]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
Auto merge of #88880 - cjgillot:no-krate, r=oli-obk
[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 ructc-dev-guide.
9 //!
10 //! ["The `ty` module: representing types"]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/ty.html
11
12 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeFolder, TypeVisitor};
13 pub use self::AssocItemContainer::*;
14 pub use self::BorrowKind::*;
15 pub use self::IntVarValue::*;
16 pub use self::Variance::*;
17 pub use adt::*;
18 pub use assoc::*;
19 pub use generics::*;
20 pub use vtable::*;
21
22 use crate::hir::exports::ExportMap;
23 use crate::ich::StableHashingContext;
24 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
25 use crate::mir::{Body, GeneratorLayout};
26 use crate::traits::{self, Reveal};
27 use crate::ty;
28 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
29 use crate::ty::util::Discr;
30 use rustc_ast as ast;
31 use rustc_attr as attr;
32 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
33 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
34 use rustc_data_structures::tagged_ptr::CopyTaggedPtr;
35 use rustc_hir as hir;
36 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Res};
37 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, LocalDefIdMap, CRATE_DEF_INDEX};
38 use rustc_hir::Node;
39 use rustc_macros::HashStable;
40 use rustc_span::symbol::{kw, Ident, Symbol};
41 use rustc_span::Span;
42 use rustc_target::abi::Align;
43
44 use std::cmp::Ordering;
45 use std::collections::BTreeMap;
46 use std::hash::{Hash, Hasher};
47 use std::ops::ControlFlow;
48 use std::{fmt, ptr, str};
49
50 pub use crate::ty::diagnostics::*;
51 pub use rustc_type_ir::InferTy::*;
52 pub use rustc_type_ir::*;
53
54 pub use self::binding::BindingMode;
55 pub use self::binding::BindingMode::*;
56 pub use self::closure::{
57     is_ancestor_or_same_capture, place_to_string_for_capture, BorrowKind, CaptureInfo,
58     CapturedPlace, ClosureKind, MinCaptureInformationMap, MinCaptureList,
59     RootVariableMinCaptureList, UpvarBorrow, UpvarCapture, UpvarCaptureMap, UpvarId, UpvarListMap,
60     UpvarPath, CAPTURE_STRUCT_LOCAL,
61 };
62 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst, ScalarInt, Unevaluated, ValTree};
63 pub use self::context::{
64     tls, CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
65     CtxtInterners, DelaySpanBugEmitted, FreeRegionInfo, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt,
66     Lift, OnDiskCache, TyCtxt, TypeckResults, UserType, UserTypeAnnotationIndex,
67 };
68 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
69 pub use self::list::List;
70 pub use self::sty::BoundRegionKind::*;
71 pub use self::sty::RegionKind::*;
72 pub use self::sty::TyKind::*;
73 pub use self::sty::{
74     Binder, BoundRegion, BoundRegionKind, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, BoundVariableKind,
75     CanonicalPolyFnSig, ClosureSubsts, ClosureSubstsParts, ConstVid, EarlyBoundRegion,
76     ExistentialPredicate, ExistentialProjection, ExistentialTraitRef, FnSig, FreeRegion, GenSig,
77     GeneratorSubsts, GeneratorSubstsParts, ParamConst, ParamTy, PolyExistentialProjection,
78     PolyExistentialTraitRef, PolyFnSig, PolyGenSig, PolyTraitRef, ProjectionTy, Region, RegionKind,
79     RegionVid, TraitRef, TyKind, TypeAndMut, UpvarSubsts, VarianceDiagInfo, VarianceDiagMutKind,
80 };
81 pub use self::trait_def::TraitDef;
82
83 pub mod _match;
84 pub mod adjustment;
85 pub mod binding;
86 pub mod cast;
87 pub mod codec;
88 pub mod error;
89 pub mod fast_reject;
90 pub mod flags;
91 pub mod fold;
92 pub mod inhabitedness;
93 pub mod layout;
94 pub mod normalize_erasing_regions;
95 pub mod outlives;
96 pub mod print;
97 pub mod query;
98 pub mod relate;
99 pub mod subst;
100 pub mod trait_def;
101 pub mod util;
102 pub mod vtable;
103 pub mod walk;
104
105 mod adt;
106 mod assoc;
107 mod closure;
108 mod consts;
109 mod context;
110 mod diagnostics;
111 mod erase_regions;
112 mod generics;
113 mod instance;
114 mod list;
115 mod structural_impls;
116 mod sty;
117
118 // Data types
119
120 #[derive(Debug)]
121 pub struct ResolverOutputs {
122     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
123     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
124     pub visibilities: FxHashMap<LocalDefId, Visibility>,
125     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
126     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
127     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
128     pub export_map: ExportMap,
129     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
130     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
131     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
132     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
133     pub main_def: Option<MainDefinition>,
134     pub trait_impls: BTreeMap<DefId, Vec<LocalDefId>>,
135     /// A list of proc macro LocalDefIds, written out in the order in which
136     /// they are declared in the static array generated by proc_macro_harness.
137     pub proc_macros: Vec<LocalDefId>,
138     /// Mapping from ident span to path span for paths that don't exist as written, but that
139     /// exist under `std`. For example, wrote `str::from_utf8` instead of `std::str::from_utf8`.
140     pub confused_type_with_std_module: FxHashMap<Span, Span>,
141 }
142
143 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
144 pub struct MainDefinition {
145     pub res: Res<ast::NodeId>,
146     pub is_import: bool,
147     pub span: Span,
148 }
149
150 impl MainDefinition {
151     pub fn opt_fn_def_id(self) -> Option<DefId> {
152         if let Res::Def(DefKind::Fn, def_id) = self.res { Some(def_id) } else { None }
153     }
154 }
155
156 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
157 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
158 /// bounds / where-clauses).
159 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
160 pub struct ImplHeader<'tcx> {
161     pub impl_def_id: DefId,
162     pub self_ty: Ty<'tcx>,
163     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
164     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
165 }
166
167 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, Debug)]
168 pub enum ImplPolarity {
169     /// `impl Trait for Type`
170     Positive,
171     /// `impl !Trait for Type`
172     Negative,
173     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
174     ///
175     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
176     /// See #64631 for details.
177     Reservation,
178 }
179
180 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
181 pub enum Visibility {
182     /// Visible everywhere (including in other crates).
183     Public,
184     /// Visible only in the given crate-local module.
185     Restricted(DefId),
186     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
187     Invisible,
188 }
189
190 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
191 pub enum BoundConstness {
192     /// `T: Trait`
193     NotConst,
194     /// `T: ~const Trait`
195     ///
196     /// Requires resolving to const only when we are in a const context.
197     ConstIfConst,
198 }
199
200 impl fmt::Display for BoundConstness {
201     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
202         match self {
203             Self::NotConst => f.write_str("normal"),
204             Self::ConstIfConst => f.write_str("`~const`"),
205         }
206     }
207 }
208
209 #[derive(
210     Clone,
211     Debug,
212     PartialEq,
213     Eq,
214     Copy,
215     Hash,
216     TyEncodable,
217     TyDecodable,
218     HashStable,
219     TypeFoldable
220 )]
221 pub struct ClosureSizeProfileData<'tcx> {
222     /// Tuple containing the types of closure captures before the feature `capture_disjoint_fields`
223     pub before_feature_tys: Ty<'tcx>,
224     /// Tuple containing the types of closure captures after the feature `capture_disjoint_fields`
225     pub after_feature_tys: Ty<'tcx>,
226 }
227
228 pub trait DefIdTree: Copy {
229     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
230
231     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
232         if descendant.krate != ancestor.krate {
233             return false;
234         }
235
236         while descendant != ancestor {
237             match self.parent(descendant) {
238                 Some(parent) => descendant = parent,
239                 None => return false,
240             }
241         }
242         true
243     }
244 }
245
246 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
247     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
248         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
249     }
250 }
251
252 impl Visibility {
253     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
254         match visibility.node {
255             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
256             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
257             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
258                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
259                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
260                 Res::Err => Visibility::Public,
261                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
262             },
263             hir::VisibilityKind::Inherited => {
264                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
265             }
266         }
267     }
268
269     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
270     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
271         let restriction = match self {
272             // Public items are visible everywhere.
273             Visibility::Public => return true,
274             // Private items from other crates are visible nowhere.
275             Visibility::Invisible => return false,
276             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
277             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
278             Visibility::Restricted(module) => module,
279         };
280
281         tree.is_descendant_of(module, restriction)
282     }
283
284     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
285     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
286         let vis_restriction = match vis {
287             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
288             Visibility::Invisible => return true,
289             Visibility::Restricted(module) => module,
290         };
291
292         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
293     }
294
295     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
296     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
297         match self {
298             Visibility::Public => true,
299             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
300             Visibility::Invisible => false,
301         }
302     }
303 }
304
305 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
306 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
307 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
308 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
309 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
310 /// item.
311 #[derive(HashStable, Debug)]
312 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
313     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
314     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
315     /// entry.
316     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
317 }
318
319 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
320 // the types of AST nodes.
321 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
322 pub struct CReaderCacheKey {
323     pub cnum: Option<CrateNum>,
324     pub pos: usize,
325 }
326
327 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
328 pub struct TyS<'tcx> {
329     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
330     /// Use `TyS::kind()` instead.
331     kind: TyKind<'tcx>,
332     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
333     /// Use `TyS::flags()` instead.
334     flags: TypeFlags,
335
336     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
337     /// binder such that
338     ///
339     /// (a) the binder itself captures nothing but
340     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
341     ///     by some sub-binder.
342     ///
343     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
344     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
345     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
346     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
347     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
348     /// by an inner binder.
349     ///
350     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
351     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
352     /// (exclusive).
353     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
354 }
355
356 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
357     /// A constructor used only for internal testing.
358     #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
359     pub fn make_for_test(
360         kind: TyKind<'tcx>,
361         flags: TypeFlags,
362         outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
363     ) -> TyS<'tcx> {
364         TyS { kind, flags, outer_exclusive_binder }
365     }
366 }
367
368 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
369 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
370 static_assert_size!(TyS<'_>, 40);
371
372 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
373     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
374         self.kind().cmp(other.kind())
375     }
376 }
377
378 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
379     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
380         Some(self.kind().cmp(other.kind()))
381     }
382 }
383
384 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
385     #[inline]
386     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
387         ptr::eq(self, other)
388     }
389 }
390 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
391
392 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
393     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
394         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
395     }
396 }
397
398 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
399     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
400         let ty::TyS {
401             ref kind,
402
403             // The other fields just provide fast access to information that is
404             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
405             flags: _,
406
407             outer_exclusive_binder: _,
408         } = *self;
409
410         kind.hash_stable(hcx, hasher);
411     }
412 }
413
414 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
415 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
416
417 impl ty::EarlyBoundRegion {
418     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
419     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
420     pub fn has_name(&self) -> bool {
421         self.name != kw::UnderscoreLifetime
422     }
423 }
424
425 #[derive(Debug)]
426 crate struct PredicateInner<'tcx> {
427     kind: Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>,
428     flags: TypeFlags,
429     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
430     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
431 }
432
433 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
434 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 48);
435
436 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
437 pub struct Predicate<'tcx> {
438     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
439 }
440
441 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
442     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
443         // `self.kind` is always interned.
444         ptr::eq(self.inner, other.inner)
445     }
446 }
447
448 impl Hash for Predicate<'_> {
449     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
450         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
451     }
452 }
453
454 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
455
456 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
457     /// Gets the inner `Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>`.
458     #[inline]
459     pub fn kind(self) -> Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
460         self.inner.kind
461     }
462 }
463
464 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
465     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
466         let PredicateInner {
467             ref kind,
468
469             // The other fields just provide fast access to information that is
470             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
471             flags: _,
472             outer_exclusive_binder: _,
473         } = self.inner;
474
475         kind.hash_stable(hcx, hasher);
476     }
477 }
478
479 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
480 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
481 pub enum PredicateKind<'tcx> {
482     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
483     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
484     /// would be the type parameters.
485     Trait(TraitPredicate<'tcx>),
486
487     /// `where 'a: 'b`
488     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
489
490     /// `where T: 'a`
491     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
492
493     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
494     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
495     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
496
497     /// No syntax: `T` well-formed.
498     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
499
500     /// Trait must be object-safe.
501     ObjectSafe(DefId),
502
503     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
504     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
505     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
506     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
507
508     /// `T1 <: T2`
509     ///
510     /// This obligation is created most often when we have two
511     /// unresolved type variables and hence don't have enough
512     /// information to process the subtyping obligation yet.
513     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
514
515     /// `T1` coerced to `T2`
516     ///
517     /// Like a subtyping obligation, this is created most often
518     /// when we have two unresolved type variables and hence
519     /// don't have enough information to process the coercion
520     /// obligation yet. At the moment, we actually process coercions
521     /// very much like subtyping and don't handle the full coercion
522     /// logic.
523     Coerce(CoercePredicate<'tcx>),
524
525     /// Constant initializer must evaluate successfully.
526     ConstEvaluatable(ty::Unevaluated<'tcx, ()>),
527
528     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
529     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
530
531     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
532     ///
533     /// Only used for Chalk.
534     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
535 }
536
537 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
538 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
539 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
540 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
541 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
542 /// item.
543 #[derive(HashStable, Debug)]
544 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
545     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
546     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
547     /// bounds, it will have no entry.
548     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
549 }
550
551 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
552     /// Performs a substitution suitable for going from a
553     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
554     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
555     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
556     /// lengthy comment below for details.
557     pub fn subst_supertrait(
558         self,
559         tcx: TyCtxt<'tcx>,
560         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
561     ) -> Predicate<'tcx> {
562         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
563         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
564         //
565         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
566         //
567         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
568         //     trait Bar<'b,'c> { }
569         //
570         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
571         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
572         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
573         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
574         // normal substitution.
575         //
576         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
577         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
578         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
579         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
580         // `'a`.
581         //
582         // Another example to be careful of is this:
583         //
584         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
585         //     trait Bar1<'b,'c> { }
586         //
587         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
588         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
589         // reason is similar to the previous example: any impl of
590         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
591         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
592         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
593         //
594         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
595         // consider the more complicated scenario:
596         //
597         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
598         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
599         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
600         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
601         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
602         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
603         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
604         //   DB index of 1.
605         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
606         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
607         //   just as we wanted.
608         //
609         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
610         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
611         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
612         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
613         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
614         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
615         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
616         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
617         // rather than the trait reference itself (put another way, the
618         // substitution code expects equal binding levels in the values
619         // from the substitution and the value being substituted into, and
620         // this trick achieves that).
621
622         // Working through the second example:
623         // trait_ref: for<'x> T: Foo1<'^0.0>; substs: [T, '^0.0]
624         // predicate: for<'b> Self: Bar1<'a, '^0.0>; substs: [Self, 'a, '^0.0]
625         // We want to end up with:
626         //     for<'x, 'b> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
627         // To do this:
628         // 1) We must shift all bound vars in predicate by the length
629         //    of trait ref's bound vars. So, we would end up with predicate like
630         //    Self: Bar1<'a, '^0.1>
631         // 2) We can then apply the trait substs to this, ending up with
632         //    T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
633         // 3) Finally, to create the final bound vars, we concatenate the bound
634         //    vars of the trait ref with those of the predicate:
635         //    ['x, 'b]
636         let bound_pred = self.kind();
637         let pred_bound_vars = bound_pred.bound_vars();
638         let trait_bound_vars = trait_ref.bound_vars();
639         // 1) Self: Bar1<'a, '^0.0> -> Self: Bar1<'a, '^0.1>
640         let shifted_pred =
641             tcx.shift_bound_var_indices(trait_bound_vars.len(), bound_pred.skip_binder());
642         // 2) Self: Bar1<'a, '^0.1> -> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
643         let new = shifted_pred.subst(tcx, trait_ref.skip_binder().substs);
644         // 3) ['x] + ['b] -> ['x, 'b]
645         let bound_vars =
646             tcx.mk_bound_variable_kinds(trait_bound_vars.iter().chain(pred_bound_vars));
647         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind_with_vars(new, bound_vars))
648     }
649 }
650
651 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
652 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
653 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
654     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
655
656     pub constness: BoundConstness,
657 }
658
659 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TraitPredicate<'tcx>>;
660
661 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
662     pub fn def_id(self) -> DefId {
663         self.trait_ref.def_id
664     }
665
666     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
667         self.trait_ref.self_ty()
668     }
669 }
670
671 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
672     pub fn def_id(self) -> DefId {
673         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
674         self.skip_binder().def_id()
675     }
676
677     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
678         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
679     }
680 }
681
682 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
683 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
684 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
685 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
686 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
687 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
688 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
689
690 /// Encodes that `a` must be a subtype of `b`. The `a_is_expected` flag indicates
691 /// whether the `a` type is the type that we should label as "expected" when
692 /// presenting user diagnostics.
693 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
694 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
695 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
696     pub a_is_expected: bool,
697     pub a: Ty<'tcx>,
698     pub b: Ty<'tcx>,
699 }
700 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, SubtypePredicate<'tcx>>;
701
702 /// Encodes that we have to coerce *from* the `a` type to the `b` type.
703 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
704 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
705 pub struct CoercePredicate<'tcx> {
706     pub a: Ty<'tcx>,
707     pub b: Ty<'tcx>,
708 }
709 pub type PolyCoercePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, CoercePredicate<'tcx>>;
710
711 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
712 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
713 ///
714 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
715 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
716 ///
717 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
718 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
719 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
720 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
721 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
722 /// instances to normalize the LHS.
723 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
724 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
725 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
726     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
727     pub ty: Ty<'tcx>,
728 }
729
730 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<'tcx, ProjectionPredicate<'tcx>>;
731
732 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
733     /// Returns the `DefId` of the trait of the associated item being projected.
734     #[inline]
735     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
736         self.skip_binder().projection_ty.trait_def_id(tcx)
737     }
738
739     /// Get the [PolyTraitRef] required for this projection to be well formed.
740     /// Note that for generic associated types the predicates of the associated
741     /// type also need to be checked.
742     #[inline]
743     pub fn required_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
744         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
745         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
746         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
747         // return value, so we are preserving the number of binding
748         // levels.
749         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
750     }
751
752     pub fn ty(&self) -> Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
753         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
754     }
755
756     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
757     ///
758     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
759     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
760     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
761         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
762         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
763     }
764 }
765
766 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
767     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
768 }
769
770 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
771     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
772         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
773     }
774 }
775
776 pub trait ToPredicate<'tcx> {
777     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
778 }
779
780 impl ToPredicate<'tcx> for Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
781     #[inline(always)]
782     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
783         tcx.mk_predicate(self)
784     }
785 }
786
787 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
788     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
789         self.value
790             .map_bound(|trait_ref| {
791                 PredicateKind::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref, constness: self.constness })
792             })
793             .to_predicate(tcx)
794     }
795 }
796
797 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
798     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
799         self.map_bound(PredicateKind::Trait).to_predicate(tcx)
800     }
801 }
802
803 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
804     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
805         self.map_bound(PredicateKind::RegionOutlives).to_predicate(tcx)
806     }
807 }
808
809 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
810     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
811         self.map_bound(PredicateKind::TypeOutlives).to_predicate(tcx)
812     }
813 }
814
815 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
816     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
817         self.map_bound(PredicateKind::Projection).to_predicate(tcx)
818     }
819 }
820
821 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
822     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>>> {
823         let predicate = self.kind();
824         match predicate.skip_binder() {
825             PredicateKind::Trait(t) => {
826                 Some(ConstnessAnd { constness: t.constness, value: predicate.rebind(t.trait_ref) })
827             }
828             PredicateKind::Projection(..)
829             | PredicateKind::Subtype(..)
830             | PredicateKind::Coerce(..)
831             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
832             | PredicateKind::WellFormed(..)
833             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
834             | PredicateKind::ClosureKind(..)
835             | PredicateKind::TypeOutlives(..)
836             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
837             | PredicateKind::ConstEquate(..)
838             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
839         }
840     }
841
842     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
843         let predicate = self.kind();
844         match predicate.skip_binder() {
845             PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(predicate.rebind(data)),
846             PredicateKind::Trait(..)
847             | PredicateKind::Projection(..)
848             | PredicateKind::Subtype(..)
849             | PredicateKind::Coerce(..)
850             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
851             | PredicateKind::WellFormed(..)
852             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
853             | PredicateKind::ClosureKind(..)
854             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
855             | PredicateKind::ConstEquate(..)
856             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
857         }
858     }
859 }
860
861 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
862 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
863 /// where-clauses. You can obtain an `InstantiatedPredicates` list from a
864 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
865 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
866 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
867 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
868 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
869 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
870 /// their values.
871 ///
872 /// Example:
873 ///
874 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
875 ///
876 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
877 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
878 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
879 /// [usize:Bar<isize>]]`.
880 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
881 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
882     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
883     pub spans: Vec<Span>,
884 }
885
886 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
887     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
888         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
889     }
890
891     pub fn is_empty(&self) -> bool {
892         self.predicates.is_empty()
893     }
894 }
895
896 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, HashStable, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable)]
897 pub struct OpaqueTypeKey<'tcx> {
898     pub def_id: DefId,
899     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
900 }
901
902 rustc_index::newtype_index! {
903     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
904     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
905     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
906     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
907     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
908     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
909     /// new names.
910     ///
911     /// To make this more concrete, consider this program:
912     ///
913     /// ```
914     /// struct Foo { }
915     /// fn bar<T>(x: T) {
916     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
917     /// }
918     /// ```
919     ///
920     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
921     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
922     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
923     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
924     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
925     /// name it inside the fn type but not outside.
926     ///
927     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
928     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
929     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
930     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
931     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
932     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
933     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
934     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
935     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
936     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
937     /// use for checking generic functions.
938     pub struct UniverseIndex {
939         derive [HashStable]
940         DEBUG_FORMAT = "U{}",
941     }
942 }
943
944 impl UniverseIndex {
945     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
946
947     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
948     /// is considered to extend all previous universes. This
949     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
950     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
951     ///
952     /// ```
953     /// for<'a> fn(&'a u32)
954     /// ```
955     ///
956     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
957     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
958     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
959     /// `U` because it was not in scope there.
960     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
961         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
962     }
963
964     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
965     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
966     /// `other` (`self >= other`).
967     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
968         self.private >= other.private
969     }
970
971     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
972     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
973     /// those in `other` (`self < other`).
974     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
975         self.private < other.private
976     }
977 }
978
979 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
980 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
981 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
982 /// another.
983 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
984 pub struct Placeholder<T> {
985     pub universe: UniverseIndex,
986     pub name: T,
987 }
988
989 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
990 where
991     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
992 {
993     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
994         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
995         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
996     }
997 }
998
999 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1000
1001 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1002
1003 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1004 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1005 pub struct BoundConst<'tcx> {
1006     pub var: BoundVar,
1007     pub ty: Ty<'tcx>,
1008 }
1009
1010 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundConst<'tcx>>;
1011
1012 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1013 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1014 ///
1015 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1016 /// which cause cycle errors.
1017 ///
1018 /// ```rust
1019 /// struct A;
1020 /// impl A {
1021 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1022 ///     //           ^ const parameter
1023 /// }
1024 /// struct B;
1025 /// impl B {
1026 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1027 ///     //           ^ const parameter
1028 /// }
1029 ///
1030 /// fn main() {
1031 ///     let a = A;
1032 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1033 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1034 /// }
1035 /// ```
1036 ///
1037 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1038 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1039 ///
1040 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1041 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1042 /// requires us to evaluate the const argument.
1043 ///
1044 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1045 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1046 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1047 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1048 /// which results in a cycle.
1049 ///
1050 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1051 ///
1052 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1053 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1054 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1055 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1056 /// trivial to compute.
1057 ///
1058 /// If we now want to use that constant in a place which potentionally needs its type
1059 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1060 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1061 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1062 /// to get the type of `did`.
1063 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1064 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1065 #[derive(Hash, HashStable)]
1066 pub struct WithOptConstParam<T> {
1067     pub did: T,
1068     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1069     /// a const argument.
1070     ///
1071     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1072     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1073     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1074     pub const_param_did: Option<DefId>,
1075 }
1076
1077 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1078     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1079     #[inline(always)]
1080     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1081         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1082     }
1083 }
1084
1085 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1086     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1087     /// `None` otherwise.
1088     #[inline(always)]
1089     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1090         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1091     }
1092
1093     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1094     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1095     #[inline(always)]
1096     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1097         if self.const_param_did.is_none() {
1098             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1099                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1100             }
1101         }
1102
1103         None
1104     }
1105
1106     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1107         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1108     }
1109
1110     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1111         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1112     }
1113 }
1114
1115 impl WithOptConstParam<DefId> {
1116     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1117         self.did
1118             .as_local()
1119             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1120     }
1121
1122     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1123         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1124             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1125                 return Some((did, param_did));
1126             }
1127         }
1128
1129         None
1130     }
1131
1132     pub fn is_local(self) -> bool {
1133         self.did.is_local()
1134     }
1135
1136     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1137         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1138     }
1139 }
1140
1141 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1142 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1143 /// particular point.
1144 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1145 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1146     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1147     ///
1148     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1149     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1150     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1151     ///
1152     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1153     ///
1154     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1155     /// want `Reveal::All`.
1156     ///
1157     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1158     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, traits::Reveal, true>,
1159 }
1160
1161 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for traits::Reveal {
1162     const BITS: usize = 1;
1163     #[inline]
1164     fn into_usize(self) -> usize {
1165         match self {
1166             traits::Reveal::UserFacing => 0,
1167             traits::Reveal::All => 1,
1168         }
1169     }
1170     #[inline]
1171     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1172         match ptr {
1173             0 => traits::Reveal::UserFacing,
1174             1 => traits::Reveal::All,
1175             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1176         }
1177     }
1178 }
1179
1180 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1181     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1182         f.debug_struct("ParamEnv")
1183             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1184             .field("reveal", &self.reveal())
1185             .finish()
1186     }
1187 }
1188
1189 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1190     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1191         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1192         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1193     }
1194 }
1195
1196 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1197     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(self, folder: &mut F) -> Self {
1198         ParamEnv::new(self.caller_bounds().fold_with(folder), self.reveal().fold_with(folder))
1199     }
1200
1201     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1202         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1203         self.reveal().visit_with(visitor)
1204     }
1205 }
1206
1207 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1208     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1209     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1210     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1211     /// type-checking.
1212     #[inline]
1213     pub fn empty() -> Self {
1214         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing)
1215     }
1216
1217     #[inline]
1218     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1219         self.packed.pointer()
1220     }
1221
1222     #[inline]
1223     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1224         self.packed.tag()
1225     }
1226
1227     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1228     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1229     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1230     /// environments like codegen or doing optimizations.
1231     ///
1232     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1233     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1234     #[inline]
1235     pub fn reveal_all() -> Self {
1236         Self::new(List::empty(), Reveal::All)
1237     }
1238
1239     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1240     #[inline]
1241     pub fn new(caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>, reveal: Reveal) -> Self {
1242         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, reveal) }
1243     }
1244
1245     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1246         self.packed.set_tag(Reveal::UserFacing);
1247         self
1248     }
1249
1250     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1251     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1252     /// (even for associated types that are specializable). This is
1253     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1254     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1255     /// which is the default.
1256     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1257     /// will be normalized to their underlying types.
1258     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1259     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1260         if self.packed.tag() == traits::Reveal::All {
1261             return self;
1262         }
1263
1264         ParamEnv::new(tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()), Reveal::All)
1265     }
1266
1267     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1268     #[inline]
1269     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1270         Self::new(List::empty(), self.reveal())
1271     }
1272
1273     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1274     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1275     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1276     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1277     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1278     /// invisible.
1279     ///
1280     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1281     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1282     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1283     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1284     /// although the surrounding function is never reachable.
1285     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1286         match self.reveal() {
1287             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1288
1289             Reveal::All => {
1290                 if value.is_known_global() {
1291                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1292                 } else {
1293                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1294                 }
1295             }
1296         }
1297     }
1298 }
1299
1300 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1301 pub struct ConstnessAnd<T> {
1302     pub constness: BoundConstness,
1303     pub value: T,
1304 }
1305
1306 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1307 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1308 pub trait WithConstness: Sized {
1309     #[inline]
1310     fn with_constness(self, constness: BoundConstness) -> ConstnessAnd<Self> {
1311         ConstnessAnd { constness, value: self }
1312     }
1313
1314     #[inline]
1315     fn with_const_if_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1316         self.with_constness(BoundConstness::ConstIfConst)
1317     }
1318
1319     #[inline]
1320     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1321         self.with_constness(BoundConstness::NotConst)
1322     }
1323 }
1324
1325 impl<T> WithConstness for T {}
1326
1327 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1328 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1329     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1330     pub value: T,
1331 }
1332
1333 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1334     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1335         (self.param_env, self.value)
1336     }
1337 }
1338
1339 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1340 where
1341     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1342 {
1343     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1344         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1345
1346         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1347         value.hash_stable(hcx, hasher);
1348     }
1349 }
1350
1351 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1352 pub struct Destructor {
1353     /// The `DefId` of the destructor method
1354     pub did: DefId,
1355     /// The constness of the destructor method
1356     pub constness: hir::Constness,
1357 }
1358
1359 bitflags! {
1360     #[derive(HashStable)]
1361     pub struct VariantFlags: u32 {
1362         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1363         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1364         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1365         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1366         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1367         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1368     }
1369 }
1370
1371 /// Definition of a variant -- a struct's fields or an enum variant.
1372 #[derive(Debug, HashStable)]
1373 pub struct VariantDef {
1374     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1375     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1376     pub def_id: DefId,
1377     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1378     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1379     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1380     /// Variant or struct name.
1381     #[stable_hasher(project(name))]
1382     pub ident: Ident,
1383     /// Discriminant of this variant.
1384     pub discr: VariantDiscr,
1385     /// Fields of this variant.
1386     pub fields: Vec<FieldDef>,
1387     /// Type of constructor of variant.
1388     pub ctor_kind: CtorKind,
1389     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1390     flags: VariantFlags,
1391 }
1392
1393 impl VariantDef {
1394     /// Creates a new `VariantDef`.
1395     ///
1396     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1397     /// represents an enum variant).
1398     ///
1399     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1400     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1401     ///
1402     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1403     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1404     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1405     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1406     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1407     ///
1408     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1409     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1410     pub fn new(
1411         ident: Ident,
1412         variant_did: Option<DefId>,
1413         ctor_def_id: Option<DefId>,
1414         discr: VariantDiscr,
1415         fields: Vec<FieldDef>,
1416         ctor_kind: CtorKind,
1417         adt_kind: AdtKind,
1418         parent_did: DefId,
1419         recovered: bool,
1420         is_field_list_non_exhaustive: bool,
1421     ) -> Self {
1422         debug!(
1423             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1424              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1425             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1426         );
1427
1428         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1429         if is_field_list_non_exhaustive {
1430             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1431         }
1432
1433         if recovered {
1434             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
1435         }
1436
1437         VariantDef {
1438             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1439             ctor_def_id,
1440             ident,
1441             discr,
1442             fields,
1443             ctor_kind,
1444             flags,
1445         }
1446     }
1447
1448     /// Is this field list non-exhaustive?
1449     #[inline]
1450     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1451         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1452     }
1453
1454     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
1455     #[inline]
1456     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
1457         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
1458     }
1459 }
1460
1461 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1462 pub enum VariantDiscr {
1463     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1464     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1465     Explicit(DefId),
1466
1467     /// The previous variant's discriminant plus one.
1468     /// For efficiency reasons, the distance from the
1469     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1470     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1471     Relative(u32),
1472 }
1473
1474 #[derive(Debug, HashStable)]
1475 pub struct FieldDef {
1476     pub did: DefId,
1477     #[stable_hasher(project(name))]
1478     pub ident: Ident,
1479     pub vis: Visibility,
1480 }
1481
1482 bitflags! {
1483     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1484     pub struct ReprFlags: u8 {
1485         const IS_C               = 1 << 0;
1486         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1487         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1488         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1489         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1490         // If true, don't expose any niche to type's context.
1491         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
1492         // If true, the type's layout can be randomized using
1493         // the seed stored in `ReprOptions.layout_seed`
1494         const RANDOMIZE_LAYOUT   = 1 << 5;
1495         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1496         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
1497                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
1498                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1499     }
1500 }
1501
1502 /// Represents the repr options provided by the user,
1503 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1504 pub struct ReprOptions {
1505     pub int: Option<attr::IntType>,
1506     pub align: Option<Align>,
1507     pub pack: Option<Align>,
1508     pub flags: ReprFlags,
1509     /// The seed to be used for randomizing a type's layout
1510     ///
1511     /// Note: This could technically be a `[u8; 16]` (a `u128`) which would
1512     /// be the "most accurate" hash as it'd encompass the item and crate
1513     /// hash without loss, but it does pay the price of being larger.
1514     /// Everything's a tradeoff, a `u64` seed should be sufficient for our
1515     /// purposes (primarily `-Z randomize-layout`)
1516     pub field_shuffle_seed: u64,
1517 }
1518
1519 impl ReprOptions {
1520     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
1521         let mut flags = ReprFlags::empty();
1522         let mut size = None;
1523         let mut max_align: Option<Align> = None;
1524         let mut min_pack: Option<Align> = None;
1525
1526         // Generate a deterministically-derived seed from the item's path hash
1527         // to allow for cross-crate compilation to actually work
1528         let field_shuffle_seed = tcx.def_path_hash(did).0.to_smaller_hash();
1529
1530         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
1531             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
1532                 flags.insert(match r {
1533                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
1534                     attr::ReprPacked(pack) => {
1535                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
1536                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
1537                             min_pack.min(pack)
1538                         } else {
1539                             pack
1540                         });
1541                         ReprFlags::empty()
1542                     }
1543                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
1544                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
1545                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
1546                     attr::ReprInt(i) => {
1547                         size = Some(i);
1548                         ReprFlags::empty()
1549                     }
1550                     attr::ReprAlign(align) => {
1551                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
1552                         ReprFlags::empty()
1553                     }
1554                 });
1555             }
1556         }
1557
1558         // If `-Z randomize-layout` was enabled for the type definition then we can
1559         // consider performing layout randomization
1560         if tcx.sess.opts.debugging_opts.randomize_layout {
1561             flags.insert(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT);
1562         }
1563
1564         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
1565         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
1566             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
1567         }
1568
1569         Self { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags, field_shuffle_seed }
1570     }
1571
1572     #[inline]
1573     pub fn simd(&self) -> bool {
1574         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
1575     }
1576
1577     #[inline]
1578     pub fn c(&self) -> bool {
1579         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
1580     }
1581
1582     #[inline]
1583     pub fn packed(&self) -> bool {
1584         self.pack.is_some()
1585     }
1586
1587     #[inline]
1588     pub fn transparent(&self) -> bool {
1589         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
1590     }
1591
1592     #[inline]
1593     pub fn linear(&self) -> bool {
1594         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
1595     }
1596
1597     #[inline]
1598     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
1599         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
1600     }
1601
1602     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
1603     /// This must only be called on enums!
1604     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
1605         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
1606     }
1607
1608     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
1609     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
1610     /// single pointer.
1611     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
1612         self.c() || self.int.is_some()
1613     }
1614
1615     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
1616     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
1617     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
1618         if let Some(pack) = self.pack {
1619             if pack.bytes() == 1 {
1620                 return true;
1621             }
1622         }
1623
1624         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
1625     }
1626
1627     /// Returns `true` if this type is valid for reordering and `-Z randomize-layout`
1628     /// was enabled for its declaration crate
1629     pub fn can_randomize_type_layout(&self) -> bool {
1630         !self.inhibit_struct_field_reordering_opt()
1631             && self.flags.contains(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT)
1632     }
1633
1634     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
1635     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
1636         self.c()
1637     }
1638 }
1639
1640 impl<'tcx> FieldDef {
1641     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
1642     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
1643     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1644         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
1645     }
1646 }
1647
1648 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
1649
1650 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
1651 pub enum ImplOverlapKind {
1652     /// These impls are always allowed to overlap.
1653     Permitted {
1654         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
1655         marker: bool,
1656     },
1657     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
1658     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
1659     ///
1660     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
1661     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
1662     ///
1663     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
1664     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
1665     ///
1666     /// ```
1667     /// trait Trait {}
1668     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
1669     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
1670     /// ```
1671     ///
1672     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
1673     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
1674     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
1675     /// overlapping impls for it is sound.
1676     ///
1677     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
1678     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
1679     /// it has the following restrictions:
1680     ///
1681     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
1682     /// positive impls.
1683     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
1684     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
1685     /// marker traits.
1686     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
1687     ///
1688     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
1689     Issue33140,
1690 }
1691
1692 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
1693     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
1694         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
1695     }
1696
1697     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
1698         self.associated_items(id)
1699             .in_definition_order()
1700             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
1701     }
1702
1703     fn item_name_from_hir(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
1704         self.hir().get_if_local(def_id).and_then(|node| node.ident())
1705     }
1706
1707     fn item_name_from_def_id(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
1708         if def_id.index == CRATE_DEF_INDEX {
1709             Some(self.crate_name(def_id.krate))
1710         } else {
1711             let def_key = self.def_key(def_id);
1712             match def_key.disambiguated_data.data {
1713                 // The name of a constructor is that of its parent.
1714                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self.item_name_from_def_id(DefId {
1715                     krate: def_id.krate,
1716                     index: def_key.parent.unwrap(),
1717                 }),
1718                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name(),
1719             }
1720         }
1721     }
1722
1723     /// Look up the name of an item across crates. This does not look at HIR.
1724     ///
1725     /// When possible, this function should be used for cross-crate lookups over
1726     /// [`opt_item_name`] to avoid invalidating the incremental cache. If you
1727     /// need to handle items without a name, or HIR items that will not be
1728     /// serialized cross-crate, or if you need the span of the item, use
1729     /// [`opt_item_name`] instead.
1730     ///
1731     /// [`opt_item_name`]: Self::opt_item_name
1732     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
1733         // Look at cross-crate items first to avoid invalidating the incremental cache
1734         // unless we have to.
1735         self.item_name_from_def_id(id).unwrap_or_else(|| {
1736             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
1737         })
1738     }
1739
1740     /// Look up the name and span of an item or [`Node`].
1741     ///
1742     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
1743     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
1744         // Look at the HIR first so the span will be correct if this is a local item.
1745         self.item_name_from_hir(def_id)
1746             .or_else(|| self.item_name_from_def_id(def_id).map(Ident::with_dummy_span))
1747     }
1748
1749     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
1750         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
1751             Some(self.associated_item(def_id))
1752         } else {
1753             None
1754         }
1755     }
1756
1757     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
1758         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
1759     }
1760
1761     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
1762         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
1763     }
1764
1765     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
1766     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
1767     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
1768         self,
1769         def_id1: DefId,
1770         def_id2: DefId,
1771     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
1772         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
1773         // as one of them essentially doesn't exist.
1774         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
1775             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
1776         {
1777             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
1778         }
1779
1780         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
1781             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
1782                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
1783                 debug!(
1784                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
1785                     def_id1, def_id2
1786                 );
1787                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
1788             }
1789             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
1790             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
1791                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
1792                 debug!(
1793                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
1794                     def_id1, def_id2
1795                 );
1796                 return None;
1797             }
1798             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
1799             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
1800         };
1801
1802         let is_marker_overlap = {
1803             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
1804                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
1805                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
1806             };
1807             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
1808         };
1809
1810         if is_marker_overlap {
1811             debug!(
1812                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
1813                 def_id1, def_id2
1814             );
1815             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
1816         } else {
1817             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
1818                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
1819                     if self_ty1 == self_ty2 {
1820                         debug!(
1821                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
1822                             def_id1, def_id2
1823                         );
1824                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
1825                     } else {
1826                         debug!(
1827                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
1828                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
1829                         );
1830                     }
1831                 }
1832             }
1833
1834             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
1835             None
1836         }
1837     }
1838
1839     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
1840     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
1841     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
1842         match res {
1843             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
1844                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
1845                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
1846             }
1847             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
1848             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
1849                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
1850                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
1851                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
1852             }
1853             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
1854                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
1855                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
1856             }
1857             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
1858         }
1859     }
1860
1861     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
1862     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
1863         match instance {
1864             ty::InstanceDef::Item(def) => match self.def_kind(def.did) {
1865                 DefKind::Const
1866                 | DefKind::Static
1867                 | DefKind::AssocConst
1868                 | DefKind::Ctor(..)
1869                 | DefKind::AnonConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
1870                 // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
1871                 // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
1872                 _ => {
1873                     assert_eq!(def.const_param_did, None);
1874                     self.optimized_mir(def.did)
1875                 }
1876             },
1877             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
1878             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
1879             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
1880             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
1881             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
1882             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
1883             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
1884             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
1885         }
1886     }
1887
1888     /// Gets the attributes of a definition.
1889     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
1890         if let Some(did) = did.as_local() {
1891             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
1892         } else {
1893             self.item_attrs(did)
1894         }
1895     }
1896
1897     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
1898     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
1899         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
1900     }
1901
1902     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
1903     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
1904         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
1905     }
1906
1907     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
1908     /// generator is tainted by errors.
1909     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
1910         self.optimized_mir(def_id).generator_layout()
1911     }
1912
1913     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
1914     /// If it implements no trait, returns `None`.
1915     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
1916         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
1917     }
1918
1919     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
1920     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
1921     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
1922         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
1923             TraitContainer(_) => None,
1924             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
1925         })
1926     }
1927
1928     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
1929     /// with the name of the crate containing the impl.
1930     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
1931         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
1932             let hir_id = self.hir().local_def_id_to_hir_id(impl_did);
1933             Ok(self.hir().span(hir_id))
1934         } else {
1935             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
1936         }
1937     }
1938
1939     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
1940     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
1941     /// definition's parent/scope to perform comparison.
1942     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
1943         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
1944         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
1945         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
1946         use_name.name == def_name.name
1947             && use_name
1948                 .span
1949                 .ctxt()
1950                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expn_that_defined(def_parent_def_id))
1951     }
1952
1953     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
1954         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope));
1955         ident
1956     }
1957
1958     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
1959         self,
1960         mut ident: Ident,
1961         scope: DefId,
1962         block: hir::HirId,
1963     ) -> (Ident, DefId) {
1964         let scope = ident
1965             .span
1966             .normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope))
1967             .and_then(|actual_expansion| actual_expansion.expn_data().parent_module)
1968             .unwrap_or_else(|| self.parent_module(block).to_def_id());
1969         (ident, scope)
1970     }
1971
1972     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
1973         self.object_safety_violations(key).is_empty()
1974     }
1975 }
1976
1977 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
1978 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
1979     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
1980         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
1981             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
1982                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
1983             }
1984         }
1985     }
1986     None
1987 }
1988
1989 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
1990     match ity {
1991         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
1992         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
1993         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
1994         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
1995         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
1996         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
1997     }
1998 }
1999
2000 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
2001     match uty {
2002         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
2003         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
2004         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
2005         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
2006         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
2007         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
2008     }
2009 }
2010
2011 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
2012     match fty {
2013         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
2014         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
2015     }
2016 }
2017
2018 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
2019     match ity {
2020         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
2021         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
2022         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
2023         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
2024         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
2025         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
2026     }
2027 }
2028
2029 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
2030     match uty {
2031         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
2032         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
2033         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
2034         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
2035         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
2036         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
2037     }
2038 }
2039
2040 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
2041     closure::provide(providers);
2042     context::provide(providers);
2043     erase_regions::provide(providers);
2044     layout::provide(providers);
2045     util::provide(providers);
2046     print::provide(providers);
2047     super::util::bug::provide(providers);
2048     super::middle::provide(providers);
2049     *providers = ty::query::Providers {
2050         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
2051         type_uninhabited_from: inhabitedness::type_uninhabited_from,
2052         const_param_default: consts::const_param_default,
2053         ..*providers
2054     };
2055 }
2056
2057 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
2058 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
2059 /// rather, you should request the vector for a specific type via
2060 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
2061 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
2062 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
2063 pub struct CrateInherentImpls {
2064     pub inherent_impls: LocalDefIdMap<Vec<DefId>>,
2065 }
2066
2067 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
2068 pub struct SymbolName<'tcx> {
2069     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
2070     pub name: &'tcx str,
2071 }
2072
2073 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
2074     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
2075         SymbolName {
2076             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
2077         }
2078     }
2079 }
2080
2081 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
2082     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2083         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2084     }
2085 }
2086
2087 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
2088     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2089         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2090     }
2091 }
2092
2093 #[derive(Debug, Default, Copy, Clone)]
2094 pub struct FoundRelationships {
2095     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `?T: Foo`
2096     /// obligation, where:
2097     ///
2098     ///  * `Foo` is not `Sized`
2099     ///  * `(): Foo` may be satisfied
2100     pub self_in_trait: bool,
2101     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `<_ as
2102     /// _>::AssocType = ?T`
2103     pub output: bool,
2104 }