proc_macro2で手続きマクロを起動したファイルのパスを取得する

FlatBuffersの定義ファイルを指定するだけで生成されたRustコードを作ってみたので苦労した部分を共有しておきます。

FlatBuffersについてはそのうち記事を書きたいと思いますが、Protocol Buffersのようにスキーマから各言語用のコードを出力するタイプのシリアライズ形式です。

fbs/addressbook.fbs

namespace addressbook;

table Person {
  name:string;
  age:int;
}

のように定義ファイルを書いてそれをflatcというコンパイラで処理することでRustのコードを生成します。しかしそれは面倒なので以下のように書きたいと思うわけです：

src/lib.rs

use flatc_gen::flatc_gen;
flatc_gen!("../fbs/addressbook.fbs");

マクロflatc_gen!はfunction-like procedual-macroを用いて実装しました：

flatc-gen/src/lib.rs

# [proc_macro]
pub fn flatc_gen(input: TokenStream) -> TokenStream {
  let input = parse_macro_input!(input as syn::LitStr);  // 引数は文字列リテラルとしてパースします
  // 長いので略
} 

さて、手続きマクロはフル機能のRustが実行できるので、flatcのコードをダウンロードしてcmakeでコンパイルして呼び出してRustのコードを生成して、そのファイルを読み出してマクロとして展開するわけですが、問題となるのが相対パスの扱いです。
手続きマクロのコード自体が実行されるときのパスはflatc_gen!が呼び出されたファイルのディレクトリとは一般に異なります（おそらくrustcを起動したディレクトリになる）。すると上のコードの../fbs/addressbook.fbsを解決するためにはflatc_gen!が呼び出されているファイルのパスを特定する必要があります。
なお、file!()より手続きマクロの方が先に展開されるのでmacro_rules!を使って回避できません（多分）。

これが以外と大変な作業になります。この情報自体はrustcが持っているわけですが、それは現時点(2019/3)のstableではproc_macro側には提供されていません。一応proc_macro_span featureとしてproc_macro::Spanにはsource_fileというAPIがnightlyには用意されており、これを使えば行けそうですが、TokenStreamをパースするsyn crateのAPIは基本的にproc_macro2::Spanを返し、これをproc_macro::Spanに変換するAPIが無いので使えません。

そこでproc_macro2::Spanにあるsource_file関数を使おうとなるわけですが、これは普通にやるとexposeされていません。

This method is semver exempt and not exposed by default.

このメソッドを有効にするにはproc_macro2の方のunstable featureに説明があるように、rustcにフラグをつける必要があります。

RUSTFLAGS='--cfg procmacro2_semver_exempt' cargo build

これはflatc-genを使うすべてのcrateのビルド時につける必要があります。.cargo/configファイルを用意して

.cargo/config

[build]
rustflags = ["--cfg", "procmacro2_semver_exempt"]

とするのが楽でしょうが、実用するにはハードルが高すぎますね(´・ω・｀)

まとめ

• proc_macro2のunstable featureを使うとマクロを起動したファイルのパスを取得できる
• でもAPIがまだ整備中でnightlyでもきつい