crates/hir_expand/src/lib.rs

   1 //! `hir_expand` deals with macro expansion.
   2 //!
   3 //! Specifically, it implements a concept of `MacroFile` -- a file whose syntax
   4 //! tree originates not from the text of some `FileId`, but from some macro
   5 //! expansion.
   6
   7 pub mod db;
   8 pub mod ast_id_map;
   9 pub mod name;
  10 pub mod hygiene;
  11 pub mod builtin_attr_macro;
  12 pub mod builtin_derive_macro;
  13 pub mod builtin_fn_macro;
  14 pub mod proc_macro;
  15 pub mod quote;
  16 pub mod eager;
  17 pub mod mod_path;
  18 mod fixup;
  19
  20 pub use mbe::{Origin, ValueResult};
  21
  22 use std::{fmt, hash::Hash, iter, sync::Arc};
  23
  24 use base_db::{impl_intern_key, salsa, CrateId, FileId, FileRange, ProcMacroKind};
  25 use either::Either;
  26 use syntax::{
  27     algo::{self, skip_trivia_token},
  28     ast::{self, AstNode, HasDocComments},
  29     Direction, SyntaxNode, SyntaxToken,
  30 };
  31
  32 use crate::{
  33     ast_id_map::FileAstId,
  34     builtin_attr_macro::BuiltinAttrExpander,
  35     builtin_derive_macro::BuiltinDeriveExpander,
  36     builtin_fn_macro::{BuiltinFnLikeExpander, EagerExpander},
  37     db::TokenExpander,
  38     mod_path::ModPath,
  39     proc_macro::ProcMacroExpander,
  40 };
  41
  42 pub type ExpandResult<T> = ValueResult<T, ExpandError>;
  43
  44 #[derive(Debug, PartialEq, Eq, Clone)]
  45 pub enum ExpandError {
  46     UnresolvedProcMacro,
  47     Mbe(mbe::ExpandError),
  48     Other(Box<str>),
  49 }
  50
  51 impl From<mbe::ExpandError> for ExpandError {
  52     fn from(mbe: mbe::ExpandError) -> Self {
  53         Self::Mbe(mbe)
  54     }
  55 }
  56
  57 impl fmt::Display for ExpandError {
  58     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
  59         match self {
  60             ExpandError::UnresolvedProcMacro => f.write_str("unresolved proc-macro"),
  61             ExpandError::Mbe(it) => it.fmt(f),
  62             ExpandError::Other(it) => f.write_str(it),
  63         }
  64     }
  65 }
  66
  67 /// Input to the analyzer is a set of files, where each file is identified by
  68 /// `FileId` and contains source code. However, another source of source code in
  69 /// Rust are macros: each macro can be thought of as producing a "temporary
  70 /// file". To assign an id to such a file, we use the id of the macro call that
  71 /// produced the file. So, a `HirFileId` is either a `FileId` (source code
  72 /// written by user), or a `MacroCallId` (source code produced by macro).
  73 ///
  74 /// What is a `MacroCallId`? Simplifying, it's a `HirFileId` of a file
  75 /// containing the call plus the offset of the macro call in the file. Note that
  76 /// this is a recursive definition! However, the size_of of `HirFileId` is
  77 /// finite (because everything bottoms out at the real `FileId`) and small
  78 /// (`MacroCallId` uses the location interning. You can check details here:
  79 /// <https://en.wikipedia.org/wiki/String_interning>).
  80 #[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
  81 pub struct HirFileId(HirFileIdRepr);
  82
  83 #[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
  84 enum HirFileIdRepr {
  85     FileId(FileId),
  86     MacroFile(MacroFile),
  87 }
  88
  89 impl From<FileId> for HirFileId {
  90     fn from(id: FileId) -> Self {
  91         HirFileId(HirFileIdRepr::FileId(id))
  92     }
  93 }
  94
  95 impl From<MacroFile> for HirFileId {
  96     fn from(id: MacroFile) -> Self {
  97         HirFileId(HirFileIdRepr::MacroFile(id))
  98     }
  99 }
 100
 101 #[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
 102 pub struct MacroFile {
 103     pub macro_call_id: MacroCallId,
 104 }
 105
 106 /// `MacroCallId` identifies a particular macro invocation, like
 107 /// `println!("Hello, {}", world)`.
 108 #[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
 109 pub struct MacroCallId(salsa::InternId);
 110 impl_intern_key!(MacroCallId);
 111
 112 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
 113 pub struct MacroCallLoc {
 114     pub def: MacroDefId,
 115     pub(crate) krate: CrateId,
 116     eager: Option<EagerCallInfo>,
 117     pub kind: MacroCallKind,
 118 }
 119
 120 #[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
 121 pub struct MacroDefId {
 122     pub krate: CrateId,
 123     pub kind: MacroDefKind,
 124     pub local_inner: bool,
 125 }
 126
 127 #[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
 128 pub enum MacroDefKind {
 129     Declarative(AstId<ast::Macro>),
 130     BuiltIn(BuiltinFnLikeExpander, AstId<ast::Macro>),
 131     // FIXME: maybe just Builtin and rename BuiltinFnLikeExpander to BuiltinExpander
 132     BuiltInAttr(BuiltinAttrExpander, AstId<ast::Macro>),
 133     BuiltInDerive(BuiltinDeriveExpander, AstId<ast::Macro>),
 134     BuiltInEager(EagerExpander, AstId<ast::Macro>),
 135     ProcMacro(ProcMacroExpander, ProcMacroKind, AstId<ast::Fn>),
 136 }
 137
 138 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
 139 struct EagerCallInfo {
 140     /// NOTE: This can be *either* the expansion result, *or* the argument to the eager macro!
 141     arg_or_expansion: Arc<tt::Subtree>,
 142     included_file: Option<FileId>,
 143 }
 144
 145 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
 146 pub enum MacroCallKind {
 147     FnLike {
 148         ast_id: AstId<ast::MacroCall>,
 149         expand_to: ExpandTo,
 150     },
 151     Derive {
 152         ast_id: AstId<ast::Adt>,
 153         /// Syntactical index of the invoking `#[derive]` attribute.
 154         ///
 155         /// Outer attributes are counted first, then inner attributes. This does not support
 156         /// out-of-line modules, which may have attributes spread across 2 files!
 157         derive_attr_index: u32,
 158         /// Index of the derive macro in the derive attribute
 159         derive_index: u32,
 160     },
 161     Attr {
 162         ast_id: AstId<ast::Item>,
 163         attr_args: Arc<(tt::Subtree, mbe::TokenMap)>,
 164         /// Syntactical index of the invoking `#[attribute]`.
 165         ///
 166         /// Outer attributes are counted first, then inner attributes. This does not support
 167         /// out-of-line modules, which may have attributes spread across 2 files!
 168         invoc_attr_index: u32,
 169         /// Whether this attribute is the `#[derive]` attribute.
 170         is_derive: bool,
 171     },
 172 }
 173
 174 impl HirFileId {
 175     /// For macro-expansion files, returns the file original source file the
 176     /// expansion originated from.
 177     pub fn original_file(self, db: &dyn db::AstDatabase) -> FileId {
 178         match self.0 {
 179             HirFileIdRepr::FileId(file_id) => file_id,
 180             HirFileIdRepr::MacroFile(macro_file) => {
 181                 let loc: MacroCallLoc = db.lookup_intern_macro_call(macro_file.macro_call_id);
 182                 let file_id = match loc.eager {
 183                     Some(EagerCallInfo { included_file: Some(file), .. }) => file.into(),
 184                     _ => loc.kind.file_id(),
 185                 };
 186                 file_id.original_file(db)
 187             }
 188         }
 189     }
 190
 191     pub fn expansion_level(self, db: &dyn db::AstDatabase) -> u32 {
 192         let mut level = 0;
 193         let mut curr = self;
 194         while let HirFileIdRepr::MacroFile(macro_file) = curr.0 {
 195             let loc: MacroCallLoc = db.lookup_intern_macro_call(macro_file.macro_call_id);
 196
 197             level += 1;
 198             curr = loc.kind.file_id();
 199         }
 200         level
 201     }
 202
 203     /// If this is a macro call, returns the syntax node of the call.
 204     pub fn call_node(self, db: &dyn db::AstDatabase) -> Option<InFile<SyntaxNode>> {
 205         match self.0 {
 206             HirFileIdRepr::FileId(_) => None,
 207             HirFileIdRepr::MacroFile(macro_file) => {
 208                 let loc: MacroCallLoc = db.lookup_intern_macro_call(macro_file.macro_call_id);
 209                 Some(loc.kind.to_node(db))
 210             }
 211         }
 212     }
 213
 214     /// Return expansion information if it is a macro-expansion file
 215     pub fn expansion_info(self, db: &dyn db::AstDatabase) -> Option<ExpansionInfo> {
 216         match self.0 {
 217             HirFileIdRepr::FileId(_) => None,
 218             HirFileIdRepr::MacroFile(macro_file) => {
 219                 let loc: MacroCallLoc = db.lookup_intern_macro_call(macro_file.macro_call_id);
 220
 221                 let arg_tt = loc.kind.arg(db)?;
 222
 223                 let macro_def = db.macro_def(loc.def).ok()?;
 224                 let (parse, exp_map) = db.parse_macro_expansion(macro_file).value?;
 225                 let macro_arg = db.macro_arg(macro_file.macro_call_id)?;
 226
 227                 let def = loc.def.ast_id().left().and_then(|id| {
 228                     let def_tt = match id.to_node(db) {
 229                         ast::Macro::MacroRules(mac) => mac.token_tree()?,
 230                         ast::Macro::MacroDef(_)
 231                             if matches!(*macro_def, TokenExpander::BuiltinAttr(_)) =>
 232                         {
 233                             return None
 234                         }
 235                         ast::Macro::MacroDef(mac) => mac.body()?,
 236                     };
 237                     Some(InFile::new(id.file_id, def_tt))
 238                 });
 239                 let attr_input_or_mac_def = def.or_else(|| match loc.kind {
 240                     MacroCallKind::Attr { ast_id, invoc_attr_index, .. } => {
 241                         let tt = ast_id
 242                             .to_node(db)
 243                             .doc_comments_and_attrs()
 244                             .nth(invoc_attr_index as usize)
 245                             .and_then(Either::left)?
 246                             .token_tree()?;
 247                         Some(InFile::new(ast_id.file_id, tt))
 248                     }
 249                     _ => None,
 250                 });
 251
 252                 Some(ExpansionInfo {
 253                     expanded: InFile::new(self, parse.syntax_node()),
 254                     arg: InFile::new(loc.kind.file_id(), arg_tt),
 255                     attr_input_or_mac_def,
 256                     macro_arg_shift: mbe::Shift::new(&macro_arg.0),
 257                     macro_arg,
 258                     macro_def,
 259                     exp_map,
 260                 })
 261             }
 262         }
 263     }
 264
 265     /// Indicate it is macro file generated for builtin derive
 266     pub fn is_builtin_derive(&self, db: &dyn db::AstDatabase) -> Option<InFile<ast::Attr>> {
 267         match self.0 {
 268             HirFileIdRepr::FileId(_) => None,
 269             HirFileIdRepr::MacroFile(macro_file) => {
 270                 let loc: MacroCallLoc = db.lookup_intern_macro_call(macro_file.macro_call_id);
 271                 let attr = match loc.def.kind {
 272                     MacroDefKind::BuiltInDerive(..) => loc.kind.to_node(db),
 273                     _ => return None,
 274                 };
 275                 Some(attr.with_value(ast::Attr::cast(attr.value.clone())?))
 276             }
 277         }
 278     }
 279
 280     pub fn is_custom_derive(&self, db: &dyn db::AstDatabase) -> bool {
 281         match self.0 {
 282             HirFileIdRepr::FileId(_) => false,
 283             HirFileIdRepr::MacroFile(macro_file) => {
 284                 let loc: MacroCallLoc = db.lookup_intern_macro_call(macro_file.macro_call_id);
 285                 matches!(loc.def.kind, MacroDefKind::ProcMacro(_, ProcMacroKind::CustomDerive, _))
 286             }
 287         }
 288     }
 289
 290     /// Return whether this file is an include macro
 291     pub fn is_include_macro(&self, db: &dyn db::AstDatabase) -> bool {
 292         match self.0 {
 293             HirFileIdRepr::MacroFile(macro_file) => {
 294                 let loc: MacroCallLoc = db.lookup_intern_macro_call(macro_file.macro_call_id);
 295                 matches!(loc.eager, Some(EagerCallInfo { included_file: Some(_), .. }))
 296             }
 297             _ => false,
 298         }
 299     }
 300
 301     /// Return whether this file is an attr macro
 302     pub fn is_attr_macro(&self, db: &dyn db::AstDatabase) -> bool {
 303         match self.0 {
 304             HirFileIdRepr::MacroFile(macro_file) => {
 305                 let loc: MacroCallLoc = db.lookup_intern_macro_call(macro_file.macro_call_id);
 306                 matches!(loc.kind, MacroCallKind::Attr { .. })
 307             }
 308             _ => false,
 309         }
 310     }
 311
 312     /// Return whether this file is the pseudo expansion of the derive attribute.
 313     pub fn is_derive_attr_macro(&self, db: &dyn db::AstDatabase) -> bool {
 314         match self.0 {
 315             HirFileIdRepr::MacroFile(macro_file) => {
 316                 let loc: MacroCallLoc = db.lookup_intern_macro_call(macro_file.macro_call_id);
 317                 matches!(loc.kind, MacroCallKind::Attr { is_derive: true, .. })
 318             }
 319             _ => false,
 320         }
 321     }
 322
 323     pub fn is_macro(self) -> bool {
 324         matches!(self.0, HirFileIdRepr::MacroFile(_))
 325     }
 326
 327     pub fn macro_file(self) -> Option<MacroFile> {
 328         match self.0 {
 329             HirFileIdRepr::FileId(_) => None,
 330             HirFileIdRepr::MacroFile(m) => Some(m),
 331         }
 332     }
 333 }
 334
 335 impl MacroDefId {
 336     pub fn as_lazy_macro(
 337         self,
 338         db: &dyn db::AstDatabase,
 339         krate: CrateId,
 340         kind: MacroCallKind,
 341     ) -> MacroCallId {
 342         db.intern_macro_call(MacroCallLoc { def: self, krate, eager: None, kind })
 343     }
 344
 345     pub fn ast_id(&self) -> Either<AstId<ast::Macro>, AstId<ast::Fn>> {
 346         let id = match self.kind {
 347             MacroDefKind::ProcMacro(.., id) => return Either::Right(id),
 348             MacroDefKind::Declarative(id)
 349             | MacroDefKind::BuiltIn(_, id)
 350             | MacroDefKind::BuiltInAttr(_, id)
 351             | MacroDefKind::BuiltInDerive(_, id)
 352             | MacroDefKind::BuiltInEager(_, id) => id,
 353         };
 354         Either::Left(id)
 355     }
 356
 357     pub fn is_proc_macro(&self) -> bool {
 358         matches!(self.kind, MacroDefKind::ProcMacro(..))
 359     }
 360
 361     pub fn is_attribute(&self) -> bool {
 362         matches!(
 363             self.kind,
 364             MacroDefKind::BuiltInAttr(..) | MacroDefKind::ProcMacro(_, ProcMacroKind::Attr, _)
 365         )
 366     }
 367 }
 368
 369 // FIXME: attribute indices do not account for `cfg_attr`, which means that we'll strip the whole
 370 // `cfg_attr` instead of just one of the attributes it expands to
 371
 372 impl MacroCallKind {
 373     /// Returns the file containing the macro invocation.
 374     fn file_id(&self) -> HirFileId {
 375         match *self {
 376             MacroCallKind::FnLike { ast_id: InFile { file_id, .. }, .. }
 377             | MacroCallKind::Derive { ast_id: InFile { file_id, .. }, .. }
 378             | MacroCallKind::Attr { ast_id: InFile { file_id, .. }, .. } => file_id,
 379         }
 380     }
 381
 382     pub fn to_node(&self, db: &dyn db::AstDatabase) -> InFile<SyntaxNode> {
 383         match self {
 384             MacroCallKind::FnLike { ast_id, .. } => {
 385                 ast_id.with_value(ast_id.to_node(db).syntax().clone())
 386             }
 387             MacroCallKind::Derive { ast_id, derive_attr_index, .. } => {
 388                 // FIXME: handle `cfg_attr`
 389                 ast_id.with_value(ast_id.to_node(db)).map(|it| {
 390                     it.doc_comments_and_attrs()
 391                         .nth(*derive_attr_index as usize)
 392                         .and_then(|it| match it {
 393                             Either::Left(attr) => Some(attr.syntax().clone()),
 394                             Either::Right(_) => None,
 395                         })
 396                         .unwrap_or_else(|| it.syntax().clone())
 397                 })
 398             }
 399             MacroCallKind::Attr { ast_id, is_derive: true, invoc_attr_index, .. } => {
 400                 // FIXME: handle `cfg_attr`
 401                 ast_id.with_value(ast_id.to_node(db)).map(|it| {
 402                     it.doc_comments_and_attrs()
 403                         .nth(*invoc_attr_index as usize)
 404                         .and_then(|it| match it {
 405                             Either::Left(attr) => Some(attr.syntax().clone()),
 406                             Either::Right(_) => None,
 407                         })
 408                         .unwrap_or_else(|| it.syntax().clone())
 409                 })
 410             }
 411             MacroCallKind::Attr { ast_id, .. } => {
 412                 ast_id.with_value(ast_id.to_node(db).syntax().clone())
 413             }
 414         }
 415     }
 416
 417     /// Returns the original file range that best describes the location of this macro call.
 418     ///
 419     /// Here we try to roughly match what rustc does to improve diagnostics: fn-like macros
 420     /// get the whole `ast::MacroCall`, attribute macros get the attribute's range, and derives
 421     /// get only the specific derive that is being referred to.
 422     pub fn original_call_range(self, db: &dyn db::AstDatabase) -> FileRange {
 423         let mut kind = self;
 424         let file_id = loop {
 425             match kind.file_id().0 {
 426                 HirFileIdRepr::MacroFile(file) => {
 427                     kind = db.lookup_intern_macro_call(file.macro_call_id).kind;
 428                 }
 429                 HirFileIdRepr::FileId(file_id) => break file_id,
 430             }
 431         };
 432
 433         let range = match kind {
 434             MacroCallKind::FnLike { ast_id, .. } => ast_id.to_node(db).syntax().text_range(),
 435             MacroCallKind::Derive { ast_id, derive_attr_index, .. } => {
 436                 // FIXME: should be the range of the macro name, not the whole derive
 437                 ast_id
 438                     .to_node(db)
 439                     .doc_comments_and_attrs()
 440                     .nth(derive_attr_index as usize)
 441                     .expect("missing derive")
 442                     .expect_left("derive is a doc comment?")
 443                     .syntax()
 444                     .text_range()
 445             }
 446             MacroCallKind::Attr { ast_id, invoc_attr_index, .. } => ast_id
 447                 .to_node(db)
 448                 .doc_comments_and_attrs()
 449                 .nth(invoc_attr_index as usize)
 450                 .expect("missing attribute")
 451                 .expect_left("attribute macro is a doc comment?")
 452                 .syntax()
 453                 .text_range(),
 454         };
 455
 456         FileRange { range, file_id }
 457     }
 458
 459     fn arg(&self, db: &dyn db::AstDatabase) -> Option<SyntaxNode> {
 460         match self {
 461             MacroCallKind::FnLike { ast_id, .. } => {
 462                 Some(ast_id.to_node(db).token_tree()?.syntax().clone())
 463             }
 464             MacroCallKind::Derive { ast_id, .. } => Some(ast_id.to_node(db).syntax().clone()),
 465             MacroCallKind::Attr { ast_id, .. } => Some(ast_id.to_node(db).syntax().clone()),
 466         }
 467     }
 468
 469     fn expand_to(&self) -> ExpandTo {
 470         match self {
 471             MacroCallKind::FnLike { expand_to, .. } => *expand_to,
 472             MacroCallKind::Derive { .. } => ExpandTo::Items,
 473             MacroCallKind::Attr { is_derive: true, .. } => ExpandTo::Statements,
 474             MacroCallKind::Attr { .. } => ExpandTo::Items, // is this always correct?
 475         }
 476     }
 477 }
 478
 479 impl MacroCallId {
 480     pub fn as_file(self) -> HirFileId {
 481         MacroFile { macro_call_id: self }.into()
 482     }
 483 }
 484
 485 /// ExpansionInfo mainly describes how to map text range between src and expanded macro
 486 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, Eq)]
 487 pub struct ExpansionInfo {
 488     expanded: InFile<SyntaxNode>,
 489     /// The argument TokenTree or item for attributes
 490     arg: InFile<SyntaxNode>,
 491     /// The `macro_rules!` or attribute input.
 492     attr_input_or_mac_def: Option<InFile<ast::TokenTree>>,
 493
 494     macro_def: Arc<TokenExpander>,
 495     macro_arg: Arc<(tt::Subtree, mbe::TokenMap, fixup::SyntaxFixupUndoInfo)>,
 496     /// A shift built from `macro_arg`'s subtree, relevant for attributes as the item is the macro arg
 497     /// and as such we need to shift tokens if they are part of an attributes input instead of their item.
 498     macro_arg_shift: mbe::Shift,
 499     exp_map: Arc<mbe::TokenMap>,
 500 }
 501
 502 impl ExpansionInfo {
 503     pub fn expanded(&self) -> InFile<SyntaxNode> {
 504         self.expanded.clone()
 505     }
 506
 507     pub fn call_node(&self) -> Option<InFile<SyntaxNode>> {
 508         Some(self.arg.with_value(self.arg.value.parent()?))
 509     }
 510
 511     /// Map a token down from macro input into the macro expansion.
 512     ///
 513     /// The inner workings of this function differ slightly depending on the type of macro we are dealing with:
 514     /// - declarative:
 515     ///     For declarative macros, we need to accommodate for the macro definition site(which acts as a second unchanging input)
 516     ///     , as tokens can mapped in and out of it.
 517     ///     To do this we shift all ids in the expansion by the maximum id of the definition site giving us an easy
 518     ///     way to map all the tokens.
 519     /// - attribute:
 520     ///     Attributes have two different inputs, the input tokentree in the attribute node and the item
 521     ///     the attribute is annotating. Similarly as for declarative macros we need to do a shift here
 522     ///     as well. Currently this is done by shifting the attribute input by the maximum id of the item.
 523     /// - function-like and derives:
 524     ///     Both of these only have one simple call site input so no special handling is required here.
 525     pub fn map_token_down(
 526         &self,
 527         db: &dyn db::AstDatabase,
 528         item: Option<ast::Item>,
 529         token: InFile<&SyntaxToken>,
 530     ) -> Option<impl Iterator<Item = InFile<SyntaxToken>> + '_> {
 531         assert_eq!(token.file_id, self.arg.file_id);
 532         let token_id_in_attr_input = if let Some(item) = item {
 533             // check if we are mapping down in an attribute input
 534             // this is a special case as attributes can have two inputs
 535             let call_id = self.expanded.file_id.macro_file()?.macro_call_id;
 536             let loc = db.lookup_intern_macro_call(call_id);
 537
 538             let token_range = token.value.text_range();
 539             match &loc.kind {
 540                 MacroCallKind::Attr { attr_args, invoc_attr_index, is_derive, .. } => {
 541                     let attr = item
 542                         .doc_comments_and_attrs()
 543                         .nth(*invoc_attr_index as usize)
 544                         .and_then(Either::left)?;
 545                     match attr.token_tree() {
 546                         Some(token_tree)
 547                             if token_tree.syntax().text_range().contains_range(token_range) =>
 548                         {
 549                             let attr_input_start =
 550                                 token_tree.left_delimiter_token()?.text_range().start();
 551                             let relative_range =
 552                                 token.value.text_range().checked_sub(attr_input_start)?;
 553                             // shift by the item's tree's max id
 554                             let token_id = attr_args.1.token_by_range(relative_range)?;
 555                             let token_id = if *is_derive {
 556                                 // we do not shift for `#[derive]`, as we only need to downmap the derive attribute tokens
 557                                 token_id
 558                             } else {
 559                                 self.macro_arg_shift.shift(token_id)
 560                             };
 561                             Some(token_id)
 562                         }
 563                         _ => None,
 564                     }
 565                 }
 566                 _ => None,
 567             }
 568         } else {
 569             None
 570         };
 571
 572         let token_id = match token_id_in_attr_input {
 573             Some(token_id) => token_id,
 574             // the token is not inside an attribute's input so do the lookup in the macro_arg as ususal
 575             None => {
 576                 let relative_range =
 577                     token.value.text_range().checked_sub(self.arg.value.text_range().start())?;
 578                 let token_id = self.macro_arg.1.token_by_range(relative_range)?;
 579                 // conditionally shift the id by a declaratives macro definition
 580                 self.macro_def.map_id_down(token_id)
 581             }
 582         };
 583
 584         let tokens = self
 585             .exp_map
 586             .ranges_by_token(token_id, token.value.kind())
 587             .flat_map(move |range| self.expanded.value.covering_element(range).into_token());
 588
 589         Some(tokens.map(move |token| self.expanded.with_value(token)))
 590     }
 591
 592     /// Map a token up out of the expansion it resides in into the arguments of the macro call of the expansion.
 593     pub fn map_token_up(
 594         &self,
 595         db: &dyn db::AstDatabase,
 596         token: InFile<&SyntaxToken>,
 597     ) -> Option<(InFile<SyntaxToken>, Origin)> {
 598         // Fetch the id through its text range,
 599         let token_id = self.exp_map.token_by_range(token.value.text_range())?;
 600         // conditionally unshifting the id to accommodate for macro-rules def site
 601         let (mut token_id, origin) = self.macro_def.map_id_up(token_id);
 602
 603         let call_id = self.expanded.file_id.macro_file()?.macro_call_id;
 604         let loc = db.lookup_intern_macro_call(call_id);
 605
 606         // Attributes are a bit special for us, they have two inputs, the input tokentree and the annotated item.
 607         let (token_map, tt) = match &loc.kind {
 608             MacroCallKind::Attr { attr_args, is_derive: true, .. } => {
 609                 (&attr_args.1, self.attr_input_or_mac_def.clone()?.syntax().cloned())
 610             }
 611             MacroCallKind::Attr { attr_args, .. } => {
 612                 // try unshifting the the token id, if unshifting fails, the token resides in the non-item attribute input
 613                 // note that the `TokenExpander::map_id_up` earlier only unshifts for declarative macros, so we don't double unshift with this
 614                 match self.macro_arg_shift.unshift(token_id) {
 615                     Some(unshifted) => {
 616                         token_id = unshifted;
 617                         (&attr_args.1, self.attr_input_or_mac_def.clone()?.syntax().cloned())
 618                     }
 619                     None => (&self.macro_arg.1, self.arg.clone()),
 620                 }
 621             }
 622             _ => match origin {
 623                 mbe::Origin::Call => (&self.macro_arg.1, self.arg.clone()),
 624                 mbe::Origin::Def => match (&*self.macro_def, &self.attr_input_or_mac_def) {
 625                     (TokenExpander::DeclarativeMacro { def_site_token_map, .. }, Some(tt)) => {
 626                         (def_site_token_map, tt.syntax().cloned())
 627                     }
 628                     _ => panic!("`Origin::Def` used with non-`macro_rules!` macro"),
 629                 },
 630             },
 631         };
 632
 633         let range = token_map.first_range_by_token(token_id, token.value.kind())?;
 634         let token =
 635             tt.value.covering_element(range + tt.value.text_range().start()).into_token()?;
 636         Some((tt.with_value(token), origin))
 637     }
 638 }
 639
 640 /// `AstId` points to an AST node in any file.
 641 ///
 642 /// It is stable across reparses, and can be used as salsa key/value.
 643 pub type AstId<N> = InFile<FileAstId<N>>;
 644
 645 impl<N: AstNode> AstId<N> {
 646     pub fn to_node(&self, db: &dyn db::AstDatabase) -> N {
 647         let root = db.parse_or_expand(self.file_id).unwrap();
 648         db.ast_id_map(self.file_id).get(self.value).to_node(&root)
 649     }
 650 }
 651
 652 /// `InFile<T>` stores a value of `T` inside a particular file/syntax tree.
 653 ///
 654 /// Typical usages are:
 655 ///
 656 /// * `InFile<SyntaxNode>` -- syntax node in a file
 657 /// * `InFile<ast::FnDef>` -- ast node in a file
 658 /// * `InFile<TextSize>` -- offset in a file
 659 #[derive(Debug, PartialEq, Eq, Clone, Copy, Hash)]
 660 pub struct InFile<T> {
 661     pub file_id: HirFileId,
 662     pub value: T,
 663 }
 664
 665 impl<T> InFile<T> {
 666     pub fn new(file_id: HirFileId, value: T) -> InFile<T> {
 667         InFile { file_id, value }
 668     }
 669
 670     pub fn with_value<U>(&self, value: U) -> InFile<U> {
 671         InFile::new(self.file_id, value)
 672     }
 673
 674     pub fn map<F: FnOnce(T) -> U, U>(self, f: F) -> InFile<U> {
 675         InFile::new(self.file_id, f(self.value))
 676     }
 677     pub fn as_ref(&self) -> InFile<&T> {
 678         self.with_value(&self.value)
 679     }
 680     pub fn file_syntax(&self, db: &dyn db::AstDatabase) -> SyntaxNode {
 681         db.parse_or_expand(self.file_id).expect("source created from invalid file")
 682     }
 683 }
 684
 685 impl<T: Clone> InFile<&T> {
 686     pub fn cloned(&self) -> InFile<T> {
 687         self.with_value(self.value.clone())
 688     }
 689 }
 690
 691 impl<T> InFile<Option<T>> {
 692     pub fn transpose(self) -> Option<InFile<T>> {
 693         let value = self.value?;
 694         Some(InFile::new(self.file_id, value))
 695     }
 696 }
 697
 698 impl<'a> InFile<&'a SyntaxNode> {
 699     pub fn ancestors_with_macros(
 700         self,
 701         db: &dyn db::AstDatabase,
 702     ) -> impl Iterator<Item = InFile<SyntaxNode>> + Clone + '_ {
 703         iter::successors(Some(self.cloned()), move |node| match node.value.parent() {
 704             Some(parent) => Some(node.with_value(parent)),
 705             None => node.file_id.call_node(db),
 706         })
 707     }
 708
 709     /// Skips the attributed item that caused the macro invocation we are climbing up
 710     pub fn ancestors_with_macros_skip_attr_item(
 711         self,
 712         db: &dyn db::AstDatabase,
 713     ) -> impl Iterator<Item = InFile<SyntaxNode>> + '_ {
 714         iter::successors(Some(self.cloned()), move |node| match node.value.parent() {
 715             Some(parent) => Some(node.with_value(parent)),
 716             None => {
 717                 let parent_node = node.file_id.call_node(db)?;
 718                 if node.file_id.is_attr_macro(db) {
 719                     // macro call was an attributed item, skip it
 720                     // FIXME: does this fail if this is a direct expansion of another macro?
 721                     parent_node.map(|node| node.parent()).transpose()
 722                 } else {
 723                     Some(parent_node)
 724                 }
 725             }
 726         })
 727     }
 728
 729     /// Falls back to the macro call range if the node cannot be mapped up fully.
 730     pub fn original_file_range(self, db: &dyn db::AstDatabase) -> FileRange {
 731         if let Some(res) = self.original_file_range_opt(db) {
 732             return res;
 733         }
 734
 735         // Fall back to whole macro call.
 736         match self.file_id.0 {
 737             HirFileIdRepr::FileId(file_id) => FileRange { file_id, range: self.value.text_range() },
 738             HirFileIdRepr::MacroFile(mac_file) => {
 739                 let loc = db.lookup_intern_macro_call(mac_file.macro_call_id);
 740                 loc.kind.original_call_range(db)
 741             }
 742         }
 743     }
 744
 745     /// Attempts to map the syntax node back up its macro calls.
 746     pub fn original_file_range_opt(self, db: &dyn db::AstDatabase) -> Option<FileRange> {
 747         match ascend_node_border_tokens(db, self) {
 748             Some(InFile { file_id, value: (first, last) }) => {
 749                 let original_file = file_id.original_file(db);
 750                 let range = first.text_range().cover(last.text_range());
 751                 if file_id != original_file.into() {
 752                     tracing::error!("Failed mapping up more for {:?}", range);
 753                     return None;
 754                 }
 755                 Some(FileRange { file_id: original_file, range })
 756             }
 757             _ if !self.file_id.is_macro() => Some(FileRange {
 758                 file_id: self.file_id.original_file(db),
 759                 range: self.value.text_range(),
 760             }),
 761             _ => None,
 762         }
 763     }
 764 }
 765
 766 impl InFile<SyntaxToken> {
 767     pub fn upmap(self, db: &dyn db::AstDatabase) -> Option<InFile<SyntaxToken>> {
 768         let expansion = self.file_id.expansion_info(db)?;
 769         expansion.map_token_up(db, self.as_ref()).map(|(it, _)| it)
 770     }
 771 }
 772
 773 fn ascend_node_border_tokens(
 774     db: &dyn db::AstDatabase,
 775     InFile { file_id, value: node }: InFile<&SyntaxNode>,
 776 ) -> Option<InFile<(SyntaxToken, SyntaxToken)>> {
 777     let expansion = file_id.expansion_info(db)?;
 778
 779     let first_token = |node: &SyntaxNode| skip_trivia_token(node.first_token()?, Direction::Next);
 780     let last_token = |node: &SyntaxNode| skip_trivia_token(node.last_token()?, Direction::Prev);
 781
 782     let first = first_token(node)?;
 783     let last = last_token(node)?;
 784     let first = ascend_call_token(db, &expansion, InFile::new(file_id, first))?;
 785     let last = ascend_call_token(db, &expansion, InFile::new(file_id, last))?;
 786     (first.file_id == last.file_id).then(|| InFile::new(first.file_id, (first.value, last.value)))
 787 }
 788
 789 fn ascend_call_token(
 790     db: &dyn db::AstDatabase,
 791     expansion: &ExpansionInfo,
 792     token: InFile<SyntaxToken>,
 793 ) -> Option<InFile<SyntaxToken>> {
 794     let mut mapping = expansion.map_token_up(db, token.as_ref())?;
 795     while let (mapped, Origin::Call) = mapping {
 796         match mapped.file_id.expansion_info(db) {
 797             Some(info) => mapping = info.map_token_up(db, mapped.as_ref())?,
 798             None => return Some(mapped),
 799         }
 800     }
 801     None
 802 }
 803
 804 impl InFile<SyntaxToken> {
 805     pub fn ancestors_with_macros(
 806         self,
 807         db: &dyn db::AstDatabase,
 808     ) -> impl Iterator<Item = InFile<SyntaxNode>> + '_ {
 809         self.value.parent().into_iter().flat_map({
 810             let file_id = self.file_id;
 811             move |parent| InFile::new(file_id, &parent).ancestors_with_macros(db)
 812         })
 813     }
 814 }
 815
 816 impl<N: AstNode> InFile<N> {
 817     pub fn descendants<T: AstNode>(self) -> impl Iterator<Item = InFile<T>> {
 818         self.value.syntax().descendants().filter_map(T::cast).map(move |n| self.with_value(n))
 819     }
 820
 821     pub fn original_ast_node(self, db: &dyn db::AstDatabase) -> Option<InFile<N>> {
 822         // This kind of upmapping can only be achieved in attribute expanded files,
 823         // as we don't have node inputs otherwise and  therefor can't find an `N` node in the input
 824         if !self.file_id.is_macro() {
 825             return Some(self);
 826         } else if !self.file_id.is_attr_macro(db) {
 827             return None;
 828         }
 829
 830         if let Some(InFile { file_id, value: (first, last) }) =
 831             ascend_node_border_tokens(db, self.syntax())
 832         {
 833             if file_id.is_macro() {
 834                 let range = first.text_range().cover(last.text_range());
 835                 tracing::error!("Failed mapping out of macro file for {:?}", range);
 836                 return None;
 837             }
 838             // FIXME: This heuristic is brittle and with the right macro may select completely unrelated nodes
 839             let anc = algo::least_common_ancestor(&first.parent()?, &last.parent()?)?;
 840             let value = anc.ancestors().find_map(N::cast)?;
 841             return Some(InFile::new(file_id, value));
 842         }
 843         None
 844     }
 845
 846     pub fn syntax(&self) -> InFile<&SyntaxNode> {
 847         self.with_value(self.value.syntax())
 848     }
 849 }
 850
 851 /// In Rust, macros expand token trees to token trees. When we want to turn a
 852 /// token tree into an AST node, we need to figure out what kind of AST node we
 853 /// want: something like `foo` can be a type, an expression, or a pattern.
 854 ///
 855 /// Naively, one would think that "what this expands to" is a property of a
 856 /// particular macro: macro `m1` returns an item, while macro `m2` returns an
 857 /// expression, etc. That's not the case -- macros are polymorphic in the
 858 /// result, and can expand to any type of the AST node.
 859 ///
 860 /// What defines the actual AST node is the syntactic context of the macro
 861 /// invocation. As a contrived example, in `let T![*] = T![*];` the first `T`
 862 /// expands to a pattern, while the second one expands to an expression.
 863 ///
 864 /// `ExpandTo` captures this bit of information about a particular macro call
 865 /// site.
 866 #[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
 867 pub enum ExpandTo {
 868     Statements,
 869     Items,
 870     Pattern,
 871     Type,
 872     Expr,
 873 }
 874
 875 impl ExpandTo {
 876     pub fn from_call_site(call: &ast::MacroCall) -> ExpandTo {
 877         use syntax::SyntaxKind::*;
 878
 879         let syn = call.syntax();
 880
 881         let parent = match syn.parent() {
 882             Some(it) => it,
 883             None => return ExpandTo::Statements,
 884         };
 885
 886         match parent.kind() {
 887             MACRO_ITEMS | SOURCE_FILE | ITEM_LIST => ExpandTo::Items,
 888             MACRO_STMTS | EXPR_STMT | STMT_LIST => ExpandTo::Statements,
 889             MACRO_PAT => ExpandTo::Pattern,
 890             MACRO_TYPE => ExpandTo::Type,
 891
 892             ARG_LIST | TRY_EXPR | TUPLE_EXPR | PAREN_EXPR | ARRAY_EXPR | FOR_EXPR | PATH_EXPR
 893             | CLOSURE_EXPR | BREAK_EXPR | RETURN_EXPR | MATCH_EXPR | MATCH_ARM | MATCH_GUARD
 894             | RECORD_EXPR_FIELD | CALL_EXPR | INDEX_EXPR | METHOD_CALL_EXPR | FIELD_EXPR
 895             | AWAIT_EXPR | CAST_EXPR | REF_EXPR | PREFIX_EXPR | RANGE_EXPR | BIN_EXPR
 896             | LET_EXPR => ExpandTo::Expr,
 897             LET_STMT => {
 898                 // FIXME: Handle LHS Pattern
 899                 ExpandTo::Expr
 900             }
 901
 902             _ => {
 903                 // Unknown , Just guess it is `Items`
 904                 ExpandTo::Items
 905             }
 906         }
 907     }
 908 }
 909
 910 #[derive(Debug)]
 911 pub struct UnresolvedMacro {
 912     pub path: ModPath,
 913 }