399     fn local_expn_data(&self, expn_id: LocalExpnId) -> &ExpnData {
400         self.local_expn_data[expn_id].as_ref().expect("no expansion data for an expansion ID")
401     }
402
403     fn expn_data(&self, expn_id: ExpnId) -> &ExpnData {
404         if let Some(expn_id) = expn_id.as_local() {
405             self.local_expn_data[expn_id].as_ref().expect("no expansion data for an expansion ID")
406         } else {
407             &self.foreign_expn_data[&expn_id]
408         }
409     }
410
411     fn is_descendant_of(&self, mut expn_id: ExpnId, ancestor: ExpnId) -> bool {
412         // a couple "fast path" cases to avoid traversing parents in the loop below
413         if ancestor == ExpnId::root() {
414             return true;
415         }
416         if expn_id.krate != ancestor.krate {
417             return false;
418         }
419         loop {
420             if expn_id == ancestor {
421                 return true;
422             }
423             if expn_id == ExpnId::root() {
424                 return false;
425             }
426             expn_id = self.expn_data(expn_id).parent;
427         }
428     }
429
430     fn normalize_to_macros_2_0(&self, ctxt: SyntaxContext) -> SyntaxContext {
431         self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].opaque
432     }
433
434     fn normalize_to_macro_rules(&self, ctxt: SyntaxContext) -> SyntaxContext {
435         self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].opaque_and_semitransparent
436     }
437
438     fn outer_expn(&self, ctxt: SyntaxContext) -> ExpnId {
439         self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].outer_expn
440     }
441
442     fn outer_mark(&self, ctxt: SyntaxContext) -> (ExpnId, Transparency) {
443         let data = &self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize];
444         (data.outer_expn, data.outer_transparency)
445     }
446
447     fn parent_ctxt(&self, ctxt: SyntaxContext) -> SyntaxContext {
448         self.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].parent
449     }
450
451     fn remove_mark(&self, ctxt: &mut SyntaxContext) -> (ExpnId, Transparency) {
452         let outer_mark = self.outer_mark(*ctxt);
453         *ctxt = self.parent_ctxt(*ctxt);
454         outer_mark
455     }
456
457     fn marks(&self, mut ctxt: SyntaxContext) -> Vec<(ExpnId, Transparency)> {
458         let mut marks = Vec::new();
459         while ctxt != SyntaxContext::root() {
460             debug!("marks: getting parent of {:?}", ctxt);
461             marks.push(self.outer_mark(ctxt));
462             ctxt = self.parent_ctxt(ctxt);
463         }
464         marks.reverse();
465         marks
466     }
467
468     fn walk_chain(&self, mut span: Span, to: SyntaxContext) -> Span {
469         debug!("walk_chain({:?}, {:?})", span, to);
470         debug!("walk_chain: span ctxt = {:?}", span.ctxt());
471         while span.from_expansion() && span.ctxt() != to {
472             let outer_expn = self.outer_expn(span.ctxt());
473             debug!("walk_chain({:?}): outer_expn={:?}", span, outer_expn);
474             let expn_data = self.expn_data(outer_expn);
475             debug!("walk_chain({:?}): expn_data={:?}", span, expn_data);
476             span = expn_data.call_site;
477         }
478         span
479     }
480
481     fn adjust(&self, ctxt: &mut SyntaxContext, expn_id: ExpnId) -> Option<ExpnId> {
482         let mut scope = None;
483         while !self.is_descendant_of(expn_id, self.outer_expn(*ctxt)) {
484             scope = Some(self.remove_mark(ctxt).0);
485         }
486         scope
487     }
488
489     fn apply_mark(
490         &mut self,
491         ctxt: SyntaxContext,
492         expn_id: ExpnId,
493         transparency: Transparency,
494     ) -> SyntaxContext {
495         assert_ne!(expn_id, ExpnId::root());
496         if transparency == Transparency::Opaque {
497             return self.apply_mark_internal(ctxt, expn_id, transparency);
498         }
499
500         let call_site_ctxt = self.expn_data(expn_id).call_site.ctxt();
501         let mut call_site_ctxt = if transparency == Transparency::SemiTransparent {
502             self.normalize_to_macros_2_0(call_site_ctxt)
503         } else {
504             self.normalize_to_macro_rules(call_site_ctxt)
505         };
506
507         if call_site_ctxt == SyntaxContext::root() {
508             return self.apply_mark_internal(ctxt, expn_id, transparency);
509         }
510
511         // Otherwise, `expn_id` is a macros 1.0 definition and the call site is in a
512         // macros 2.0 expansion, i.e., a macros 1.0 invocation is in a macros 2.0 definition.
513         //
514         // In this case, the tokens from the macros 1.0 definition inherit the hygiene
515         // at their invocation. That is, we pretend that the macros 1.0 definition
516         // was defined at its invocation (i.e., inside the macros 2.0 definition)
517         // so that the macros 2.0 definition remains hygienic.
518         //
519         // See the example at `test/ui/hygiene/legacy_interaction.rs`.
520         for (expn_id, transparency) in self.marks(ctxt) {
521             call_site_ctxt = self.apply_mark_internal(call_site_ctxt, expn_id, transparency);
522         }
523         self.apply_mark_internal(call_site_ctxt, expn_id, transparency)
524     }
525
526     fn apply_mark_internal(
527         &mut self,
528         ctxt: SyntaxContext,
529         expn_id: ExpnId,
530         transparency: Transparency,
531     ) -> SyntaxContext {
532         let syntax_context_data = &mut self.syntax_context_data;
533         let mut opaque = syntax_context_data[ctxt.0 as usize].opaque;
534         let mut opaque_and_semitransparent =
535             syntax_context_data[ctxt.0 as usize].opaque_and_semitransparent;
536
537         if transparency >= Transparency::Opaque {
538             let parent = opaque;
539             opaque = *self
540                 .syntax_context_map
541                 .entry((parent, expn_id, transparency))
542                 .or_insert_with(|| {
543                     let new_opaque = SyntaxContext(syntax_context_data.len() as u32);
544                     syntax_context_data.push(SyntaxContextData {
545                         outer_expn: expn_id,
546                         outer_transparency: transparency,
547                         parent,
548                         opaque: new_opaque,
549                         opaque_and_semitransparent: new_opaque,
550                         dollar_crate_name: kw::DollarCrate,
551                     });
552                     new_opaque
553                 });
554         }
555
556         if transparency >= Transparency::SemiTransparent {
557             let parent = opaque_and_semitransparent;
558             opaque_and_semitransparent = *self
559                 .syntax_context_map
560                 .entry((parent, expn_id, transparency))
561                 .or_insert_with(|| {
562                     let new_opaque_and_semitransparent =
563                         SyntaxContext(syntax_context_data.len() as u32);
564                     syntax_context_data.push(SyntaxContextData {
565                         outer_expn: expn_id,
566                         outer_transparency: transparency,
567                         parent,
568                         opaque,
569                         opaque_and_semitransparent: new_opaque_and_semitransparent,
570                         dollar_crate_name: kw::DollarCrate,
571                     });
572                     new_opaque_and_semitransparent
573                 });
574         }
575
576         let parent = ctxt;
577         *self.syntax_context_map.entry((parent, expn_id, transparency)).or_insert_with(|| {
578             let new_opaque_and_semitransparent_and_transparent =
579                 SyntaxContext(syntax_context_data.len() as u32);
580             syntax_context_data.push(SyntaxContextData {
581                 outer_expn: expn_id,
582                 outer_transparency: transparency,
583                 parent,
584                 opaque,
585                 opaque_and_semitransparent,
586                 dollar_crate_name: kw::DollarCrate,
587             });
588             new_opaque_and_semitransparent_and_transparent
589         })
590     }
591 }
592
593 pub fn clear_syntax_context_map() {
594     HygieneData::with(|data| data.syntax_context_map = FxHashMap::default());
595 }
596
597 pub fn walk_chain(span: Span, to: SyntaxContext) -> Span {
598     HygieneData::with(|data| data.walk_chain(span, to))
599 }
600
601 pub fn update_dollar_crate_names(mut get_name: impl FnMut(SyntaxContext) -> Symbol) {
602     // The new contexts that need updating are at the end of the list and have `$crate` as a name.
603     let (len, to_update) = HygieneData::with(|data| {
604         (
605             data.syntax_context_data.len(),
606             data.syntax_context_data
607                 .iter()
608                 .rev()
609                 .take_while(|scdata| scdata.dollar_crate_name == kw::DollarCrate)
610                 .count(),
611         )
612     });
613     // The callback must be called from outside of the `HygieneData` lock,
614     // since it will try to acquire it too.
615     let range_to_update = len - to_update..len;
616     let names: Vec<_> =
617         range_to_update.clone().map(|idx| get_name(SyntaxContext::from_u32(idx as u32))).collect();
618     HygieneData::with(|data| {
619         range_to_update.zip(names).for_each(|(idx, name)| {
620             data.syntax_context_data[idx].dollar_crate_name = name;
621         })
622     })
623 }
624
625 pub fn debug_hygiene_data(verbose: bool) -> String {
626     HygieneData::with(|data| {
627         if verbose {
628             format!("{:#?}", data)
629         } else {
630             let mut s = String::from("Expansions:");
631             let mut debug_expn_data = |(id, expn_data): (&ExpnId, &ExpnData)| {
632                 s.push_str(&format!(
633                     "\n{:?}: parent: {:?}, call_site_ctxt: {:?}, def_site_ctxt: {:?}, kind: {:?}",
634                     id,
635                     expn_data.parent,
636                     expn_data.call_site.ctxt(),
637                     expn_data.def_site.ctxt(),
638                     expn_data.kind,
639                 ))
640             };
641             data.local_expn_data.iter_enumerated().for_each(|(id, expn_data)| {
642                 let expn_data = expn_data.as_ref().expect("no expansion data for an expansion ID");
643                 debug_expn_data((&id.to_expn_id(), expn_data))
644             });
645
646             // Sort the hash map for more reproducible output.
647             // Because of this, it is fine to rely on the unstable iteration order of the map.
648             #[allow(rustc::potential_query_instability)]
649             let mut foreign_expn_data: Vec<_> = data.foreign_expn_data.iter().collect();
650             foreign_expn_data.sort_by_key(|(id, _)| (id.krate, id.local_id));
651             foreign_expn_data.into_iter().for_each(debug_expn_data);
652             s.push_str("\n\nSyntaxContexts:");
653             data.syntax_context_data.iter().enumerate().for_each(|(id, ctxt)| {
654                 s.push_str(&format!(
655                     "\n#{}: parent: {:?}, outer_mark: ({:?}, {:?})",
656                     id, ctxt.parent, ctxt.outer_expn, ctxt.outer_transparency,
657                 ));
658             });
659             s
660         }
661     })
662 }
663
664 impl SyntaxContext {
665     #[inline]
666     pub const fn root() -> Self {
667         SyntaxContext(0)
668     }
669
670     #[inline]
671     pub(crate) fn as_u32(self) -> u32 {
672         self.0
673     }
674
675     #[inline]
676     pub(crate) fn from_u32(raw: u32) -> SyntaxContext {
677         SyntaxContext(raw)
678     }
679
680     /// Extend a syntax context with a given expansion and transparency.
681     pub(crate) fn apply_mark(self, expn_id: ExpnId, transparency: Transparency) -> SyntaxContext {
682         HygieneData::with(|data| data.apply_mark(self, expn_id, transparency))
683     }
684
685     /// Pulls a single mark off of the syntax context. This effectively moves the
686     /// context up one macro definition level. That is, if we have a nested macro
687     /// definition as follows:
688     ///
689     /// ```ignore (illustrative)
690     /// macro_rules! f {
691     ///    macro_rules! g {
692     ///        ...
693     ///    }
694     /// }
695     /// ```
696     ///
697     /// and we have a SyntaxContext that is referring to something declared by an invocation
698     /// of g (call it g1), calling remove_mark will result in the SyntaxContext for the
699     /// invocation of f that created g1.
700     /// Returns the mark that was removed.
701     pub fn remove_mark(&mut self) -> ExpnId {
702         HygieneData::with(|data| data.remove_mark(self).0)
703     }
704
705     pub fn marks(self) -> Vec<(ExpnId, Transparency)> {
706         HygieneData::with(|data| data.marks(self))
707     }
708
709     /// Adjust this context for resolution in a scope created by the given expansion.
710     /// For example, consider the following three resolutions of `f`:
711     ///
712     /// ```rust
713     /// #![feature(decl_macro)]
714     /// mod foo { pub fn f() {} } // `f`'s `SyntaxContext` is empty.
715     /// m!(f);
716     /// macro m($f:ident) {
717     ///     mod bar {
718     ///         pub fn f() {} // `f`'s `SyntaxContext` has a single `ExpnId` from `m`.
719     ///         pub fn $f() {} // `$f`'s `SyntaxContext` is empty.
720     ///     }
721     ///     foo::f(); // `f`'s `SyntaxContext` has a single `ExpnId` from `m`
722     ///     //^ Since `mod foo` is outside this expansion, `adjust` removes the mark from `f`,
723     ///     //| and it resolves to `::foo::f`.
724     ///     bar::f(); // `f`'s `SyntaxContext` has a single `ExpnId` from `m`
725     ///     //^ Since `mod bar` not outside this expansion, `adjust` does not change `f`,
726     ///     //| and it resolves to `::bar::f`.
727     ///     bar::$f(); // `f`'s `SyntaxContext` is empty.
728     ///     //^ Since `mod bar` is not outside this expansion, `adjust` does not change `$f`,
729     ///     //| and it resolves to `::bar::$f`.
730     /// }
731     /// ```
732     /// This returns the expansion whose definition scope we use to privacy check the resolution,
733     /// or `None` if we privacy check as usual (i.e., not w.r.t. a macro definition scope).
734     pub fn adjust(&mut self, expn_id: ExpnId) -> Option<ExpnId> {
735         HygieneData::with(|data| data.adjust(self, expn_id))
736     }
737
738     /// Like `SyntaxContext::adjust`, but also normalizes `self` to macros 2.0.
739     pub fn normalize_to_macros_2_0_and_adjust(&mut self, expn_id: ExpnId) -> Option<ExpnId> {
740         HygieneData::with(|data| {
741             *self = data.normalize_to_macros_2_0(*self);
742             data.adjust(self, expn_id)
743         })
744     }
745
746     /// Adjust this context for resolution in a scope created by the given expansion
747     /// via a glob import with the given `SyntaxContext`.
748     /// For example:
749     ///
750     /// ```compile_fail,E0425
751     /// #![feature(decl_macro)]
752     /// m!(f);
753     /// macro m($i:ident) {
754     ///     mod foo {
755     ///         pub fn f() {} // `f`'s `SyntaxContext` has a single `ExpnId` from `m`.
756     ///         pub fn $i() {} // `$i`'s `SyntaxContext` is empty.
757     ///     }
758     ///     n!(f);
759     ///     macro n($j:ident) {
760     ///         use foo::*;
761     ///         f(); // `f`'s `SyntaxContext` has a mark from `m` and a mark from `n`
762     ///         //^ `glob_adjust` removes the mark from `n`, so this resolves to `foo::f`.
763     ///         $i(); // `$i`'s `SyntaxContext` has a mark from `n`
764     ///         //^ `glob_adjust` removes the mark from `n`, so this resolves to `foo::$i`.
765     ///         $j(); // `$j`'s `SyntaxContext` has a mark from `m`
766     ///         //^ This cannot be glob-adjusted, so this is a resolution error.
767     ///     }
768     /// }
769     /// ```
770     /// This returns `None` if the context cannot be glob-adjusted.
771     /// Otherwise, it returns the scope to use when privacy checking (see `adjust` for details).
772     pub fn glob_adjust(&mut self, expn_id: ExpnId, glob_span: Span) -> Option<Option<ExpnId>> {
773         HygieneData::with(|data| {
774             let mut scope = None;
775             let mut glob_ctxt = data.normalize_to_macros_2_0(glob_span.ctxt());
776             while !data.is_descendant_of(expn_id, data.outer_expn(glob_ctxt)) {
777                 scope = Some(data.remove_mark(&mut glob_ctxt).0);
778                 if data.remove_mark(self).0 != scope.unwrap() {
779                     return None;
780                 }
781             }
782             if data.adjust(self, expn_id).is_some() {
783                 return None;
784             }
785             Some(scope)
786         })
787     }
788
789     /// Undo `glob_adjust` if possible:
790     ///
791     /// ```ignore (illustrative)
792     /// if let Some(privacy_checking_scope) = self.reverse_glob_adjust(expansion, glob_ctxt) {
793     ///     assert!(self.glob_adjust(expansion, glob_ctxt) == Some(privacy_checking_scope));
794     /// }
795     /// ```
796     pub fn reverse_glob_adjust(
797         &mut self,
798         expn_id: ExpnId,
799         glob_span: Span,
800     ) -> Option<Option<ExpnId>> {
801         HygieneData::with(|data| {
802             if data.adjust(self, expn_id).is_some() {
803                 return None;
804             }
805
806             let mut glob_ctxt = data.normalize_to_macros_2_0(glob_span.ctxt());
807             let mut marks = Vec::new();
808             while !data.is_descendant_of(expn_id, data.outer_expn(glob_ctxt)) {
809                 marks.push(data.remove_mark(&mut glob_ctxt));
810             }
811
812             let scope = marks.last().map(|mark| mark.0);
813             while let Some((expn_id, transparency)) = marks.pop() {
814                 *self = data.apply_mark(*self, expn_id, transparency);
815             }
816             Some(scope)
817         })
818     }
819
820     pub fn hygienic_eq(self, other: SyntaxContext, expn_id: ExpnId) -> bool {
821         HygieneData::with(|data| {
822             let mut self_normalized = data.normalize_to_macros_2_0(self);
823             data.adjust(&mut self_normalized, expn_id);
824             self_normalized == data.normalize_to_macros_2_0(other)
825         })
826     }
827
828     #[inline]
829     pub fn normalize_to_macros_2_0(self) -> SyntaxContext {
830         HygieneData::with(|data| data.normalize_to_macros_2_0(self))
831     }
832
833     #[inline]
834     pub fn normalize_to_macro_rules(self) -> SyntaxContext {
835         HygieneData::with(|data| data.normalize_to_macro_rules(self))
836     }
837
838     #[inline]
839     pub fn outer_expn(self) -> ExpnId {
840         HygieneData::with(|data| data.outer_expn(self))
841     }
842
843     /// `ctxt.outer_expn_data()` is equivalent to but faster than
844     /// `ctxt.outer_expn().expn_data()`.
845     #[inline]
846     pub fn outer_expn_data(self) -> ExpnData {
847         HygieneData::with(|data| data.expn_data(data.outer_expn(self)).clone())
848     }
849
850     #[inline]
851     pub fn outer_mark(self) -> (ExpnId, Transparency) {
852         HygieneData::with(|data| data.outer_mark(self))
853     }
854
855     pub fn dollar_crate_name(self) -> Symbol {
856         HygieneData::with(|data| data.syntax_context_data[self.0 as usize].dollar_crate_name)
857     }
858
859     pub fn edition(self) -> Edition {
860         HygieneData::with(|data| data.expn_data(data.outer_expn(self)).edition)
861     }
862 }
863
864 impl fmt::Debug for SyntaxContext {
865     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
866         write!(f, "#{}", self.0)
867     }
868 }
869
870 impl Span {
871     /// Creates a fresh expansion with given properties.
872     /// Expansions are normally created by macros, but in some cases expansions are created for
873     /// other compiler-generated code to set per-span properties like allowed unstable features.
874     /// The returned span belongs to the created expansion and has the new properties,
875     /// but its location is inherited from the current span.
876     pub fn fresh_expansion(self, expn_id: LocalExpnId) -> Span {
877         HygieneData::with(|data| {
878             self.with_ctxt(data.apply_mark(
879                 SyntaxContext::root(),
880                 expn_id.to_expn_id(),
881                 Transparency::Transparent,
882             ))
883         })
884     }
885
886     /// Reuses the span but adds information like the kind of the desugaring and features that are
887     /// allowed inside this span.
888     pub fn mark_with_reason(
889         self,
890         allow_internal_unstable: Option<Lrc<[Symbol]>>,
891         reason: DesugaringKind,
892         edition: Edition,
893         ctx: impl HashStableContext,
894     ) -> Span {
895         let expn_data = ExpnData {
896             allow_internal_unstable,
897             ..ExpnData::default(ExpnKind::Desugaring(reason), self, edition, None, None)
898         };
899         let expn_id = LocalExpnId::fresh(expn_data, ctx);
900         self.fresh_expansion(expn_id)
901     }
902 }
903
904 /// A subset of properties from both macro definition and macro call available through global data.
905 /// Avoid using this if you have access to the original definition or call structures.
906 #[derive(Clone, Debug, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
907 pub struct ExpnData {
908     // --- The part unique to each expansion.
909     /// The kind of this expansion - macro or compiler desugaring.
910     pub kind: ExpnKind,
911     /// The expansion that produced this expansion.
912     pub parent: ExpnId,
913     /// The location of the actual macro invocation or syntax sugar , e.g.
914     /// `let x = foo!();` or `if let Some(y) = x {}`
915     ///
916     /// This may recursively refer to other macro invocations, e.g., if
917     /// `foo!()` invoked `bar!()` internally, and there was an
918     /// expression inside `bar!`; the call_site of the expression in
919     /// the expansion would point to the `bar!` invocation; that
920     /// call_site span would have its own ExpnData, with the call_site
921     /// pointing to the `foo!` invocation.
922     pub call_site: Span,
923     /// Used to force two `ExpnData`s to have different `Fingerprint`s.
924     /// Due to macro expansion, it's possible to end up with two `ExpnId`s
925     /// that have identical `ExpnData`s. This violates the contract of `HashStable`
926     /// - the two `ExpnId`s are not equal, but their `Fingerprint`s are equal
927     /// (since the numerical `ExpnId` value is not considered by the `HashStable`
928     /// implementation).
929     ///
930     /// The `disambiguator` field is set by `update_disambiguator` when two distinct
931     /// `ExpnId`s would end up with the same `Fingerprint`. Since `ExpnData` includes
932     /// a `krate` field, this value only needs to be unique within a single crate.
933     disambiguator: u32,
934
935     // --- The part specific to the macro/desugaring definition.
936     // --- It may be reasonable to share this part between expansions with the same definition,
937     // --- but such sharing is known to bring some minor inconveniences without also bringing
938     // --- noticeable perf improvements (PR #62898).
939     /// The span of the macro definition (possibly dummy).
940     /// This span serves only informational purpose and is not used for resolution.
941     pub def_site: Span,
942     /// List of `#[unstable]`/feature-gated features that the macro is allowed to use
943     /// internally without forcing the whole crate to opt-in
944     /// to them.
945     pub allow_internal_unstable: Option<Lrc<[Symbol]>>,
946     /// Edition of the crate in which the macro is defined.
947     pub edition: Edition,
948     /// The `DefId` of the macro being invoked,
949     /// if this `ExpnData` corresponds to a macro invocation
950     pub macro_def_id: Option<DefId>,
951     /// The normal module (`mod`) in which the expanded macro was defined.
952     pub parent_module: Option<DefId>,
953     /// Suppresses the `unsafe_code` lint for code produced by this macro.
954     pub allow_internal_unsafe: bool,
955     /// Enables the macro helper hack (`ident!(...)` -> `$crate::ident!(...)`) for this macro.
956     pub local_inner_macros: bool,
957     /// Should debuginfo for the macro be collapsed to the outermost expansion site (in other
958     /// words, was the macro definition annotated with `#[collapse_debuginfo]`)?
959     pub collapse_debuginfo: bool,
960 }
961
962 impl !PartialEq for ExpnData {}
963 impl !Hash for ExpnData {}
964
965 impl ExpnData {
966     pub fn new(
967         kind: ExpnKind,
968         parent: ExpnId,
969         call_site: Span,
970         def_site: Span,
971         allow_internal_unstable: Option<Lrc<[Symbol]>>,
972         edition: Edition,
973         macro_def_id: Option<DefId>,
974         parent_module: Option<DefId>,
975         allow_internal_unsafe: bool,
976         local_inner_macros: bool,
977         collapse_debuginfo: bool,
978     ) -> ExpnData {
979         ExpnData {
980             kind,
981             parent,
982             call_site,
983             def_site,
984             allow_internal_unstable,
985             edition,
986             macro_def_id,
987             parent_module,
988             disambiguator: 0,
989             allow_internal_unsafe,
990             local_inner_macros,
991             collapse_debuginfo,
992         }
993     }
994
995     /// Constructs expansion data with default properties.
996     pub fn default(
997         kind: ExpnKind,
998         call_site: Span,
999         edition: Edition,
1000         macro_def_id: Option<DefId>,
1001         parent_module: Option<DefId>,
1002     ) -> ExpnData {
1003         ExpnData {
1004             kind,
1005             parent: ExpnId::root(),
1006             call_site,
1007             def_site: DUMMY_SP,
1008             allow_internal_unstable: None,
1009             edition,
1010             macro_def_id,
1011             parent_module,
1012             disambiguator: 0,
1013             allow_internal_unsafe: false,
1014             local_inner_macros: false,
1015             collapse_debuginfo: false,
1016         }
1017     }
1018
1019     pub fn allow_unstable(
1020         kind: ExpnKind,
1021         call_site: Span,
1022         edition: Edition,
1023         allow_internal_unstable: Lrc<[Symbol]>,
1024         macro_def_id: Option<DefId>,
1025         parent_module: Option<DefId>,
1026     ) -> ExpnData {
1027         ExpnData {
1028             allow_internal_unstable: Some(allow_internal_unstable),
1029             ..ExpnData::default(kind, call_site, edition, macro_def_id, parent_module)
1030         }
1031     }
1032
1033     #[inline]
1034     pub fn is_root(&self) -> bool {
1035         matches!(self.kind, ExpnKind::Root)
1036     }
1037
1038     #[inline]
1039     fn hash_expn(&self, ctx: &mut impl HashStableContext) -> u64 {
1040         let mut hasher = StableHasher::new();
1041         self.hash_stable(ctx, &mut hasher);
1042         hasher.finish()
1043     }
1044 }
1045
1046 /// Expansion kind.
1047 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
1048 pub enum ExpnKind {
1049     /// No expansion, aka root expansion. Only `ExpnId::root()` has this kind.
1050     Root,
1051     /// Expansion produced by a macro.
1052     Macro(MacroKind, Symbol),
1053     /// Transform done by the compiler on the AST.
1054     AstPass(AstPass),
1055     /// Desugaring done by the compiler during HIR lowering.
1056     Desugaring(DesugaringKind),
1057     /// MIR inlining
1058     Inlined,
1059 }
1060
1061 impl ExpnKind {
1062     pub fn descr(&self) -> String {
1063         match *self {
1064             ExpnKind::Root => kw::PathRoot.to_string(),
1065             ExpnKind::Macro(macro_kind, name) => match macro_kind {
1066                 MacroKind::Bang => format!("{}!", name),
1067                 MacroKind::Attr => format!("#[{}]", name),
1068                 MacroKind::Derive => format!("#[derive({})]", name),
1069             },
1070             ExpnKind::AstPass(kind) => kind.descr().to_string(),
1071             ExpnKind::Desugaring(kind) => format!("desugaring of {}", kind.descr()),
1072             ExpnKind::Inlined => "inlined source".to_string(),
1073         }
1074     }
1075 }
1076
1077 /// The kind of macro invocation or definition.
1078 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Encodable, Decodable, Hash, Debug)]
1079 #[derive(HashStable_Generic)]
1080 pub enum MacroKind {
1081     /// A bang macro `foo!()`.
1082     Bang,
1083     /// An attribute macro `#[foo]`.
1084     Attr,
1085     /// A derive macro `#[derive(Foo)]`
1086     Derive,
1087 }
1088
1089 impl MacroKind {
1090     pub fn descr(self) -> &'static str {
1091         match self {
1092             MacroKind::Bang => "macro",
1093             MacroKind::Attr => "attribute macro",
1094             MacroKind::Derive => "derive macro",
1095         }
1096     }
1097
1098     pub fn descr_expected(self) -> &'static str {
1099         match self {
1100             MacroKind::Attr => "attribute",
1101             _ => self.descr(),
1102         }
1103     }
1104
1105     pub fn article(self) -> &'static str {
1106         match self {
1107             MacroKind::Attr => "an",
1108             _ => "a",
1109         }
1110     }
1111 }
1112
1113 /// The kind of AST transform.
1114 #[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
1115 pub enum AstPass {
1116     StdImports,
1117     TestHarness,
1118     ProcMacroHarness,
1119 }
1120
1121 impl AstPass {
1122     pub fn descr(self) -> &'static str {
1123         match self {
1124             AstPass::StdImports => "standard library imports",
1125             AstPass::TestHarness => "test harness",
1126             AstPass::ProcMacroHarness => "proc macro harness",
1127         }
1128     }
1129 }
1130
1131 /// The kind of compiler desugaring.
1132 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Debug, Encodable, Decodable, HashStable_Generic)]
1133 pub enum DesugaringKind {
1134     /// We desugar `if c { i } else { e }` to `match $ExprKind::Use(c) { true => i, _ => e }`.
1135     /// However, we do not want to blame `c` for unreachability but rather say that `i`
1136     /// is unreachable. This desugaring kind allows us to avoid blaming `c`.
1137     /// This also applies to `while` loops.
1138     CondTemporary,
1139     QuestionMark,
1140     TryBlock,
1141     YeetExpr,
1142     /// Desugaring of an `impl Trait` in return type position
1143     /// to an `type Foo = impl Trait;` and replacing the
1144     /// `impl Trait` with `Foo`.
1145     OpaqueTy,
1146     Async,
1147     Await,
1148     ForLoop,
1149     WhileLoop,
1150 }
1151
1152 impl DesugaringKind {
1153     /// The description wording should combine well with "desugaring of {}".
1154     pub fn descr(self) -> &'static str {
1155         match self {
1156             DesugaringKind::CondTemporary => "`if` or `while` condition",
1157             DesugaringKind::Async => "`async` block or function",
1158             DesugaringKind::Await => "`await` expression",
1159             DesugaringKind::QuestionMark => "operator `?`",
1160             DesugaringKind::TryBlock => "`try` block",
1161             DesugaringKind::YeetExpr => "`do yeet` expression",
1162             DesugaringKind::OpaqueTy => "`impl Trait`",
1163             DesugaringKind::ForLoop => "`for` loop",
1164             DesugaringKind::WhileLoop => "`while` loop",
1165         }
1166     }
1167 }
1168
1169 #[derive(Default)]
1170 pub struct HygieneEncodeContext {
1171     /// All `SyntaxContexts` for which we have written `SyntaxContextData` into crate metadata.
1172     /// This is `None` after we finish encoding `SyntaxContexts`, to ensure
1173     /// that we don't accidentally try to encode any more `SyntaxContexts`
1174     serialized_ctxts: Lock<FxHashSet<SyntaxContext>>,
1175     /// The `SyntaxContexts` that we have serialized (e.g. as a result of encoding `Spans`)
1176     /// in the most recent 'round' of serializing. Serializing `SyntaxContextData`
1177     /// may cause us to serialize more `SyntaxContext`s, so serialize in a loop
1178     /// until we reach a fixed point.
1179     latest_ctxts: Lock<FxHashSet<SyntaxContext>>,
1180
1181     serialized_expns: Lock<FxHashSet<ExpnId>>,
1182
1183     latest_expns: Lock<FxHashSet<ExpnId>>,
1184 }
1185
1186 impl HygieneEncodeContext {
1187     /// Record the fact that we need to serialize the corresponding `ExpnData`.
1188     pub fn schedule_expn_data_for_encoding(&self, expn: ExpnId) {
1189         if !self.serialized_expns.lock().contains(&expn) {
1190             self.latest_expns.lock().insert(expn);
1191         }
1192     }
1193
1194     pub fn encode<T>(
1195         &self,
1196         encoder: &mut T,
1197         mut encode_ctxt: impl FnMut(&mut T, u32, &SyntaxContextData),
1198         mut encode_expn: impl FnMut(&mut T, ExpnId, &ExpnData, ExpnHash),
1199     ) {
1200         // When we serialize a `SyntaxContextData`, we may end up serializing
1201         // a `SyntaxContext` that we haven't seen before
1202         while !self.latest_ctxts.lock().is_empty() || !self.latest_expns.lock().is_empty() {
1203             debug!(
1204                 "encode_hygiene: Serializing a round of {:?} SyntaxContextDatas: {:?}",
1205                 self.latest_ctxts.lock().len(),
1206                 self.latest_ctxts
1207             );
1208
1209             // Consume the current round of SyntaxContexts.
1210             // Drop the lock() temporary early
1211             let latest_ctxts = { std::mem::take(&mut *self.latest_ctxts.lock()) };
1212
1213             // It's fine to iterate over a HashMap, because the serialization
1214             // of the table that we insert data into doesn't depend on insertion
1215             // order
1216             #[allow(rustc::potential_query_instability)]
1217             for_all_ctxts_in(latest_ctxts.into_iter(), |index, ctxt, data| {
1218                 if self.serialized_ctxts.lock().insert(ctxt) {
1219                     encode_ctxt(encoder, index, data);
1220                 }
1221             });
1222
1223             let latest_expns = { std::mem::take(&mut *self.latest_expns.lock()) };
1224
1225             // Same as above, this is fine as we are inserting into a order-independent hashset
1226             #[allow(rustc::potential_query_instability)]
1227             for_all_expns_in(latest_expns.into_iter(), |expn, data, hash| {
1228                 if self.serialized_expns.lock().insert(expn) {
1229                     encode_expn(encoder, expn, data, hash);
1230                 }
1231             });
1232         }
1233         debug!("encode_hygiene: Done serializing SyntaxContextData");
1234     }
1235 }
1236
1237 #[derive(Default)]
1238 /// Additional information used to assist in decoding hygiene data
1239 pub struct HygieneDecodeContext {
1240     // Maps serialized `SyntaxContext` ids to a `SyntaxContext` in the current
1241     // global `HygieneData`. When we deserialize a `SyntaxContext`, we need to create
1242     // a new id in the global `HygieneData`. This map tracks the ID we end up picking,
1243     // so that multiple occurrences of the same serialized id are decoded to the same
1244     // `SyntaxContext`
1245     remapped_ctxts: Lock<Vec<Option<SyntaxContext>>>,
1246 }
1247
1248 /// Register an expansion which has been decoded from the on-disk-cache for the local crate.
1249 pub fn register_local_expn_id(data: ExpnData, hash: ExpnHash) -> ExpnId {
1250     HygieneData::with(|hygiene_data| {
1251         let expn_id = hygiene_data.local_expn_data.next_index();
1252         hygiene_data.local_expn_data.push(Some(data));
1253         let _eid = hygiene_data.local_expn_hashes.push(hash);
1254         debug_assert_eq!(expn_id, _eid);
1255
1256         let expn_id = expn_id.to_expn_id();
1257
1258         let _old_id = hygiene_data.expn_hash_to_expn_id.insert(hash, expn_id);
1259         debug_assert!(_old_id.is_none());
1260         expn_id
1261     })
1262 }
1263
1264 /// Register an expansion which has been decoded from the metadata of a foreign crate.
1265 pub fn register_expn_id(
1266     krate: CrateNum,
1267     local_id: ExpnIndex,
1268     data: ExpnData,
1269     hash: ExpnHash,
1270 ) -> ExpnId {
1271     debug_assert!(data.parent == ExpnId::root() || krate == data.parent.krate);
1272     let expn_id = ExpnId { krate, local_id };
1273     HygieneData::with(|hygiene_data| {
1274         let _old_data = hygiene_data.foreign_expn_data.insert(expn_id, data);
1275         debug_assert!(_old_data.is_none());
1276         let _old_hash = hygiene_data.foreign_expn_hashes.insert(expn_id, hash);
1277         debug_assert!(_old_hash.is_none());
1278         let _old_id = hygiene_data.expn_hash_to_expn_id.insert(hash, expn_id);
1279         debug_assert!(_old_id.is_none());
1280     });
1281     expn_id
1282 }
1283
1284 /// Decode an expansion from the metadata of a foreign crate.
1285 pub fn decode_expn_id(
1286     krate: CrateNum,
1287     index: u32,
1288     decode_data: impl FnOnce(ExpnId) -> (ExpnData, ExpnHash),
1289 ) -> ExpnId {
1290     if index == 0 {
1291         debug!("decode_expn_id: deserialized root");
1292         return ExpnId::root();
1293     }
1294
1295     let index = ExpnIndex::from_u32(index);
1296
1297     // This function is used to decode metadata, so it cannot decode information about LOCAL_CRATE.
1298     debug_assert_ne!(krate, LOCAL_CRATE);
1299     let expn_id = ExpnId { krate, local_id: index };
1300
1301     // Fast path if the expansion has already been decoded.
1302     if HygieneData::with(|hygiene_data| hygiene_data.foreign_expn_data.contains_key(&expn_id)) {
1303         return expn_id;
1304     }
1305
1306     // Don't decode the data inside `HygieneData::with`, since we need to recursively decode
1307     // other ExpnIds
1308     let (expn_data, hash) = decode_data(expn_id);
1309
1310     register_expn_id(krate, index, expn_data, hash)
1311 }
1312
1313 // Decodes `SyntaxContext`, using the provided `HygieneDecodeContext`
1314 // to track which `SyntaxContext`s we have already decoded.
1315 // The provided closure will be invoked to deserialize a `SyntaxContextData`
1316 // if we haven't already seen the id of the `SyntaxContext` we are deserializing.
1317 pub fn decode_syntax_context<D: Decoder, F: FnOnce(&mut D, u32) -> SyntaxContextData>(
1318     d: &mut D,
1319     context: &HygieneDecodeContext,
1320     decode_data: F,
1321 ) -> SyntaxContext {
1322     let raw_id: u32 = Decodable::decode(d);
1323     if raw_id == 0 {
1324         debug!("decode_syntax_context: deserialized root");
1325         // The root is special
1326         return SyntaxContext::root();
1327     }
1328
1329     let outer_ctxts = &context.remapped_ctxts;
1330
1331     // Ensure that the lock() temporary is dropped early
1332     {
1333         if let Some(ctxt) = outer_ctxts.lock().get(raw_id as usize).copied().flatten() {
1334             return ctxt;
1335         }
1336     }
1337
1338     // Allocate and store SyntaxContext id *before* calling the decoder function,
1339     // as the SyntaxContextData may reference itself.
1340     let new_ctxt = HygieneData::with(|hygiene_data| {
1341         let new_ctxt = SyntaxContext(hygiene_data.syntax_context_data.len() as u32);
1342         // Push a dummy SyntaxContextData to ensure that nobody else can get the
1343         // same ID as us. This will be overwritten after call `decode_Data`
1344         hygiene_data.syntax_context_data.push(SyntaxContextData {
1345             outer_expn: ExpnId::root(),
1346             outer_transparency: Transparency::Transparent,
1347             parent: SyntaxContext::root(),
1348             opaque: SyntaxContext::root(),
1349             opaque_and_semitransparent: SyntaxContext::root(),
1350             dollar_crate_name: kw::Empty,
1351         });
1352         let mut ctxts = outer_ctxts.lock();
1353         let new_len = raw_id as usize + 1;
1354         if ctxts.len() < new_len {
1355             ctxts.resize(new_len, None);
1356         }
1357         ctxts[raw_id as usize] = Some(new_ctxt);
1358         drop(ctxts);
1359         new_ctxt
1360     });
1361
1362     // Don't try to decode data while holding the lock, since we need to
1363     // be able to recursively decode a SyntaxContext
1364     let mut ctxt_data = decode_data(d, raw_id);
1365     // Reset `dollar_crate_name` so that it will be updated by `update_dollar_crate_names`
1366     // We don't care what the encoding crate set this to - we want to resolve it
1367     // from the perspective of the current compilation session
1368     ctxt_data.dollar_crate_name = kw::DollarCrate;
1369
1370     // Overwrite the dummy data with our decoded SyntaxContextData
1371     HygieneData::with(|hygiene_data| {
1372         let dummy = std::mem::replace(
1373             &mut hygiene_data.syntax_context_data[new_ctxt.as_u32() as usize],
1374             ctxt_data,
1375         );
1376         // Make sure nothing weird happening while `decode_data` was running
1377         assert_eq!(dummy.dollar_crate_name, kw::Empty);
1378     });
1379
1380     new_ctxt
1381 }
1382
1383 fn for_all_ctxts_in<F: FnMut(u32, SyntaxContext, &SyntaxContextData)>(
1384     ctxts: impl Iterator<Item = SyntaxContext>,
1385     mut f: F,
1386 ) {
1387     let all_data: Vec<_> = HygieneData::with(|data| {
1388         ctxts.map(|ctxt| (ctxt, data.syntax_context_data[ctxt.0 as usize].clone())).collect()
1389     });
1390     for (ctxt, data) in all_data.into_iter() {
1391         f(ctxt.0, ctxt, &data);
1392     }
1393 }
1394
1395 fn for_all_expns_in(
1396     expns: impl Iterator<Item = ExpnId>,
1397     mut f: impl FnMut(ExpnId, &ExpnData, ExpnHash),
1398 ) {
1399     let all_data: Vec<_> = HygieneData::with(|data| {
1400         expns.map(|expn| (expn, data.expn_data(expn).clone(), data.expn_hash(expn))).collect()
1401     });
1402     for (expn, data, hash) in all_data.into_iter() {
1403         f(expn, &data, hash);
1404     }
1405 }
1406
1407 impl<E: Encoder> Encodable<E> for LocalExpnId {
1408     fn encode(&self, e: &mut E) {
1409         self.to_expn_id().encode(e);
1410     }
1411 }
1412
1413 impl<E: Encoder> Encodable<E> for ExpnId {
1414     default fn encode(&self, _: &mut E) {
1415         panic!("cannot encode `ExpnId` with `{}`", std::any::type_name::<E>());
1416     }
1417 }
1418
1419 impl<D: Decoder> Decodable<D> for LocalExpnId {
1420     fn decode(d: &mut D) -> Self {
1421         ExpnId::expect_local(ExpnId::decode(d))
1422     }
1423 }
1424
1425 impl<D: Decoder> Decodable<D> for ExpnId {
1426     default fn decode(_: &mut D) -> Self {
1427         panic!("cannot decode `ExpnId` with `{}`", std::any::type_name::<D>());
1428     }
1429 }
1430
1431 pub fn raw_encode_syntax_context<E: Encoder>(
1432     ctxt: SyntaxContext,
1433     context: &HygieneEncodeContext,
1434     e: &mut E,
1435 ) {
1436     if !context.serialized_ctxts.lock().contains(&ctxt) {
1437         context.latest_ctxts.lock().insert(ctxt);
1438     }
1439     ctxt.0.encode(e);
1440 }
1441
1442 impl<E: Encoder> Encodable<E> for SyntaxContext {
1443     default fn encode(&self, _: &mut E) {
1444         panic!("cannot encode `SyntaxContext` with `{}`", std::any::type_name::<E>());
1445     }
1446 }
1447
1448 impl<D: Decoder> Decodable<D> for SyntaxContext {
1449     default fn decode(_: &mut D) -> Self {
1450         panic!("cannot decode `SyntaxContext` with `{}`", std::any::type_name::<D>());
1451     }
1452 }
1453
1454 /// Updates the `disambiguator` field of the corresponding `ExpnData`
1455 /// such that the `Fingerprint` of the `ExpnData` does not collide with
1456 /// any other `ExpnIds`.
1457 ///
1458 /// This method is called only when an `ExpnData` is first associated
1459 /// with an `ExpnId` (when the `ExpnId` is initially constructed, or via
1460 /// `set_expn_data`). It is *not* called for foreign `ExpnId`s deserialized
1461 /// from another crate's metadata - since `ExpnHash` includes the stable crate id,
1462 /// collisions are only possible between `ExpnId`s within the same crate.
1463 fn update_disambiguator(expn_data: &mut ExpnData, mut ctx: impl HashStableContext) -> ExpnHash {
1464     // This disambiguator should not have been set yet.
1465     assert_eq!(
1466         expn_data.disambiguator, 0,
1467         "Already set disambiguator for ExpnData: {:?}",
1468         expn_data
1469     );
1470     assert_default_hashing_controls(&ctx, "ExpnData (disambiguator)");
1471     let mut expn_hash = expn_data.hash_expn(&mut ctx);
1472
1473     let disambiguator = HygieneData::with(|data| {
1474         // If this is the first ExpnData with a given hash, then keep our
1475         // disambiguator at 0 (the default u32 value)
1476         let disambig = data.expn_data_disambiguators.entry(expn_hash).or_default();
1477         let disambiguator = *disambig;
1478         *disambig += 1;
1479         disambiguator
1480     });
1481
1482     if disambiguator != 0 {
1483         debug!("Set disambiguator for expn_data={:?} expn_hash={:?}", expn_data, expn_hash);
1484
1485         expn_data.disambiguator = disambiguator;
1486         expn_hash = expn_data.hash_expn(&mut ctx);
1487
1488         // Verify that the new disambiguator makes the hash unique
1489         #[cfg(debug_assertions)]
1490         HygieneData::with(|data| {
1491             assert_eq!(
1492                 data.expn_data_disambiguators.get(&expn_hash),
1493                 None,
1494                 "Hash collision after disambiguator update!",
1495             );
1496         });
1497     }
1498
1499     ExpnHash::new(ctx.def_path_hash(LOCAL_CRATE.as_def_id()).stable_crate_id(), expn_hash)
1500 }
1501
1502 impl<CTX: HashStableContext> HashStable<CTX> for SyntaxContext {
1503     fn hash_stable(&self, ctx: &mut CTX, hasher: &mut StableHasher) {
1504         const TAG_EXPANSION: u8 = 0;
1505         const TAG_NO_EXPANSION: u8 = 1;
1506
1507         if *self == SyntaxContext::root() {
1508             TAG_NO_EXPANSION.hash_stable(ctx, hasher);
1509         } else {
1510             TAG_EXPANSION.hash_stable(ctx, hasher);
1511             let (expn_id, transparency) = self.outer_mark();
1512             expn_id.hash_stable(ctx, hasher);
1513             transparency.hash_stable(ctx, hasher);
1514         }
1515     }
1516 }
1517
1518 impl<CTX: HashStableContext> HashStable<CTX> for ExpnId {
1519     fn hash_stable(&self, ctx: &mut CTX, hasher: &mut StableHasher) {
1520         assert_default_hashing_controls(ctx, "ExpnId");
1521         let hash = if *self == ExpnId::root() {
1522             // Avoid fetching TLS storage for a trivial often-used value.
1523             Fingerprint::ZERO
1524         } else {
1525             self.expn_hash().0
1526         };
1527
1528         hash.hash_stable(ctx, hasher);
1529     }
1530 }