]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
Auto merge of #102900 - abrachet:master, r=bjorn3
[rust.git] / compiler / rustc_middle / src / ty / mod.rs
1 //! Defines how the compiler represents types internally.
2 //!
3 //! Two important entities in this module are:
4 //!
5 //! - [`rustc_middle::ty::Ty`], used to represent the semantics of a type.
6 //! - [`rustc_middle::ty::TyCtxt`], the central data structure in the compiler.
7 //!
8 //! For more information, see ["The `ty` module: representing types"] in the rustc-dev-guide.
9 //!
10 //! ["The `ty` module: representing types"]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/ty.html
11
12 #![allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
13
14 pub use self::fold::{FallibleTypeFolder, TypeFoldable, TypeFolder, TypeSuperFoldable};
15 pub use self::visit::{TypeSuperVisitable, TypeVisitable, TypeVisitor};
16 pub use self::AssocItemContainer::*;
17 pub use self::BorrowKind::*;
18 pub use self::IntVarValue::*;
19 pub use self::Variance::*;
20 use crate::error::{OpaqueHiddenTypeMismatch, TypeMismatchReason};
21 use crate::metadata::ModChild;
22 use crate::middle::privacy::EffectiveVisibilities;
23 use crate::mir::{Body, GeneratorLayout};
24 use crate::traits::{self, Reveal};
25 use crate::ty;
26 use crate::ty::fast_reject::SimplifiedType;
27 use crate::ty::util::Discr;
28 pub use adt::*;
29 pub use assoc::*;
30 pub use generics::*;
31 use hir::OpaqueTyOrigin;
32 use rustc_ast as ast;
33 use rustc_ast::node_id::NodeMap;
34 use rustc_attr as attr;
35 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
36 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet, FxIndexMap, FxIndexSet};
37 use rustc_data_structures::intern::Interned;
38 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
39 use rustc_data_structures::tagged_ptr::CopyTaggedPtr;
40 use rustc_hir as hir;
41 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, LifetimeRes, Res};
42 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, LocalDefIdMap};
43 use rustc_hir::Node;
44 use rustc_index::vec::IndexVec;
45 use rustc_macros::HashStable;
46 use rustc_query_system::ich::StableHashingContext;
47 use rustc_serialize::{Decodable, Encodable};
48 use rustc_session::cstore::Untracked;
49 use rustc_span::hygiene::MacroKind;
50 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
51 use rustc_span::{ExpnId, Span};
52 use rustc_target::abi::{Align, Integer, IntegerType, VariantIdx};
53 pub use rustc_target::abi::{ReprFlags, ReprOptions};
54 use rustc_type_ir::WithCachedTypeInfo;
55 pub use subst::*;
56 pub use vtable::*;
57
58 use std::fmt::Debug;
59 use std::hash::{Hash, Hasher};
60 use std::marker::PhantomData;
61 use std::mem;
62 use std::num::NonZeroUsize;
63 use std::ops::ControlFlow;
64 use std::{fmt, str};
65
66 pub use crate::ty::diagnostics::*;
67 pub use rustc_type_ir::DynKind::*;
68 pub use rustc_type_ir::InferTy::*;
69 pub use rustc_type_ir::RegionKind::*;
70 pub use rustc_type_ir::TyKind::*;
71 pub use rustc_type_ir::*;
72
73 pub use self::binding::BindingMode;
74 pub use self::binding::BindingMode::*;
75 pub use self::closure::{
76     is_ancestor_or_same_capture, place_to_string_for_capture, BorrowKind, CaptureInfo,
77     CapturedPlace, ClosureKind, MinCaptureInformationMap, MinCaptureList,
78     RootVariableMinCaptureList, UpvarCapture, UpvarCaptureMap, UpvarId, UpvarListMap, UpvarPath,
79     CAPTURE_STRUCT_LOCAL,
80 };
81 pub use self::consts::{
82     Const, ConstInt, ConstKind, ConstS, Expr, InferConst, ScalarInt, UnevaluatedConst, ValTree,
83 };
84 pub use self::context::{
85     tls, CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
86     CtxtInterners, DeducedParamAttrs, FreeRegionInfo, GeneratorDiagnosticData,
87     GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, OnDiskCache, TyCtxt, TyCtxtFeed, TypeckResults,
88     UserType, UserTypeAnnotationIndex,
89 };
90 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef, ShortInstance};
91 pub use self::list::List;
92 pub use self::parameterized::ParameterizedOverTcx;
93 pub use self::rvalue_scopes::RvalueScopes;
94 pub use self::sty::BoundRegionKind::*;
95 pub use self::sty::{
96     Article, Binder, BoundRegion, BoundRegionKind, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar,
97     BoundVariableKind, CanonicalPolyFnSig, ClosureSubsts, ClosureSubstsParts, ConstVid,
98     EarlyBoundRegion, ExistentialPredicate, ExistentialProjection, ExistentialTraitRef, FnSig,
99     FreeRegion, GenSig, GeneratorSubsts, GeneratorSubstsParts, InlineConstSubsts,
100     InlineConstSubstsParts, ParamConst, ParamTy, PolyExistentialPredicate,
101     PolyExistentialProjection, PolyExistentialTraitRef, PolyFnSig, PolyGenSig, PolyTraitRef,
102     ProjectionTy, Region, RegionKind, RegionVid, TraitRef, TyKind, TypeAndMut, UpvarSubsts,
103     VarianceDiagInfo,
104 };
105 pub use self::trait_def::TraitDef;
106
107 pub mod _match;
108 pub mod abstract_const;
109 pub mod adjustment;
110 pub mod binding;
111 pub mod cast;
112 pub mod codec;
113 pub mod error;
114 pub mod fast_reject;
115 pub mod flags;
116 pub mod fold;
117 pub mod inhabitedness;
118 pub mod layout;
119 pub mod normalize_erasing_regions;
120 pub mod print;
121 pub mod query;
122 pub mod relate;
123 pub mod subst;
124 pub mod trait_def;
125 pub mod util;
126 pub mod visit;
127 pub mod vtable;
128 pub mod walk;
129
130 mod adt;
131 mod assoc;
132 mod closure;
133 mod consts;
134 mod context;
135 mod diagnostics;
136 mod erase_regions;
137 mod generics;
138 mod impls_ty;
139 mod instance;
140 mod list;
141 mod opaque_types;
142 mod parameterized;
143 mod rvalue_scopes;
144 mod structural_impls;
145 mod sty;
146
147 // Data types
148
149 pub type RegisteredTools = FxHashSet<Ident>;
150
151 pub struct ResolverOutputs {
152     pub global_ctxt: ResolverGlobalCtxt,
153     pub ast_lowering: ResolverAstLowering,
154     pub untracked: Untracked,
155 }
156
157 #[derive(Debug)]
158 pub struct ResolverGlobalCtxt {
159     pub visibilities: FxHashMap<LocalDefId, Visibility>,
160     /// This field is used to decide whether we should make `PRIVATE_IN_PUBLIC` a hard error.
161     pub has_pub_restricted: bool,
162     /// Item with a given `LocalDefId` was defined during macro expansion with ID `ExpnId`.
163     pub expn_that_defined: FxHashMap<LocalDefId, ExpnId>,
164     pub effective_visibilities: EffectiveVisibilities,
165     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
166     pub maybe_unused_trait_imports: FxIndexSet<LocalDefId>,
167     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
168     pub reexport_map: FxHashMap<LocalDefId, Vec<ModChild>>,
169     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
170     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
171     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
172     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
173     pub main_def: Option<MainDefinition>,
174     pub trait_impls: FxIndexMap<DefId, Vec<LocalDefId>>,
175     /// A list of proc macro LocalDefIds, written out in the order in which
176     /// they are declared in the static array generated by proc_macro_harness.
177     pub proc_macros: Vec<LocalDefId>,
178     /// Mapping from ident span to path span for paths that don't exist as written, but that
179     /// exist under `std`. For example, wrote `str::from_utf8` instead of `std::str::from_utf8`.
180     pub confused_type_with_std_module: FxHashMap<Span, Span>,
181     pub registered_tools: RegisteredTools,
182 }
183
184 /// Resolutions that should only be used for lowering.
185 /// This struct is meant to be consumed by lowering.
186 #[derive(Debug)]
187 pub struct ResolverAstLowering {
188     pub legacy_const_generic_args: FxHashMap<DefId, Option<Vec<usize>>>,
189
190     /// Resolutions for nodes that have a single resolution.
191     pub partial_res_map: NodeMap<hir::def::PartialRes>,
192     /// Resolutions for import nodes, which have multiple resolutions in different namespaces.
193     pub import_res_map: NodeMap<hir::def::PerNS<Option<Res<ast::NodeId>>>>,
194     /// Resolutions for labels (node IDs of their corresponding blocks or loops).
195     pub label_res_map: NodeMap<ast::NodeId>,
196     /// Resolutions for lifetimes.
197     pub lifetimes_res_map: NodeMap<LifetimeRes>,
198     /// Lifetime parameters that lowering will have to introduce.
199     pub extra_lifetime_params_map: NodeMap<Vec<(Ident, ast::NodeId, LifetimeRes)>>,
200
201     pub next_node_id: ast::NodeId,
202
203     pub node_id_to_def_id: FxHashMap<ast::NodeId, LocalDefId>,
204     pub def_id_to_node_id: IndexVec<LocalDefId, ast::NodeId>,
205
206     pub trait_map: NodeMap<Vec<hir::TraitCandidate>>,
207     /// A small map keeping true kinds of built-in macros that appear to be fn-like on
208     /// the surface (`macro` items in libcore), but are actually attributes or derives.
209     pub builtin_macro_kinds: FxHashMap<LocalDefId, MacroKind>,
210     /// List functions and methods for which lifetime elision was successful.
211     pub lifetime_elision_allowed: FxHashSet<ast::NodeId>,
212 }
213
214 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
215 pub struct MainDefinition {
216     pub res: Res<ast::NodeId>,
217     pub is_import: bool,
218     pub span: Span,
219 }
220
221 impl MainDefinition {
222     pub fn opt_fn_def_id(self) -> Option<DefId> {
223         if let Res::Def(DefKind::Fn, def_id) = self.res { Some(def_id) } else { None }
224     }
225 }
226
227 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
228 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
229 /// bounds / where-clauses).
230 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable)]
231 pub struct ImplHeader<'tcx> {
232     pub impl_def_id: DefId,
233     pub self_ty: Ty<'tcx>,
234     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
235     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
236 }
237
238 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable)]
239 pub enum ImplSubject<'tcx> {
240     Trait(TraitRef<'tcx>),
241     Inherent(Ty<'tcx>),
242 }
243
244 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, Debug)]
245 #[derive(TypeFoldable, TypeVisitable)]
246 pub enum ImplPolarity {
247     /// `impl Trait for Type`
248     Positive,
249     /// `impl !Trait for Type`
250     Negative,
251     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
252     ///
253     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
254     /// See #64631 for details.
255     Reservation,
256 }
257
258 impl ImplPolarity {
259     /// Flips polarity by turning `Positive` into `Negative` and `Negative` into `Positive`.
260     pub fn flip(&self) -> Option<ImplPolarity> {
261         match self {
262             ImplPolarity::Positive => Some(ImplPolarity::Negative),
263             ImplPolarity::Negative => Some(ImplPolarity::Positive),
264             ImplPolarity::Reservation => None,
265         }
266     }
267 }
268
269 impl fmt::Display for ImplPolarity {
270     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
271         match self {
272             Self::Positive => f.write_str("positive"),
273             Self::Negative => f.write_str("negative"),
274             Self::Reservation => f.write_str("reservation"),
275         }
276     }
277 }
278
279 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, Encodable, Decodable, HashStable)]
280 pub enum Visibility<Id = LocalDefId> {
281     /// Visible everywhere (including in other crates).
282     Public,
283     /// Visible only in the given crate-local module.
284     Restricted(Id),
285 }
286
287 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
288 pub enum BoundConstness {
289     /// `T: Trait`
290     NotConst,
291     /// `T: ~const Trait`
292     ///
293     /// Requires resolving to const only when we are in a const context.
294     ConstIfConst,
295 }
296
297 impl BoundConstness {
298     /// Reduce `self` and `constness` to two possible combined states instead of four.
299     pub fn and(&mut self, constness: hir::Constness) -> hir::Constness {
300         match (constness, self) {
301             (hir::Constness::Const, BoundConstness::ConstIfConst) => hir::Constness::Const,
302             (_, this) => {
303                 *this = BoundConstness::NotConst;
304                 hir::Constness::NotConst
305             }
306         }
307     }
308 }
309
310 impl fmt::Display for BoundConstness {
311     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
312         match self {
313             Self::NotConst => f.write_str("normal"),
314             Self::ConstIfConst => f.write_str("`~const`"),
315         }
316     }
317 }
318
319 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
320 #[derive(TypeFoldable, TypeVisitable)]
321 pub struct ClosureSizeProfileData<'tcx> {
322     /// Tuple containing the types of closure captures before the feature `capture_disjoint_fields`
323     pub before_feature_tys: Ty<'tcx>,
324     /// Tuple containing the types of closure captures after the feature `capture_disjoint_fields`
325     pub after_feature_tys: Ty<'tcx>,
326 }
327
328 pub trait DefIdTree: Copy {
329     fn opt_parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
330
331     #[inline]
332     #[track_caller]
333     fn parent(self, id: DefId) -> DefId {
334         match self.opt_parent(id) {
335             Some(id) => id,
336             // not `unwrap_or_else` to avoid breaking caller tracking
337             None => bug!("{id:?} doesn't have a parent"),
338         }
339     }
340
341     #[inline]
342     #[track_caller]
343     fn opt_local_parent(self, id: LocalDefId) -> Option<LocalDefId> {
344         self.opt_parent(id.to_def_id()).map(DefId::expect_local)
345     }
346
347     #[inline]
348     #[track_caller]
349     fn local_parent(self, id: LocalDefId) -> LocalDefId {
350         self.parent(id.to_def_id()).expect_local()
351     }
352
353     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
354         if descendant.krate != ancestor.krate {
355             return false;
356         }
357
358         while descendant != ancestor {
359             match self.opt_parent(descendant) {
360                 Some(parent) => descendant = parent,
361                 None => return false,
362             }
363         }
364         true
365     }
366 }
367
368 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
369     #[inline]
370     fn opt_parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
371         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
372     }
373 }
374
375 impl<Id> Visibility<Id> {
376     pub fn is_public(self) -> bool {
377         matches!(self, Visibility::Public)
378     }
379
380     pub fn map_id<OutId>(self, f: impl FnOnce(Id) -> OutId) -> Visibility<OutId> {
381         match self {
382             Visibility::Public => Visibility::Public,
383             Visibility::Restricted(id) => Visibility::Restricted(f(id)),
384         }
385     }
386 }
387
388 impl<Id: Into<DefId>> Visibility<Id> {
389     pub fn to_def_id(self) -> Visibility<DefId> {
390         self.map_id(Into::into)
391     }
392
393     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given module.
394     pub fn is_accessible_from(self, module: impl Into<DefId>, tree: impl DefIdTree) -> bool {
395         match self {
396             // Public items are visible everywhere.
397             Visibility::Public => true,
398             Visibility::Restricted(id) => tree.is_descendant_of(module.into(), id.into()),
399         }
400     }
401
402     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
403     pub fn is_at_least(self, vis: Visibility<impl Into<DefId>>, tree: impl DefIdTree) -> bool {
404         match vis {
405             Visibility::Public => self.is_public(),
406             Visibility::Restricted(id) => self.is_accessible_from(id, tree),
407         }
408     }
409 }
410
411 impl Visibility<DefId> {
412     pub fn expect_local(self) -> Visibility {
413         self.map_id(|id| id.expect_local())
414     }
415
416     /// Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
417     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
418         match self {
419             Visibility::Public => true,
420             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
421         }
422     }
423 }
424
425 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
426 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
427 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
428 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
429 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
430 /// item.
431 #[derive(HashStable, Debug)]
432 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
433     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
434     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
435     /// entry.
436     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
437 }
438
439 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
440 // the types of AST nodes.
441 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
442 pub struct CReaderCacheKey {
443     pub cnum: Option<CrateNum>,
444     pub pos: usize,
445 }
446
447 /// Use this rather than `TyKind`, whenever possible.
448 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
449 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
450 #[rustc_pass_by_value]
451 pub struct Ty<'tcx>(Interned<'tcx, WithCachedTypeInfo<TyKind<'tcx>>>);
452
453 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
454     /// A "bool" type used in rustc_mir_transform unit tests when we
455     /// have not spun up a TyCtxt.
456     pub const BOOL_TY_FOR_UNIT_TESTING: Ty<'tcx> =
457         Ty(Interned::new_unchecked(&WithCachedTypeInfo {
458             internee: ty::Bool,
459             stable_hash: Fingerprint::ZERO,
460             flags: TypeFlags::empty(),
461             outer_exclusive_binder: DebruijnIndex::from_usize(0),
462         }));
463 }
464
465 impl ty::EarlyBoundRegion {
466     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
467     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
468     pub fn has_name(&self) -> bool {
469         self.name != kw::UnderscoreLifetime && self.name != kw::Empty
470     }
471 }
472
473 /// Use this rather than `PredicateKind`, whenever possible.
474 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
475 #[rustc_pass_by_value]
476 pub struct Predicate<'tcx>(
477     Interned<'tcx, WithCachedTypeInfo<ty::Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>>>,
478 );
479
480 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
481     /// Gets the inner `Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>`.
482     #[inline]
483     pub fn kind(self) -> Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
484         self.0.internee
485     }
486
487     #[inline(always)]
488     pub fn flags(self) -> TypeFlags {
489         self.0.flags
490     }
491
492     #[inline(always)]
493     pub fn outer_exclusive_binder(self) -> DebruijnIndex {
494         self.0.outer_exclusive_binder
495     }
496
497     /// Flips the polarity of a Predicate.
498     ///
499     /// Given `T: Trait` predicate it returns `T: !Trait` and given `T: !Trait` returns `T: Trait`.
500     pub fn flip_polarity(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Predicate<'tcx>> {
501         let kind = self
502             .kind()
503             .map_bound(|kind| match kind {
504                 PredicateKind::Clause(Clause::Trait(TraitPredicate {
505                     trait_ref,
506                     constness,
507                     polarity,
508                 })) => Some(PredicateKind::Clause(Clause::Trait(TraitPredicate {
509                     trait_ref,
510                     constness,
511                     polarity: polarity.flip()?,
512                 }))),
513
514                 _ => None,
515             })
516             .transpose()?;
517
518         Some(tcx.mk_predicate(kind))
519     }
520
521     pub fn without_const(mut self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
522         if let PredicateKind::Clause(Clause::Trait(TraitPredicate { trait_ref, constness, polarity })) = self.kind().skip_binder()
523             && constness != BoundConstness::NotConst
524         {
525             self = tcx.mk_predicate(self.kind().rebind(PredicateKind::Clause(Clause::Trait(TraitPredicate {
526                 trait_ref,
527                 constness: BoundConstness::NotConst,
528                 polarity,
529             }))));
530         }
531         self
532     }
533
534     /// Whether this projection can be soundly normalized.
535     ///
536     /// Wf predicates must not be normalized, as normalization
537     /// can remove required bounds which would cause us to
538     /// unsoundly accept some programs. See #91068.
539     #[inline]
540     pub fn allow_normalization(self) -> bool {
541         match self.kind().skip_binder() {
542             PredicateKind::WellFormed(_) => false,
543             PredicateKind::Clause(Clause::Trait(_))
544             | PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(_))
545             | PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(_))
546             | PredicateKind::Clause(Clause::Projection(_))
547             | PredicateKind::ObjectSafe(_)
548             | PredicateKind::ClosureKind(_, _, _)
549             | PredicateKind::Subtype(_)
550             | PredicateKind::Coerce(_)
551             | PredicateKind::ConstEvaluatable(_)
552             | PredicateKind::ConstEquate(_, _)
553             | PredicateKind::Ambiguous
554             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(_) => true,
555         }
556     }
557 }
558
559 impl rustc_errors::IntoDiagnosticArg for Predicate<'_> {
560     fn into_diagnostic_arg(self) -> rustc_errors::DiagnosticArgValue<'static> {
561         rustc_errors::DiagnosticArgValue::Str(std::borrow::Cow::Owned(self.to_string()))
562     }
563 }
564
565 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
566 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
567 /// A clause is something that can appear in where bounds or be inferred
568 /// by implied bounds.
569 pub enum Clause<'tcx> {
570     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
571     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
572     /// would be the type parameters.
573     Trait(TraitPredicate<'tcx>),
574
575     /// `where 'a: 'b`
576     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
577
578     /// `where T: 'a`
579     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
580
581     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
582     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
583     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
584 }
585
586 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
587 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
588 pub enum PredicateKind<'tcx> {
589     /// Prove a clause
590     Clause(Clause<'tcx>),
591
592     /// No syntax: `T` well-formed.
593     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
594
595     /// Trait must be object-safe.
596     ObjectSafe(DefId),
597
598     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
599     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
600     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
601     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
602
603     /// `T1 <: T2`
604     ///
605     /// This obligation is created most often when we have two
606     /// unresolved type variables and hence don't have enough
607     /// information to process the subtyping obligation yet.
608     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
609
610     /// `T1` coerced to `T2`
611     ///
612     /// Like a subtyping obligation, this is created most often
613     /// when we have two unresolved type variables and hence
614     /// don't have enough information to process the coercion
615     /// obligation yet. At the moment, we actually process coercions
616     /// very much like subtyping and don't handle the full coercion
617     /// logic.
618     Coerce(CoercePredicate<'tcx>),
619
620     /// Constant initializer must evaluate successfully.
621     ConstEvaluatable(ty::Const<'tcx>),
622
623     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
624     ConstEquate(Const<'tcx>, Const<'tcx>),
625
626     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
627     ///
628     /// Only used for Chalk.
629     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
630
631     /// A marker predicate that is always ambiguous.
632     /// Used for coherence to mark opaque types as possibly equal to each other but ambiguous.
633     Ambiguous,
634 }
635
636 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
637 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
638 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
639 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
640 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
641 /// item.
642 #[derive(HashStable, Debug)]
643 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
644     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
645     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
646     /// bounds, it will have no entry.
647     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Clause<'tcx>, Span)]>,
648 }
649
650 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
651     /// Performs a substitution suitable for going from a
652     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
653     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
654     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
655     /// lengthy comment below for details.
656     pub fn subst_supertrait(
657         self,
658         tcx: TyCtxt<'tcx>,
659         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
660     ) -> Predicate<'tcx> {
661         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
662         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
663         //
664         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
665         //
666         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
667         //     trait Bar<'b,'c> { }
668         //
669         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
670         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
671         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
672         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
673         // normal substitution.
674         //
675         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
676         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
677         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
678         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
679         // `'a`.
680         //
681         // Another example to be careful of is this:
682         //
683         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
684         //     trait Bar1<'b,'c> { }
685         //
686         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
687         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
688         // reason is similar to the previous example: any impl of
689         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
690         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
691         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
692         //
693         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
694         // consider the more complicated scenario:
695         //
696         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
697         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
698         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
699         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
700         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
701         // - The supertrait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
702         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
703         //   DB index of 1.
704         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
705         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
706         //   just as we wanted.
707         //
708         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
709         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
710         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
711         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
712         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
713         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
714         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
715         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
716         // rather than the trait reference itself (put another way, the
717         // substitution code expects equal binding levels in the values
718         // from the substitution and the value being substituted into, and
719         // this trick achieves that).
720
721         // Working through the second example:
722         // trait_ref: for<'x> T: Foo1<'^0.0>; substs: [T, '^0.0]
723         // predicate: for<'b> Self: Bar1<'a, '^0.0>; substs: [Self, 'a, '^0.0]
724         // We want to end up with:
725         //     for<'x, 'b> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
726         // To do this:
727         // 1) We must shift all bound vars in predicate by the length
728         //    of trait ref's bound vars. So, we would end up with predicate like
729         //    Self: Bar1<'a, '^0.1>
730         // 2) We can then apply the trait substs to this, ending up with
731         //    T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
732         // 3) Finally, to create the final bound vars, we concatenate the bound
733         //    vars of the trait ref with those of the predicate:
734         //    ['x, 'b]
735         let bound_pred = self.kind();
736         let pred_bound_vars = bound_pred.bound_vars();
737         let trait_bound_vars = trait_ref.bound_vars();
738         // 1) Self: Bar1<'a, '^0.0> -> Self: Bar1<'a, '^0.1>
739         let shifted_pred =
740             tcx.shift_bound_var_indices(trait_bound_vars.len(), bound_pred.skip_binder());
741         // 2) Self: Bar1<'a, '^0.1> -> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
742         let new = EarlyBinder(shifted_pred).subst(tcx, trait_ref.skip_binder().substs);
743         // 3) ['x] + ['b] -> ['x, 'b]
744         let bound_vars =
745             tcx.mk_bound_variable_kinds(trait_bound_vars.iter().chain(pred_bound_vars));
746         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind_with_vars(new, bound_vars))
747     }
748 }
749
750 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
751 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
752 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
753     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
754
755     pub constness: BoundConstness,
756
757     /// If polarity is Positive: we are proving that the trait is implemented.
758     ///
759     /// If polarity is Negative: we are proving that a negative impl of this trait
760     /// exists. (Note that coherence also checks whether negative impls of supertraits
761     /// exist via a series of predicates.)
762     ///
763     /// If polarity is Reserved: that's a bug.
764     pub polarity: ImplPolarity,
765 }
766
767 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TraitPredicate<'tcx>>;
768
769 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
770     pub fn remap_constness(&mut self, param_env: &mut ParamEnv<'tcx>) {
771         *param_env = param_env.with_constness(self.constness.and(param_env.constness()))
772     }
773
774     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
775     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
776         // this is different to `remap_constness` that callees want to print this predicate
777         // in case of selection errors. `T: ~const Drop` bounds cannot end up here when the
778         // param_env is not const because it is always satisfied in non-const contexts.
779         if let hir::Constness::NotConst = param_env.constness() {
780             self.constness = ty::BoundConstness::NotConst;
781         }
782     }
783
784     pub fn with_self_type(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> Self {
785         Self { trait_ref: self.trait_ref.with_self_type(tcx, self_ty), ..self }
786     }
787
788     pub fn def_id(self) -> DefId {
789         self.trait_ref.def_id
790     }
791
792     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
793         self.trait_ref.self_ty()
794     }
795
796     #[inline]
797     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
798         self.constness == BoundConstness::ConstIfConst
799     }
800
801     pub fn is_constness_satisfied_by(self, constness: hir::Constness) -> bool {
802         match (self.constness, constness) {
803             (BoundConstness::NotConst, _)
804             | (BoundConstness::ConstIfConst, hir::Constness::Const) => true,
805             (BoundConstness::ConstIfConst, hir::Constness::NotConst) => false,
806         }
807     }
808
809     pub fn without_const(mut self) -> Self {
810         self.constness = BoundConstness::NotConst;
811         self
812     }
813 }
814
815 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
816     pub fn def_id(self) -> DefId {
817         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
818         self.skip_binder().def_id()
819     }
820
821     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
822         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
823     }
824
825     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
826     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
827         *self = self.map_bound(|mut p| {
828             p.remap_constness_diag(param_env);
829             p
830         });
831     }
832
833     #[inline]
834     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
835         self.skip_binder().is_const_if_const()
836     }
837 }
838
839 /// `A: B`
840 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
841 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
842 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B);
843 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
844 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
845 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
846 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
847
848 /// Encodes that `a` must be a subtype of `b`. The `a_is_expected` flag indicates
849 /// whether the `a` type is the type that we should label as "expected" when
850 /// presenting user diagnostics.
851 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
852 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
853 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
854     pub a_is_expected: bool,
855     pub a: Ty<'tcx>,
856     pub b: Ty<'tcx>,
857 }
858 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, SubtypePredicate<'tcx>>;
859
860 /// Encodes that we have to coerce *from* the `a` type to the `b` type.
861 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
862 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
863 pub struct CoercePredicate<'tcx> {
864     pub a: Ty<'tcx>,
865     pub b: Ty<'tcx>,
866 }
867 pub type PolyCoercePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, CoercePredicate<'tcx>>;
868
869 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
870 pub struct Term<'tcx> {
871     ptr: NonZeroUsize,
872     marker: PhantomData<(Ty<'tcx>, Const<'tcx>)>,
873 }
874
875 impl Debug for Term<'_> {
876     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
877         let data = if let Some(ty) = self.ty() {
878             format!("Term::Ty({:?})", ty)
879         } else if let Some(ct) = self.ct() {
880             format!("Term::Ct({:?})", ct)
881         } else {
882             unreachable!()
883         };
884         f.write_str(&data)
885     }
886 }
887
888 impl<'tcx> From<Ty<'tcx>> for Term<'tcx> {
889     fn from(ty: Ty<'tcx>) -> Self {
890         TermKind::Ty(ty).pack()
891     }
892 }
893
894 impl<'tcx> From<Const<'tcx>> for Term<'tcx> {
895     fn from(c: Const<'tcx>) -> Self {
896         TermKind::Const(c).pack()
897     }
898 }
899
900 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Term<'tcx> {
901     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
902         self.unpack().hash_stable(hcx, hasher);
903     }
904 }
905
906 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for Term<'tcx> {
907     fn try_fold_with<F: FallibleTypeFolder<'tcx>>(self, folder: &mut F) -> Result<Self, F::Error> {
908         Ok(self.unpack().try_fold_with(folder)?.pack())
909     }
910 }
911
912 impl<'tcx> TypeVisitable<'tcx> for Term<'tcx> {
913     fn visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
914         self.unpack().visit_with(visitor)
915     }
916 }
917
918 impl<'tcx, E: TyEncoder<I = TyCtxt<'tcx>>> Encodable<E> for Term<'tcx> {
919     fn encode(&self, e: &mut E) {
920         self.unpack().encode(e)
921     }
922 }
923
924 impl<'tcx, D: TyDecoder<I = TyCtxt<'tcx>>> Decodable<D> for Term<'tcx> {
925     fn decode(d: &mut D) -> Self {
926         let res: TermKind<'tcx> = Decodable::decode(d);
927         res.pack()
928     }
929 }
930
931 impl<'tcx> Term<'tcx> {
932     #[inline]
933     pub fn unpack(self) -> TermKind<'tcx> {
934         let ptr = self.ptr.get();
935         // SAFETY: use of `Interned::new_unchecked` here is ok because these
936         // pointers were originally created from `Interned` types in `pack()`,
937         // and this is just going in the other direction.
938         unsafe {
939             match ptr & TAG_MASK {
940                 TYPE_TAG => TermKind::Ty(Ty(Interned::new_unchecked(
941                     &*((ptr & !TAG_MASK) as *const WithCachedTypeInfo<ty::TyKind<'tcx>>),
942                 ))),
943                 CONST_TAG => TermKind::Const(ty::Const(Interned::new_unchecked(
944                     &*((ptr & !TAG_MASK) as *const ty::ConstS<'tcx>),
945                 ))),
946                 _ => core::intrinsics::unreachable(),
947             }
948         }
949     }
950
951     pub fn ty(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
952         if let TermKind::Ty(ty) = self.unpack() { Some(ty) } else { None }
953     }
954
955     pub fn ct(&self) -> Option<Const<'tcx>> {
956         if let TermKind::Const(c) = self.unpack() { Some(c) } else { None }
957     }
958
959     pub fn into_arg(self) -> GenericArg<'tcx> {
960         match self.unpack() {
961             TermKind::Ty(ty) => ty.into(),
962             TermKind::Const(c) => c.into(),
963         }
964     }
965 }
966
967 const TAG_MASK: usize = 0b11;
968 const TYPE_TAG: usize = 0b00;
969 const CONST_TAG: usize = 0b01;
970
971 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord, TyEncodable, TyDecodable)]
972 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable)]
973 pub enum TermKind<'tcx> {
974     Ty(Ty<'tcx>),
975     Const(Const<'tcx>),
976 }
977
978 impl<'tcx> TermKind<'tcx> {
979     #[inline]
980     fn pack(self) -> Term<'tcx> {
981         let (tag, ptr) = match self {
982             TermKind::Ty(ty) => {
983                 // Ensure we can use the tag bits.
984                 assert_eq!(mem::align_of_val(&*ty.0.0) & TAG_MASK, 0);
985                 (TYPE_TAG, ty.0.0 as *const WithCachedTypeInfo<ty::TyKind<'tcx>> as usize)
986             }
987             TermKind::Const(ct) => {
988                 // Ensure we can use the tag bits.
989                 assert_eq!(mem::align_of_val(&*ct.0.0) & TAG_MASK, 0);
990                 (CONST_TAG, ct.0.0 as *const ty::ConstS<'tcx> as usize)
991             }
992         };
993
994         Term { ptr: unsafe { NonZeroUsize::new_unchecked(ptr | tag) }, marker: PhantomData }
995     }
996 }
997
998 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
999 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1000 ///
1001 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1002 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1003 ///
1004 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1005 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1006 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1007 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1008 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1009 /// instances to normalize the LHS.
1010 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1011 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
1012 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1013     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1014     pub term: Term<'tcx>,
1015 }
1016
1017 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<'tcx, ProjectionPredicate<'tcx>>;
1018
1019 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1020     /// Returns the `DefId` of the trait of the associated item being projected.
1021     #[inline]
1022     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
1023         self.skip_binder().projection_ty.trait_def_id(tcx)
1024     }
1025
1026     /// Get the [PolyTraitRef] required for this projection to be well formed.
1027     /// Note that for generic associated types the predicates of the associated
1028     /// type also need to be checked.
1029     #[inline]
1030     pub fn required_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1031         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1032         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1033         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1034         // return value, so we are preserving the number of binding
1035         // levels.
1036         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1037     }
1038
1039     pub fn term(&self) -> Binder<'tcx, Term<'tcx>> {
1040         self.map_bound(|predicate| predicate.term)
1041     }
1042
1043     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1044     ///
1045     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1046     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1047     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1048         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1049         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1050     }
1051 }
1052
1053 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1054     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1055 }
1056
1057 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1058     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1059         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1060     }
1061 }
1062
1063 pub trait ToPredicate<'tcx, P = Predicate<'tcx>> {
1064     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> P;
1065 }
1066
1067 impl<'tcx, T> ToPredicate<'tcx, T> for T {
1068     fn to_predicate(self, _tcx: TyCtxt<'tcx>) -> T {
1069         self
1070     }
1071 }
1072
1073 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
1074     #[inline(always)]
1075     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1076         tcx.mk_predicate(self)
1077     }
1078 }
1079
1080 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for Clause<'tcx> {
1081     #[inline(always)]
1082     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1083         tcx.mk_predicate(ty::Binder::dummy(ty::PredicateKind::Clause(self)))
1084     }
1085 }
1086
1087 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for Binder<'tcx, TraitRef<'tcx>> {
1088     #[inline(always)]
1089     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1090         let pred: PolyTraitPredicate<'tcx> = self.to_predicate(tcx);
1091         pred.to_predicate(tcx)
1092     }
1093 }
1094
1095 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx, PolyTraitPredicate<'tcx>> for Binder<'tcx, TraitRef<'tcx>> {
1096     #[inline(always)]
1097     fn to_predicate(self, _: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1098         self.map_bound(|trait_ref| TraitPredicate {
1099             trait_ref,
1100             constness: ty::BoundConstness::NotConst,
1101             polarity: ty::ImplPolarity::Positive,
1102         })
1103     }
1104 }
1105
1106 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1107     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1108         self.map_bound(|p| PredicateKind::Clause(Clause::Trait(p))).to_predicate(tcx)
1109     }
1110 }
1111
1112 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1113     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1114         self.map_bound(|p| PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(p))).to_predicate(tcx)
1115     }
1116 }
1117
1118 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1119     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1120         self.map_bound(|p| PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(p))).to_predicate(tcx)
1121     }
1122 }
1123
1124 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1125     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1126         self.map_bound(|p| PredicateKind::Clause(Clause::Projection(p))).to_predicate(tcx)
1127     }
1128 }
1129
1130 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1131     pub fn to_opt_poly_trait_pred(self) -> Option<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1132         let predicate = self.kind();
1133         match predicate.skip_binder() {
1134             PredicateKind::Clause(Clause::Trait(t)) => Some(predicate.rebind(t)),
1135             PredicateKind::Clause(Clause::Projection(..))
1136             | PredicateKind::Subtype(..)
1137             | PredicateKind::Coerce(..)
1138             | PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(..))
1139             | PredicateKind::WellFormed(..)
1140             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1141             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1142             | PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(..))
1143             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1144             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1145             | PredicateKind::Ambiguous
1146             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1147         }
1148     }
1149
1150     pub fn to_opt_poly_projection_pred(self) -> Option<PolyProjectionPredicate<'tcx>> {
1151         let predicate = self.kind();
1152         match predicate.skip_binder() {
1153             PredicateKind::Clause(Clause::Projection(t)) => Some(predicate.rebind(t)),
1154             PredicateKind::Clause(Clause::Trait(..))
1155             | PredicateKind::Subtype(..)
1156             | PredicateKind::Coerce(..)
1157             | PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(..))
1158             | PredicateKind::WellFormed(..)
1159             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1160             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1161             | PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(..))
1162             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1163             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1164             | PredicateKind::Ambiguous
1165             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1166         }
1167     }
1168
1169     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1170         let predicate = self.kind();
1171         match predicate.skip_binder() {
1172             PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(data)) => Some(predicate.rebind(data)),
1173             PredicateKind::Clause(Clause::Trait(..))
1174             | PredicateKind::Clause(Clause::Projection(..))
1175             | PredicateKind::Subtype(..)
1176             | PredicateKind::Coerce(..)
1177             | PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(..))
1178             | PredicateKind::WellFormed(..)
1179             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1180             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1181             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1182             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1183             | PredicateKind::Ambiguous
1184             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1185         }
1186     }
1187 }
1188
1189 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1190 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1191 /// where-clauses. You can obtain an `InstantiatedPredicates` list from a
1192 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1193 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1194 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1195 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1196 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1197 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1198 /// their values.
1199 ///
1200 /// Example:
1201 /// ```ignore (illustrative)
1202 /// struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1203 /// ```
1204 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1205 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1206 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1207 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1208 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable)]
1209 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1210     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1211     pub spans: Vec<Span>,
1212 }
1213
1214 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1215     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1216         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1217     }
1218
1219     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1220         self.predicates.is_empty()
1221     }
1222 }
1223
1224 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable, Lift)]
1225 #[derive(TypeFoldable, TypeVisitable)]
1226 pub struct OpaqueTypeKey<'tcx> {
1227     pub def_id: LocalDefId,
1228     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1229 }
1230
1231 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1232 pub struct OpaqueHiddenType<'tcx> {
1233     /// The span of this particular definition of the opaque type. So
1234     /// for example:
1235     ///
1236     /// ```ignore (incomplete snippet)
1237     /// type Foo = impl Baz;
1238     /// fn bar() -> Foo {
1239     /// //          ^^^ This is the span we are looking for!
1240     /// }
1241     /// ```
1242     ///
1243     /// In cases where the fn returns `(impl Trait, impl Trait)` or
1244     /// other such combinations, the result is currently
1245     /// over-approximated, but better than nothing.
1246     pub span: Span,
1247
1248     /// The type variable that represents the value of the opaque type
1249     /// that we require. In other words, after we compile this function,
1250     /// we will be created a constraint like:
1251     /// ```ignore (pseudo-rust)
1252     /// Foo<'a, T> = ?C
1253     /// ```
1254     /// where `?C` is the value of this type variable. =) It may
1255     /// naturally refer to the type and lifetime parameters in scope
1256     /// in this function, though ultimately it should only reference
1257     /// those that are arguments to `Foo` in the constraint above. (In
1258     /// other words, `?C` should not include `'b`, even though it's a
1259     /// lifetime parameter on `foo`.)
1260     pub ty: Ty<'tcx>,
1261 }
1262
1263 impl<'tcx> OpaqueHiddenType<'tcx> {
1264     pub fn report_mismatch(&self, other: &Self, tcx: TyCtxt<'tcx>) {
1265         // Found different concrete types for the opaque type.
1266         let sub_diag = if self.span == other.span {
1267             TypeMismatchReason::ConflictType { span: self.span }
1268         } else {
1269             TypeMismatchReason::PreviousUse { span: self.span }
1270         };
1271         tcx.sess.emit_err(OpaqueHiddenTypeMismatch {
1272             self_ty: self.ty,
1273             other_ty: other.ty,
1274             other_span: other.span,
1275             sub: sub_diag,
1276         });
1277     }
1278
1279     #[instrument(level = "debug", skip(tcx), ret)]
1280     pub fn remap_generic_params_to_declaration_params(
1281         self,
1282         opaque_type_key: OpaqueTypeKey<'tcx>,
1283         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1284         // typeck errors have subpar spans for opaque types, so delay error reporting until borrowck.
1285         ignore_errors: bool,
1286         origin: OpaqueTyOrigin,
1287     ) -> Self {
1288         let OpaqueTypeKey { def_id, substs } = opaque_type_key;
1289
1290         // Use substs to build up a reverse map from regions to their
1291         // identity mappings. This is necessary because of `impl
1292         // Trait` lifetimes are computed by replacing existing
1293         // lifetimes with 'static and remapping only those used in the
1294         // `impl Trait` return type, resulting in the parameters
1295         // shifting.
1296         let id_substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def_id.to_def_id());
1297         debug!(?id_substs);
1298
1299         // This zip may have several times the same lifetime in `substs` paired with a different
1300         // lifetime from `id_substs`.  Simply `collect`ing the iterator is the correct behaviour:
1301         // it will pick the last one, which is the one we introduced in the impl-trait desugaring.
1302         let map = substs.iter().zip(id_substs);
1303
1304         let map: FxHashMap<GenericArg<'tcx>, GenericArg<'tcx>> = match origin {
1305             // HACK: The HIR lowering for async fn does not generate
1306             // any `+ Captures<'x>` bounds for the `impl Future<...>`, so all async fns with lifetimes
1307             // would now fail to compile. We should probably just make hir lowering fill this in properly.
1308             OpaqueTyOrigin::AsyncFn(_) => map.collect(),
1309             OpaqueTyOrigin::FnReturn(_) | OpaqueTyOrigin::TyAlias => {
1310                 // Opaque types may only use regions that are bound. So for
1311                 // ```rust
1312                 // type Foo<'a, 'b, 'c> = impl Trait<'a> + 'b;
1313                 // ```
1314                 // we may not use `'c` in the hidden type.
1315                 let variances = tcx.variances_of(def_id);
1316                 debug!(?variances);
1317
1318                 map.filter(|(_, v)| {
1319                     let ty::GenericArgKind::Lifetime(lt) = v.unpack() else { return true };
1320                     let ty::ReEarlyBound(ebr) = lt.kind() else { bug!() };
1321                     variances[ebr.index as usize] == ty::Variance::Invariant
1322                 })
1323                 .collect()
1324             }
1325         };
1326         debug!("map = {:#?}", map);
1327
1328         // Convert the type from the function into a type valid outside
1329         // the function, by replacing invalid regions with 'static,
1330         // after producing an error for each of them.
1331         self.fold_with(&mut opaque_types::ReverseMapper::new(tcx, map, self.span, ignore_errors))
1332     }
1333 }
1334
1335 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
1336 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
1337 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
1338 /// another.
1339 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord)]
1340 #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1341 pub struct Placeholder<T> {
1342     pub universe: UniverseIndex,
1343     pub name: T,
1344 }
1345
1346 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1347
1348 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1349
1350 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1351 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1352 pub struct BoundConst<'tcx> {
1353     pub var: BoundVar,
1354     pub ty: Ty<'tcx>,
1355 }
1356
1357 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundVar>;
1358
1359 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1360 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1361 ///
1362 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1363 /// which cause cycle errors.
1364 ///
1365 /// ```rust
1366 /// struct A;
1367 /// impl A {
1368 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1369 ///     //           ^ const parameter
1370 /// }
1371 /// struct B;
1372 /// impl B {
1373 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1374 ///     //           ^ const parameter
1375 /// }
1376 ///
1377 /// fn main() {
1378 ///     let a = A;
1379 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1380 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1381 /// }
1382 /// ```
1383 ///
1384 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1385 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1386 ///
1387 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1388 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1389 /// requires us to evaluate the const argument.
1390 ///
1391 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1392 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1393 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1394 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1395 /// which results in a cycle.
1396 ///
1397 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1398 ///
1399 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1400 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1401 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1402 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1403 /// trivial to compute.
1404 ///
1405 /// If we now want to use that constant in a place which potentially needs its type
1406 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1407 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1408 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1409 /// to get the type of `did`.
1410 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1411 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1412 #[derive(Hash, HashStable)]
1413 pub struct WithOptConstParam<T> {
1414     pub did: T,
1415     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1416     /// a const argument.
1417     ///
1418     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1419     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1420     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1421     pub const_param_did: Option<DefId>,
1422 }
1423
1424 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1425     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1426     #[inline(always)]
1427     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1428         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1429     }
1430 }
1431
1432 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1433     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1434     /// `None` otherwise.
1435     #[inline(always)]
1436     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1437         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1438     }
1439
1440     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1441     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1442     #[inline(always)]
1443     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1444         if self.const_param_did.is_none() {
1445             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1446                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1447             }
1448         }
1449
1450         None
1451     }
1452
1453     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1454         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1455     }
1456
1457     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1458         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1459     }
1460 }
1461
1462 impl WithOptConstParam<DefId> {
1463     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1464         self.did
1465             .as_local()
1466             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1467     }
1468
1469     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1470         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1471             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1472                 return Some((did, param_did));
1473             }
1474         }
1475
1476         None
1477     }
1478
1479     pub fn is_local(self) -> bool {
1480         self.did.is_local()
1481     }
1482
1483     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1484         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1485     }
1486 }
1487
1488 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1489 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1490 /// particular point.
1491 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1492 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1493     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1494     ///
1495     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1496     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1497     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1498     ///
1499     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1500     ///
1501     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1502     /// want `Reveal::All`.
1503     ///
1504     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1505     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, ParamTag, true>,
1506 }
1507
1508 #[derive(Copy, Clone)]
1509 struct ParamTag {
1510     reveal: traits::Reveal,
1511     constness: hir::Constness,
1512 }
1513
1514 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for ParamTag {
1515     const BITS: usize = 2;
1516     #[inline]
1517     fn into_usize(self) -> usize {
1518         match self {
1519             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst } => 0,
1520             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst } => 1,
1521             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const } => 2,
1522             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const } => 3,
1523         }
1524     }
1525     #[inline]
1526     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1527         match ptr {
1528             0 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst },
1529             1 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst },
1530             2 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const },
1531             3 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const },
1532             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1533         }
1534     }
1535 }
1536
1537 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1538     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1539         f.debug_struct("ParamEnv")
1540             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1541             .field("reveal", &self.reveal())
1542             .field("constness", &self.constness())
1543             .finish()
1544     }
1545 }
1546
1547 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1548     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1549         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1550         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1551         self.constness().hash_stable(hcx, hasher);
1552     }
1553 }
1554
1555 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1556     fn try_fold_with<F: ty::fold::FallibleTypeFolder<'tcx>>(
1557         self,
1558         folder: &mut F,
1559     ) -> Result<Self, F::Error> {
1560         Ok(ParamEnv::new(
1561             self.caller_bounds().try_fold_with(folder)?,
1562             self.reveal().try_fold_with(folder)?,
1563             self.constness(),
1564         ))
1565     }
1566 }
1567
1568 impl<'tcx> TypeVisitable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1569     fn visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1570         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1571         self.reveal().visit_with(visitor)
1572     }
1573 }
1574
1575 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1576     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1577     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1578     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1579     /// type-checking.
1580     #[inline]
1581     pub fn empty() -> Self {
1582         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, hir::Constness::NotConst)
1583     }
1584
1585     #[inline]
1586     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1587         self.packed.pointer()
1588     }
1589
1590     #[inline]
1591     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1592         self.packed.tag().reveal
1593     }
1594
1595     #[inline]
1596     pub fn constness(self) -> hir::Constness {
1597         self.packed.tag().constness
1598     }
1599
1600     #[inline]
1601     pub fn is_const(self) -> bool {
1602         self.packed.tag().constness == hir::Constness::Const
1603     }
1604
1605     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1606     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1607     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1608     /// environments like codegen or doing optimizations.
1609     ///
1610     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1611     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1612     #[inline]
1613     pub fn reveal_all() -> Self {
1614         Self::new(List::empty(), Reveal::All, hir::Constness::NotConst)
1615     }
1616
1617     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1618     #[inline]
1619     pub fn new(
1620         caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>,
1621         reveal: Reveal,
1622         constness: hir::Constness,
1623     ) -> Self {
1624         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, ParamTag { reveal, constness }) }
1625     }
1626
1627     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1628         self.packed.set_tag(ParamTag { reveal: Reveal::UserFacing, ..self.packed.tag() });
1629         self
1630     }
1631
1632     #[inline]
1633     pub fn with_constness(mut self, constness: hir::Constness) -> Self {
1634         self.packed.set_tag(ParamTag { constness, ..self.packed.tag() });
1635         self
1636     }
1637
1638     #[inline]
1639     pub fn with_const(mut self) -> Self {
1640         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::Const, ..self.packed.tag() });
1641         self
1642     }
1643
1644     #[inline]
1645     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1646         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::NotConst, ..self.packed.tag() });
1647         self
1648     }
1649
1650     #[inline]
1651     pub fn remap_constness_with(&mut self, mut constness: ty::BoundConstness) {
1652         *self = self.with_constness(constness.and(self.constness()))
1653     }
1654
1655     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1656     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1657     /// (even for associated types that are specializable). This is
1658     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1659     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1660     /// which is the default.
1661     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1662     /// will be normalized to their underlying types.
1663     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1664     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1665         if self.packed.tag().reveal == traits::Reveal::All {
1666             return self;
1667         }
1668
1669         ParamEnv::new(
1670             tcx.reveal_opaque_types_in_bounds(self.caller_bounds()),
1671             Reveal::All,
1672             self.constness(),
1673         )
1674     }
1675
1676     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1677     #[inline]
1678     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1679         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.constness())
1680     }
1681
1682     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1683     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1684     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1685     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1686     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1687     /// invisible.
1688     ///
1689     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1690     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1691     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1692     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1693     /// although the surrounding function is never reachable.
1694     pub fn and<T: TypeVisitable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1695         match self.reveal() {
1696             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1697
1698             Reveal::All => {
1699                 if value.is_global() {
1700                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1701                 } else {
1702                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1703                 }
1704             }
1705         }
1706     }
1707 }
1708
1709 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1710 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1711 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
1712     #[inline]
1713     pub fn with_constness(self, constness: BoundConstness) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1714         self.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate {
1715             trait_ref,
1716             constness,
1717             polarity: ty::ImplPolarity::Positive,
1718         })
1719     }
1720
1721     #[inline]
1722     pub fn without_const(self) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1723         self.with_constness(BoundConstness::NotConst)
1724     }
1725 }
1726
1727 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable, TypeVisitable)]
1728 #[derive(HashStable, Lift)]
1729 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1730     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1731     pub value: T,
1732 }
1733
1734 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1735     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1736         (self.param_env, self.value)
1737     }
1738
1739     #[inline]
1740     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1741         self.param_env = self.param_env.without_const();
1742         self
1743     }
1744 }
1745
1746 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable, Encodable, Decodable)]
1747 pub struct Destructor {
1748     /// The `DefId` of the destructor method
1749     pub did: DefId,
1750     /// The constness of the destructor method
1751     pub constness: hir::Constness,
1752 }
1753
1754 bitflags! {
1755     #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1756     pub struct VariantFlags: u32 {
1757         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1758         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1759         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1760         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1761         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1762         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1763     }
1764 }
1765
1766 /// Definition of a variant -- a struct's fields or an enum variant.
1767 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1768 pub struct VariantDef {
1769     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1770     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1771     pub def_id: DefId,
1772     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1773     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1774     pub ctor: Option<(CtorKind, DefId)>,
1775     /// Variant or struct name.
1776     pub name: Symbol,
1777     /// Discriminant of this variant.
1778     pub discr: VariantDiscr,
1779     /// Fields of this variant.
1780     pub fields: Vec<FieldDef>,
1781     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1782     flags: VariantFlags,
1783 }
1784
1785 impl VariantDef {
1786     /// Creates a new `VariantDef`.
1787     ///
1788     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1789     /// represents an enum variant).
1790     ///
1791     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1792     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1793     ///
1794     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1795     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1796     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1797     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1798     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1799     ///
1800     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1801     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1802     pub fn new(
1803         name: Symbol,
1804         variant_did: Option<DefId>,
1805         ctor: Option<(CtorKind, DefId)>,
1806         discr: VariantDiscr,
1807         fields: Vec<FieldDef>,
1808         adt_kind: AdtKind,
1809         parent_did: DefId,
1810         recovered: bool,
1811         is_field_list_non_exhaustive: bool,
1812     ) -> Self {
1813         debug!(
1814             "VariantDef::new(name = {:?}, variant_did = {:?}, ctor = {:?}, discr = {:?},
1815              fields = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1816             name, variant_did, ctor, discr, fields, adt_kind, parent_did,
1817         );
1818
1819         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1820         if is_field_list_non_exhaustive {
1821             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1822         }
1823
1824         if recovered {
1825             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
1826         }
1827
1828         VariantDef { def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did), ctor, name, discr, fields, flags }
1829     }
1830
1831     /// Is this field list non-exhaustive?
1832     #[inline]
1833     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1834         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1835     }
1836
1837     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
1838     #[inline]
1839     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
1840         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
1841     }
1842
1843     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1844     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1845         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.def_id).unwrap())
1846     }
1847
1848     #[inline]
1849     pub fn ctor_kind(&self) -> Option<CtorKind> {
1850         self.ctor.map(|(kind, _)| kind)
1851     }
1852
1853     #[inline]
1854     pub fn ctor_def_id(&self) -> Option<DefId> {
1855         self.ctor.map(|(_, def_id)| def_id)
1856     }
1857 }
1858
1859 impl PartialEq for VariantDef {
1860     #[inline]
1861     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1862         // There should be only one `VariantDef` for each `def_id`, therefore
1863         // it is fine to implement `PartialEq` only based on `def_id`.
1864         //
1865         // Below, we exhaustively destructure `self` and `other` so that if the
1866         // definition of `VariantDef` changes, a compile-error will be produced,
1867         // reminding us to revisit this assumption.
1868
1869         let Self { def_id: lhs_def_id, ctor: _, name: _, discr: _, fields: _, flags: _ } = &self;
1870         let Self { def_id: rhs_def_id, ctor: _, name: _, discr: _, fields: _, flags: _ } = other;
1871         lhs_def_id == rhs_def_id
1872     }
1873 }
1874
1875 impl Eq for VariantDef {}
1876
1877 impl Hash for VariantDef {
1878     #[inline]
1879     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1880         // There should be only one `VariantDef` for each `def_id`, therefore
1881         // it is fine to implement `Hash` only based on `def_id`.
1882         //
1883         // Below, we exhaustively destructure `self` so that if the definition
1884         // of `VariantDef` changes, a compile-error will be produced, reminding
1885         // us to revisit this assumption.
1886
1887         let Self { def_id, ctor: _, name: _, discr: _, fields: _, flags: _ } = &self;
1888         def_id.hash(s)
1889     }
1890 }
1891
1892 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1893 pub enum VariantDiscr {
1894     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1895     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1896     Explicit(DefId),
1897
1898     /// The previous variant's discriminant plus one.
1899     /// For efficiency reasons, the distance from the
1900     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1901     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1902     Relative(u32),
1903 }
1904
1905 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1906 pub struct FieldDef {
1907     pub did: DefId,
1908     pub name: Symbol,
1909     pub vis: Visibility<DefId>,
1910 }
1911
1912 impl PartialEq for FieldDef {
1913     #[inline]
1914     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1915         // There should be only one `FieldDef` for each `did`, therefore it is
1916         // fine to implement `PartialEq` only based on `did`.
1917         //
1918         // Below, we exhaustively destructure `self` so that if the definition
1919         // of `FieldDef` changes, a compile-error will be produced, reminding
1920         // us to revisit this assumption.
1921
1922         let Self { did: lhs_did, name: _, vis: _ } = &self;
1923
1924         let Self { did: rhs_did, name: _, vis: _ } = other;
1925
1926         lhs_did == rhs_did
1927     }
1928 }
1929
1930 impl Eq for FieldDef {}
1931
1932 impl Hash for FieldDef {
1933     #[inline]
1934     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1935         // There should be only one `FieldDef` for each `did`, therefore it is
1936         // fine to implement `Hash` only based on `did`.
1937         //
1938         // Below, we exhaustively destructure `self` so that if the definition
1939         // of `FieldDef` changes, a compile-error will be produced, reminding
1940         // us to revisit this assumption.
1941
1942         let Self { did, name: _, vis: _ } = &self;
1943
1944         did.hash(s)
1945     }
1946 }
1947
1948 impl<'tcx> FieldDef {
1949     /// Returns the type of this field. The resulting type is not normalized. The `subst` is
1950     /// typically obtained via the second field of [`TyKind::Adt`].
1951     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1952         tcx.bound_type_of(self.did).subst(tcx, subst)
1953     }
1954
1955     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1956     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1957         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.did).unwrap())
1958     }
1959 }
1960
1961 pub type Attributes<'tcx> = impl Iterator<Item = &'tcx ast::Attribute>;
1962 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
1963 pub enum ImplOverlapKind {
1964     /// These impls are always allowed to overlap.
1965     Permitted {
1966         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
1967         marker: bool,
1968     },
1969     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
1970     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
1971     ///
1972     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
1973     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
1974     ///
1975     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
1976     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
1977     ///
1978     /// ```compile_fail,(E0119)
1979     /// trait Trait {}
1980     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
1981     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
1982     /// ```
1983     ///
1984     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
1985     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
1986     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
1987     /// overlapping impls for it is sound.
1988     ///
1989     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
1990     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
1991     /// it has the following restrictions:
1992     ///
1993     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
1994     /// positive impls.
1995     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
1996     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
1997     /// marker traits.
1998     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
1999     ///
2000     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2001     Issue33140,
2002 }
2003
2004 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2005     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2006         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2007     }
2008
2009     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2010         self.associated_items(id)
2011             .in_definition_order()
2012             .filter(move |item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness(self).has_value())
2013     }
2014
2015     pub fn repr_options_of_def(self, did: DefId) -> ReprOptions {
2016         let mut flags = ReprFlags::empty();
2017         let mut size = None;
2018         let mut max_align: Option<Align> = None;
2019         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2020
2021         // Generate a deterministically-derived seed from the item's path hash
2022         // to allow for cross-crate compilation to actually work
2023         let mut field_shuffle_seed = self.def_path_hash(did).0.to_smaller_hash();
2024
2025         // If the user defined a custom seed for layout randomization, xor the item's
2026         // path hash with the user defined seed, this will allowing determinism while
2027         // still allowing users to further randomize layout generation for e.g. fuzzing
2028         if let Some(user_seed) = self.sess.opts.unstable_opts.layout_seed {
2029             field_shuffle_seed ^= user_seed;
2030         }
2031
2032         for attr in self.get_attrs(did, sym::repr) {
2033             for r in attr::parse_repr_attr(&self.sess, attr) {
2034                 flags.insert(match r {
2035                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2036                     attr::ReprPacked(pack) => {
2037                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2038                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2039                             min_pack.min(pack)
2040                         } else {
2041                             pack
2042                         });
2043                         ReprFlags::empty()
2044                     }
2045                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2046                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2047                     attr::ReprInt(i) => {
2048                         size = Some(match i {
2049                             attr::IntType::SignedInt(x) => match x {
2050                                 ast::IntTy::Isize => IntegerType::Pointer(true),
2051                                 ast::IntTy::I8 => IntegerType::Fixed(Integer::I8, true),
2052                                 ast::IntTy::I16 => IntegerType::Fixed(Integer::I16, true),
2053                                 ast::IntTy::I32 => IntegerType::Fixed(Integer::I32, true),
2054                                 ast::IntTy::I64 => IntegerType::Fixed(Integer::I64, true),
2055                                 ast::IntTy::I128 => IntegerType::Fixed(Integer::I128, true),
2056                             },
2057                             attr::IntType::UnsignedInt(x) => match x {
2058                                 ast::UintTy::Usize => IntegerType::Pointer(false),
2059                                 ast::UintTy::U8 => IntegerType::Fixed(Integer::I8, false),
2060                                 ast::UintTy::U16 => IntegerType::Fixed(Integer::I16, false),
2061                                 ast::UintTy::U32 => IntegerType::Fixed(Integer::I32, false),
2062                                 ast::UintTy::U64 => IntegerType::Fixed(Integer::I64, false),
2063                                 ast::UintTy::U128 => IntegerType::Fixed(Integer::I128, false),
2064                             },
2065                         });
2066                         ReprFlags::empty()
2067                     }
2068                     attr::ReprAlign(align) => {
2069                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2070                         ReprFlags::empty()
2071                     }
2072                 });
2073             }
2074         }
2075
2076         // If `-Z randomize-layout` was enabled for the type definition then we can
2077         // consider performing layout randomization
2078         if self.sess.opts.unstable_opts.randomize_layout {
2079             flags.insert(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT);
2080         }
2081
2082         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2083         if !self.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", self.def_path_str(did))) {
2084             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2085         }
2086
2087         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags, field_shuffle_seed }
2088     }
2089
2090     /// Look up the name of a definition across crates. This does not look at HIR.
2091     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
2092         if let Some(cnum) = def_id.as_crate_root() {
2093             Some(self.crate_name(cnum))
2094         } else {
2095             let def_key = self.def_key(def_id);
2096             match def_key.disambiguated_data.data {
2097                 // The name of a constructor is that of its parent.
2098                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self
2099                     .opt_item_name(DefId { krate: def_id.krate, index: def_key.parent.unwrap() }),
2100                 // The name of opaque types only exists in HIR.
2101                 rustc_hir::definitions::DefPathData::ImplTrait
2102                     if let Some(def_id) = def_id.as_local() =>
2103                     self.hir().opt_name(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)),
2104                 _ => def_key.get_opt_name(),
2105             }
2106         }
2107     }
2108
2109     /// Look up the name of a definition across crates. This does not look at HIR.
2110     ///
2111     /// This method will ICE if the corresponding item does not have a name.  In these cases, use
2112     /// [`opt_item_name`] instead.
2113     ///
2114     /// [`opt_item_name`]: Self::opt_item_name
2115     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2116         self.opt_item_name(id).unwrap_or_else(|| {
2117             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2118         })
2119     }
2120
2121     /// Look up the name and span of a definition.
2122     ///
2123     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
2124     pub fn opt_item_ident(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2125         let def = self.opt_item_name(def_id)?;
2126         let span = def_id
2127             .as_local()
2128             .and_then(|id| self.def_ident_span(id))
2129             .unwrap_or(rustc_span::DUMMY_SP);
2130         Some(Ident::new(def, span))
2131     }
2132
2133     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2134         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2135             Some(self.associated_item(def_id))
2136         } else {
2137             None
2138         }
2139     }
2140
2141     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2142         variant
2143             .fields
2144             .iter()
2145             .position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident(self), variant.def_id))
2146     }
2147
2148     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2149     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2150     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2151         self,
2152         def_id1: DefId,
2153         def_id2: DefId,
2154     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2155         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2156         // as one of them essentially doesn't exist.
2157         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2158             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2159         {
2160             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2161         }
2162
2163         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2164             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2165                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2166                 debug!(
2167                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2168                     def_id1, def_id2
2169                 );
2170                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2171             }
2172             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2173             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2174                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2175                 debug!(
2176                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2177                     def_id1, def_id2
2178                 );
2179                 return None;
2180             }
2181             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2182             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2183         };
2184
2185         let is_marker_overlap = {
2186             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2187                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2188                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2189             };
2190             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2191         };
2192
2193         if is_marker_overlap {
2194             debug!(
2195                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2196                 def_id1, def_id2
2197             );
2198             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2199         } else {
2200             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2201                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2202                     if self_ty1 == self_ty2 {
2203                         debug!(
2204                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2205                             def_id1, def_id2
2206                         );
2207                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2208                     } else {
2209                         debug!(
2210                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2211                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2212                         );
2213                     }
2214                 }
2215             }
2216
2217             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2218             None
2219         }
2220     }
2221
2222     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2223     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2224     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2225         match res {
2226             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2227                 let enum_did = self.parent(did);
2228                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2229             }
2230             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2231             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2232                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did);
2233                 let enum_did = self.parent(variant_did);
2234                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2235             }
2236             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2237                 let struct_did = self.parent(ctor_did);
2238                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2239             }
2240             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2241         }
2242     }
2243
2244     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2245     #[instrument(skip(self), level = "debug")]
2246     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2247         match instance {
2248             ty::InstanceDef::Item(def) => {
2249                 debug!("calling def_kind on def: {:?}", def);
2250                 let def_kind = self.def_kind(def.did);
2251                 debug!("returned from def_kind: {:?}", def_kind);
2252                 match def_kind {
2253                     DefKind::Const
2254                     | DefKind::Static(..)
2255                     | DefKind::AssocConst
2256                     | DefKind::Ctor(..)
2257                     | DefKind::AnonConst
2258                     | DefKind::InlineConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
2259                     // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
2260                     // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
2261                     _ => {
2262                         assert_eq!(def.const_param_did, None);
2263                         self.optimized_mir(def.did)
2264                     }
2265                 }
2266             }
2267             ty::InstanceDef::VTableShim(..)
2268             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2269             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2270             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2271             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2272             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2273             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2274             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2275         }
2276     }
2277
2278     // FIXME(@lcnr): Remove this function.
2279     pub fn get_attrs_unchecked(self, did: DefId) -> &'tcx [ast::Attribute] {
2280         if let Some(did) = did.as_local() {
2281             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2282         } else {
2283             self.item_attrs(did)
2284         }
2285     }
2286
2287     /// Gets all attributes with the given name.
2288     pub fn get_attrs(self, did: DefId, attr: Symbol) -> ty::Attributes<'tcx> {
2289         let filter_fn = move |a: &&ast::Attribute| a.has_name(attr);
2290         if let Some(did) = did.as_local() {
2291             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did)).iter().filter(filter_fn)
2292         } else if cfg!(debug_assertions) && rustc_feature::is_builtin_only_local(attr) {
2293             bug!("tried to access the `only_local` attribute `{}` from an extern crate", attr);
2294         } else {
2295             self.item_attrs(did).iter().filter(filter_fn)
2296         }
2297     }
2298
2299     pub fn get_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> Option<&'tcx ast::Attribute> {
2300         if cfg!(debug_assertions) && !rustc_feature::is_valid_for_get_attr(attr) {
2301             bug!("get_attr: unexpected called with DefId `{:?}`, attr `{:?}`", did, attr);
2302         } else {
2303             self.get_attrs(did, attr).next()
2304         }
2305     }
2306
2307     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2308     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2309         if cfg!(debug_assertions) && !did.is_local() && rustc_feature::is_builtin_only_local(attr) {
2310             bug!("tried to access the `only_local` attribute `{}` from an extern crate", attr);
2311         } else {
2312             self.get_attrs(did, attr).next().is_some()
2313         }
2314     }
2315
2316     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2317     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2318         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2319     }
2320
2321     pub fn trait_is_coinductive(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2322         self.trait_is_auto(trait_def_id) || self.lang_items().sized_trait() == Some(trait_def_id)
2323     }
2324
2325     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
2326     /// generator is tainted by errors.
2327     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
2328         self.optimized_mir(def_id).generator_layout()
2329     }
2330
2331     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2332     /// If it implements no trait, returns `None`.
2333     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2334         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2335     }
2336
2337     /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
2338     /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
2339     /// otherwise, returns `None`.
2340     pub fn trait_of_item(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2341         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2342             let parent = self.parent(def_id);
2343             if let DefKind::Trait | DefKind::TraitAlias = self.def_kind(parent) {
2344                 return Some(parent);
2345             }
2346         }
2347         None
2348     }
2349
2350     /// If the given `DefId` describes a method belonging to an impl, returns the
2351     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2352     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2353         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2354             let parent = self.parent(def_id);
2355             if let DefKind::Impl = self.def_kind(parent) {
2356                 return Some(parent);
2357             }
2358         }
2359         None
2360     }
2361
2362     /// If the given `DefId` belongs to a trait that was automatically derived, returns `true`.
2363     pub fn is_builtin_derive(self, def_id: DefId) -> bool {
2364         self.has_attr(def_id, sym::automatically_derived)
2365     }
2366
2367     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2368     /// with the name of the crate containing the impl.
2369     pub fn span_of_impl(self, impl_def_id: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2370         if let Some(impl_def_id) = impl_def_id.as_local() {
2371             Ok(self.def_span(impl_def_id))
2372         } else {
2373             Err(self.crate_name(impl_def_id.krate))
2374         }
2375     }
2376
2377     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
2378     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
2379     /// definition's parent/scope to perform comparison.
2380     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
2381         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
2382         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
2383         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
2384         use_name.name == def_name.name
2385             && use_name
2386                 .span
2387                 .ctxt()
2388                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expn_that_defined(def_parent_def_id))
2389     }
2390
2391     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
2392         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope));
2393         ident
2394     }
2395
2396     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
2397         self,
2398         mut ident: Ident,
2399         scope: DefId,
2400         block: hir::HirId,
2401     ) -> (Ident, DefId) {
2402         let scope = ident
2403             .span
2404             .normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope))
2405             .and_then(|actual_expansion| actual_expansion.expn_data().parent_module)
2406             .unwrap_or_else(|| self.parent_module(block).to_def_id());
2407         (ident, scope)
2408     }
2409
2410     /// Returns `true` if the debuginfo for `span` should be collapsed to the outermost expansion
2411     /// site. Only applies when `Span` is the result of macro expansion.
2412     ///
2413     /// - If the `collapse_debuginfo` feature is enabled then debuginfo is not collapsed by default
2414     ///   and only when a macro definition is annotated with `#[collapse_debuginfo]`.
2415     /// - If `collapse_debuginfo` is not enabled, then debuginfo is collapsed by default.
2416     ///
2417     /// When `-Zdebug-macros` is provided then debuginfo will never be collapsed.
2418     pub fn should_collapse_debuginfo(self, span: Span) -> bool {
2419         !self.sess.opts.unstable_opts.debug_macros
2420             && if self.features().collapse_debuginfo {
2421                 span.in_macro_expansion_with_collapse_debuginfo()
2422             } else {
2423                 // Inlined spans should not be collapsed as that leads to all of the
2424                 // inlined code being attributed to the inline callsite.
2425                 span.from_expansion() && !span.is_inlined()
2426             }
2427     }
2428
2429     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
2430         self.object_safety_violations(key).is_empty()
2431     }
2432
2433     #[inline]
2434     pub fn is_const_fn_raw(self, def_id: DefId) -> bool {
2435         matches!(self.def_kind(def_id), DefKind::Fn | DefKind::AssocFn | DefKind::Ctor(..))
2436             && self.constness(def_id) == hir::Constness::Const
2437     }
2438
2439     #[inline]
2440     pub fn is_const_default_method(self, def_id: DefId) -> bool {
2441         matches!(self.trait_of_item(def_id), Some(trait_id) if self.has_attr(trait_id, sym::const_trait))
2442     }
2443
2444     pub fn impl_trait_in_trait_parent(self, mut def_id: DefId) -> DefId {
2445         while let def_kind = self.def_kind(def_id) && def_kind != DefKind::AssocFn {
2446             debug_assert_eq!(def_kind, DefKind::ImplTraitPlaceholder);
2447             def_id = self.parent(def_id);
2448         }
2449         def_id
2450     }
2451 }
2452
2453 /// Yields the parent function's `LocalDefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
2454 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<LocalDefId> {
2455     let def_id = def_id.as_local()?;
2456     if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_def_id(def_id) {
2457         if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
2458             return match opaque_ty.origin {
2459                 hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn(parent) | hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn(parent) => {
2460                     Some(parent)
2461                 }
2462                 hir::OpaqueTyOrigin::TyAlias => None,
2463             };
2464         }
2465     }
2466     None
2467 }
2468
2469 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
2470     match ity {
2471         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
2472         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
2473         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
2474         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
2475         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
2476         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
2477     }
2478 }
2479
2480 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
2481     match uty {
2482         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
2483         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
2484         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
2485         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
2486         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
2487         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
2488     }
2489 }
2490
2491 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
2492     match fty {
2493         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
2494         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
2495     }
2496 }
2497
2498 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
2499     match ity {
2500         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
2501         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
2502         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
2503         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
2504         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
2505         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
2506     }
2507 }
2508
2509 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
2510     match uty {
2511         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
2512         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
2513         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
2514         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
2515         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
2516         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
2517     }
2518 }
2519
2520 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
2521     closure::provide(providers);
2522     context::provide(providers);
2523     erase_regions::provide(providers);
2524     inhabitedness::provide(providers);
2525     util::provide(providers);
2526     print::provide(providers);
2527     super::util::bug::provide(providers);
2528     super::middle::provide(providers);
2529     *providers = ty::query::Providers {
2530         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
2531         incoherent_impls: trait_def::incoherent_impls_provider,
2532         const_param_default: consts::const_param_default,
2533         vtable_allocation: vtable::vtable_allocation_provider,
2534         ..*providers
2535     };
2536 }
2537
2538 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
2539 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
2540 /// rather, you should request the vector for a specific type via
2541 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
2542 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
2543 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
2544 pub struct CrateInherentImpls {
2545     pub inherent_impls: LocalDefIdMap<Vec<DefId>>,
2546     pub incoherent_impls: FxHashMap<SimplifiedType, Vec<LocalDefId>>,
2547 }
2548
2549 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
2550 pub struct SymbolName<'tcx> {
2551     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
2552     pub name: &'tcx str,
2553 }
2554
2555 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
2556     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
2557         SymbolName {
2558             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
2559         }
2560     }
2561 }
2562
2563 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
2564     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2565         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2566     }
2567 }
2568
2569 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
2570     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2571         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2572     }
2573 }
2574
2575 #[derive(Debug, Default, Copy, Clone)]
2576 pub struct FoundRelationships {
2577     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `?T: Foo`
2578     /// obligation, where:
2579     ///
2580     ///  * `Foo` is not `Sized`
2581     ///  * `(): Foo` may be satisfied
2582     pub self_in_trait: bool,
2583     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `<_ as
2584     /// _>::AssocType = ?T`
2585     pub output: bool,
2586 }
2587
2588 /// The constituent parts of a type level constant of kind ADT or array.
2589 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
2590 pub struct DestructuredConst<'tcx> {
2591     pub variant: Option<VariantIdx>,
2592     pub fields: &'tcx [ty::Const<'tcx>],
2593 }
2594
2595 // Some types are used a lot. Make sure they don't unintentionally get bigger.
2596 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
2597 mod size_asserts {
2598     use super::*;
2599     use rustc_data_structures::static_assert_size;
2600     // tidy-alphabetical-start
2601     static_assert_size!(PredicateKind<'_>, 32);
2602     static_assert_size!(WithCachedTypeInfo<TyKind<'_>>, 56);
2603     // tidy-alphabetical-end
2604 }