]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
91eea01bfb9b936648f7ca8ea139ee6bcd02bded
[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 pub use self::fold::{FallibleTypeFolder, TypeFoldable, TypeFolder, TypeVisitor};
13 pub use self::AssocItemContainer::*;
14 pub use self::BorrowKind::*;
15 pub use self::IntVarValue::*;
16 pub use self::Variance::*;
17 use crate::metadata::ModChild;
18 use crate::middle::privacy::AccessLevels;
19 use crate::mir::{Body, GeneratorLayout};
20 use crate::traits::{self, Reveal};
21 use crate::ty;
22 use crate::ty::fast_reject::SimplifiedType;
23 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
24 use crate::ty::util::Discr;
25 pub use adt::*;
26 pub use assoc::*;
27 pub use generics::*;
28 use rustc_ast as ast;
29 use rustc_attr as attr;
30 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
31 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet, FxIndexMap};
32 use rustc_data_structures::intern::{Interned, WithStableHash};
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};
38 use rustc_hir::Node;
39 use rustc_macros::HashStable;
40 use rustc_query_system::ich::StableHashingContext;
41 use rustc_session::cstore::CrateStoreDyn;
42 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
43 use rustc_span::Span;
44 use rustc_target::abi::Align;
45 pub use vtable::*;
46
47 use std::fmt::Debug;
48 use std::hash::Hash;
49 use std::ops::ControlFlow;
50 use std::{fmt, str};
51
52 pub use crate::ty::diagnostics::*;
53 pub use rustc_type_ir::InferTy::*;
54 pub use rustc_type_ir::*;
55
56 pub use self::binding::BindingMode;
57 pub use self::binding::BindingMode::*;
58 pub use self::closure::{
59     is_ancestor_or_same_capture, place_to_string_for_capture, BorrowKind, CaptureInfo,
60     CapturedPlace, ClosureKind, MinCaptureInformationMap, MinCaptureList,
61     RootVariableMinCaptureList, UpvarCapture, UpvarCaptureMap, UpvarId, UpvarListMap, UpvarPath,
62     CAPTURE_STRUCT_LOCAL,
63 };
64 pub use self::consts::{
65     Const, ConstInt, ConstKind, ConstS, InferConst, ScalarInt, Unevaluated, ValTree,
66 };
67 pub use self::context::{
68     tls, CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
69     CtxtInterners, DelaySpanBugEmitted, FreeRegionInfo, GeneratorDiagnosticData,
70     GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, OnDiskCache, TyCtxt, TypeckResults, UserType,
71     UserTypeAnnotationIndex,
72 };
73 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
74 pub use self::list::List;
75 pub use self::sty::BoundRegionKind::*;
76 pub use self::sty::RegionKind::*;
77 pub use self::sty::TyKind::*;
78 pub use self::sty::{
79     Binder, BoundRegion, BoundRegionKind, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, BoundVariableKind,
80     CanonicalPolyFnSig, ClosureSubsts, ClosureSubstsParts, ConstVid, EarlyBinder, EarlyBoundRegion,
81     ExistentialPredicate, ExistentialProjection, ExistentialTraitRef, FnSig, FreeRegion, GenSig,
82     GeneratorSubsts, GeneratorSubstsParts, InlineConstSubsts, InlineConstSubstsParts, ParamConst,
83     ParamTy, PolyExistentialProjection, PolyExistentialTraitRef, PolyFnSig, PolyGenSig,
84     PolyTraitRef, ProjectionTy, Region, RegionKind, RegionVid, TraitRef, TyKind, TypeAndMut,
85     UpvarSubsts, VarianceDiagInfo,
86 };
87 pub use self::trait_def::TraitDef;
88
89 pub mod _match;
90 pub mod adjustment;
91 pub mod binding;
92 pub mod cast;
93 pub mod codec;
94 pub mod error;
95 pub mod fast_reject;
96 pub mod flags;
97 pub mod fold;
98 pub mod inhabitedness;
99 pub mod layout;
100 pub mod normalize_erasing_regions;
101 pub mod print;
102 pub mod query;
103 pub mod relate;
104 pub mod subst;
105 pub mod trait_def;
106 pub mod util;
107 pub mod vtable;
108 pub mod walk;
109
110 mod adt;
111 mod assoc;
112 mod closure;
113 mod consts;
114 mod context;
115 mod diagnostics;
116 mod erase_regions;
117 mod generics;
118 mod impls_ty;
119 mod instance;
120 mod list;
121 mod structural_impls;
122 mod sty;
123
124 // Data types
125
126 pub type RegisteredTools = FxHashSet<Ident>;
127
128 #[derive(Debug)]
129 pub struct ResolverOutputs {
130     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
131     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
132     pub visibilities: FxHashMap<LocalDefId, Visibility>,
133     /// This field is used to decide whether we should make `PRIVATE_IN_PUBLIC` a hard error.
134     pub has_pub_restricted: bool,
135     pub access_levels: AccessLevels,
136     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
137     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
138     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
139     pub reexport_map: FxHashMap<LocalDefId, Vec<ModChild>>,
140     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
141     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
142     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
143     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
144     pub main_def: Option<MainDefinition>,
145     pub trait_impls: FxIndexMap<DefId, Vec<LocalDefId>>,
146     /// A list of proc macro LocalDefIds, written out in the order in which
147     /// they are declared in the static array generated by proc_macro_harness.
148     pub proc_macros: Vec<LocalDefId>,
149     /// Mapping from ident span to path span for paths that don't exist as written, but that
150     /// exist under `std`. For example, wrote `str::from_utf8` instead of `std::str::from_utf8`.
151     pub confused_type_with_std_module: FxHashMap<Span, Span>,
152     pub registered_tools: RegisteredTools,
153 }
154
155 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
156 pub struct MainDefinition {
157     pub res: Res<ast::NodeId>,
158     pub is_import: bool,
159     pub span: Span,
160 }
161
162 impl MainDefinition {
163     pub fn opt_fn_def_id(self) -> Option<DefId> {
164         if let Res::Def(DefKind::Fn, def_id) = self.res { Some(def_id) } else { None }
165     }
166 }
167
168 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
169 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
170 /// bounds / where-clauses).
171 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
172 pub struct ImplHeader<'tcx> {
173     pub impl_def_id: DefId,
174     pub self_ty: Ty<'tcx>,
175     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
176     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
177 }
178
179 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
180 pub enum ImplSubject<'tcx> {
181     Trait(TraitRef<'tcx>),
182     Inherent(Ty<'tcx>),
183 }
184
185 #[derive(
186     Copy,
187     Clone,
188     PartialEq,
189     Eq,
190     Hash,
191     TyEncodable,
192     TyDecodable,
193     HashStable,
194     Debug,
195     TypeFoldable
196 )]
197 pub enum ImplPolarity {
198     /// `impl Trait for Type`
199     Positive,
200     /// `impl !Trait for Type`
201     Negative,
202     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
203     ///
204     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
205     /// See #64631 for details.
206     Reservation,
207 }
208
209 impl ImplPolarity {
210     /// Flips polarity by turning `Positive` into `Negative` and `Negative` into `Positive`.
211     pub fn flip(&self) -> Option<ImplPolarity> {
212         match self {
213             ImplPolarity::Positive => Some(ImplPolarity::Negative),
214             ImplPolarity::Negative => Some(ImplPolarity::Positive),
215             ImplPolarity::Reservation => None,
216         }
217     }
218 }
219
220 impl fmt::Display for ImplPolarity {
221     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
222         match self {
223             Self::Positive => f.write_str("positive"),
224             Self::Negative => f.write_str("negative"),
225             Self::Reservation => f.write_str("reservation"),
226         }
227     }
228 }
229
230 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
231 pub enum Visibility {
232     /// Visible everywhere (including in other crates).
233     Public,
234     /// Visible only in the given crate-local module.
235     Restricted(DefId),
236     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
237     Invisible,
238 }
239
240 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
241 pub enum BoundConstness {
242     /// `T: Trait`
243     NotConst,
244     /// `T: ~const Trait`
245     ///
246     /// Requires resolving to const only when we are in a const context.
247     ConstIfConst,
248 }
249
250 impl BoundConstness {
251     /// Reduce `self` and `constness` to two possible combined states instead of four.
252     pub fn and(&mut self, constness: hir::Constness) -> hir::Constness {
253         match (constness, self) {
254             (hir::Constness::Const, BoundConstness::ConstIfConst) => hir::Constness::Const,
255             (_, this) => {
256                 *this = BoundConstness::NotConst;
257                 hir::Constness::NotConst
258             }
259         }
260     }
261 }
262
263 impl fmt::Display for BoundConstness {
264     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
265         match self {
266             Self::NotConst => f.write_str("normal"),
267             Self::ConstIfConst => f.write_str("`~const`"),
268         }
269     }
270 }
271
272 #[derive(
273     Clone,
274     Debug,
275     PartialEq,
276     Eq,
277     Copy,
278     Hash,
279     TyEncodable,
280     TyDecodable,
281     HashStable,
282     TypeFoldable
283 )]
284 pub struct ClosureSizeProfileData<'tcx> {
285     /// Tuple containing the types of closure captures before the feature `capture_disjoint_fields`
286     pub before_feature_tys: Ty<'tcx>,
287     /// Tuple containing the types of closure captures after the feature `capture_disjoint_fields`
288     pub after_feature_tys: Ty<'tcx>,
289 }
290
291 pub trait DefIdTree: Copy {
292     fn opt_parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
293
294     #[inline]
295     #[track_caller]
296     fn parent(self, id: DefId) -> DefId {
297         match self.opt_parent(id) {
298             Some(id) => id,
299             // not `unwrap_or_else` to avoid breaking caller tracking
300             None => bug!("{id:?} doesn't have a parent"),
301         }
302     }
303
304     #[inline]
305     #[track_caller]
306     fn opt_local_parent(self, id: LocalDefId) -> Option<LocalDefId> {
307         self.opt_parent(id.to_def_id()).map(DefId::expect_local)
308     }
309
310     #[inline]
311     #[track_caller]
312     fn local_parent(self, id: LocalDefId) -> LocalDefId {
313         self.parent(id.to_def_id()).expect_local()
314     }
315
316     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
317         if descendant.krate != ancestor.krate {
318             return false;
319         }
320
321         while descendant != ancestor {
322             match self.opt_parent(descendant) {
323                 Some(parent) => descendant = parent,
324                 None => return false,
325             }
326         }
327         true
328     }
329 }
330
331 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
332     #[inline]
333     fn opt_parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
334         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
335     }
336 }
337
338 impl Visibility {
339     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
340     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
341         let restriction = match self {
342             // Public items are visible everywhere.
343             Visibility::Public => return true,
344             // Private items from other crates are visible nowhere.
345             Visibility::Invisible => return false,
346             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
347             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
348             Visibility::Restricted(module) => module,
349         };
350
351         tree.is_descendant_of(module, restriction)
352     }
353
354     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
355     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
356         let vis_restriction = match vis {
357             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
358             Visibility::Invisible => return true,
359             Visibility::Restricted(module) => module,
360         };
361
362         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
363     }
364
365     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
366     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
367         match self {
368             Visibility::Public => true,
369             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
370             Visibility::Invisible => false,
371         }
372     }
373
374     pub fn is_public(self) -> bool {
375         matches!(self, Visibility::Public)
376     }
377 }
378
379 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
380 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
381 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
382 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
383 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
384 /// item.
385 #[derive(HashStable, Debug)]
386 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
387     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
388     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
389     /// entry.
390     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
391 }
392
393 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
394 // the types of AST nodes.
395 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
396 pub struct CReaderCacheKey {
397     pub cnum: Option<CrateNum>,
398     pub pos: usize,
399 }
400
401 /// Represents a type.
402 ///
403 /// IMPORTANT:
404 /// - This is a very "dumb" struct (with no derives and no `impls`).
405 /// - Values of this type are always interned and thus unique, and are stored
406 ///   as an `Interned<TyS>`.
407 /// - `Ty` (which contains a reference to a `Interned<TyS>`) or `Interned<TyS>`
408 ///   should be used everywhere instead of `TyS`. In particular, `Ty` has most
409 ///   of the relevant methods.
410 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
411 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
412 crate struct TyS<'tcx> {
413     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
414     /// Use `Ty::kind()` instead.
415     kind: TyKind<'tcx>,
416
417     /// This field provides fast access to information that is also contained
418     /// in `kind`.
419     ///
420     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
421     /// Use `Ty::flags()` instead.
422     flags: TypeFlags,
423
424     /// This field provides fast access to information that is also contained
425     /// in `kind`.
426     ///
427     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
428     /// binder such that
429     ///
430     /// (a) the binder itself captures nothing but
431     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
432     ///     by some sub-binder.
433     ///
434     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
435     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
436     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
437     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
438     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
439     /// by an inner binder.
440     ///
441     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
442     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
443     /// (exclusive).
444     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
445 }
446
447 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
448 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
449 static_assert_size!(TyS<'_>, 40);
450
451 // We are actually storing a stable hash cache next to the type, so let's
452 // also check the full size
453 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
454 static_assert_size!(WithStableHash<TyS<'_>>, 56);
455
456 /// Use this rather than `TyS`, whenever possible.
457 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
458 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
459 #[rustc_pass_by_value]
460 pub struct Ty<'tcx>(Interned<'tcx, WithStableHash<TyS<'tcx>>>);
461
462 // Statics only used for internal testing.
463 pub static BOOL_TY: Ty<'static> = Ty(Interned::new_unchecked(&WithStableHash {
464     internee: BOOL_TYS,
465     stable_hash: Fingerprint::ZERO,
466 }));
467 const BOOL_TYS: TyS<'static> = TyS {
468     kind: ty::Bool,
469     flags: TypeFlags::empty(),
470     outer_exclusive_binder: DebruijnIndex::from_usize(0),
471 };
472
473 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
474     #[inline]
475     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
476         let TyS {
477             kind,
478
479             // The other fields just provide fast access to information that is
480             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
481             flags: _,
482
483             outer_exclusive_binder: _,
484         } = self;
485
486         kind.hash_stable(hcx, hasher)
487     }
488 }
489
490 impl ty::EarlyBoundRegion {
491     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
492     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
493     pub fn has_name(&self) -> bool {
494         self.name != kw::UnderscoreLifetime
495     }
496 }
497
498 /// Represents a predicate.
499 ///
500 /// See comments on `TyS`, which apply here too (albeit for
501 /// `PredicateS`/`Predicate` rather than `TyS`/`Ty`).
502 #[derive(Debug)]
503 crate struct PredicateS<'tcx> {
504     kind: Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>,
505     flags: TypeFlags,
506     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
507     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
508 }
509
510 // This type is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
511 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
512 static_assert_size!(PredicateS<'_>, 56);
513
514 /// Use this rather than `PredicateS`, whenever possible.
515 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
516 #[rustc_pass_by_value]
517 pub struct Predicate<'tcx>(Interned<'tcx, PredicateS<'tcx>>);
518
519 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
520     /// Gets the inner `Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>`.
521     #[inline]
522     pub fn kind(self) -> Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
523         self.0.kind
524     }
525
526     #[inline(always)]
527     pub fn flags(self) -> TypeFlags {
528         self.0.flags
529     }
530
531     #[inline(always)]
532     pub fn outer_exclusive_binder(self) -> DebruijnIndex {
533         self.0.outer_exclusive_binder
534     }
535
536     /// Flips the polarity of a Predicate.
537     ///
538     /// Given `T: Trait` predicate it returns `T: !Trait` and given `T: !Trait` returns `T: Trait`.
539     pub fn flip_polarity(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Predicate<'tcx>> {
540         let kind = self
541             .kind()
542             .map_bound(|kind| match kind {
543                 PredicateKind::Trait(TraitPredicate { trait_ref, constness, polarity }) => {
544                     Some(PredicateKind::Trait(TraitPredicate {
545                         trait_ref,
546                         constness,
547                         polarity: polarity.flip()?,
548                     }))
549                 }
550
551                 _ => None,
552             })
553             .transpose()?;
554
555         Some(tcx.mk_predicate(kind))
556     }
557 }
558
559 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
560     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
561         let PredicateS {
562             ref kind,
563
564             // The other fields just provide fast access to information that is
565             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
566             flags: _,
567             outer_exclusive_binder: _,
568         } = self.0.0;
569
570         kind.hash_stable(hcx, hasher);
571     }
572 }
573
574 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
575 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
576 pub enum PredicateKind<'tcx> {
577     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
578     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
579     /// would be the type parameters.
580     Trait(TraitPredicate<'tcx>),
581
582     /// `where 'a: 'b`
583     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
584
585     /// `where T: 'a`
586     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
587
588     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
589     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
590     Projection(ProjectionPredicate<'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::Unevaluated<'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
632 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
633 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
634 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
635 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
636 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
637 /// item.
638 #[derive(HashStable, Debug)]
639 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
640     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
641     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
642     /// bounds, it will have no entry.
643     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
644 }
645
646 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
647     /// Performs a substitution suitable for going from a
648     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
649     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
650     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
651     /// lengthy comment below for details.
652     pub fn subst_supertrait(
653         self,
654         tcx: TyCtxt<'tcx>,
655         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
656     ) -> Predicate<'tcx> {
657         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
658         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
659         //
660         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
661         //
662         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
663         //     trait Bar<'b,'c> { }
664         //
665         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
666         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
667         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
668         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
669         // normal substitution.
670         //
671         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
672         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
673         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
674         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
675         // `'a`.
676         //
677         // Another example to be careful of is this:
678         //
679         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
680         //     trait Bar1<'b,'c> { }
681         //
682         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
683         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
684         // reason is similar to the previous example: any impl of
685         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
686         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
687         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
688         //
689         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
690         // consider the more complicated scenario:
691         //
692         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
693         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
694         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
695         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
696         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
697         // - The supertrait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
698         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
699         //   DB index of 1.
700         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
701         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
702         //   just as we wanted.
703         //
704         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
705         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
706         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
707         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
708         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
709         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
710         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
711         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
712         // rather than the trait reference itself (put another way, the
713         // substitution code expects equal binding levels in the values
714         // from the substitution and the value being substituted into, and
715         // this trick achieves that).
716
717         // Working through the second example:
718         // trait_ref: for<'x> T: Foo1<'^0.0>; substs: [T, '^0.0]
719         // predicate: for<'b> Self: Bar1<'a, '^0.0>; substs: [Self, 'a, '^0.0]
720         // We want to end up with:
721         //     for<'x, 'b> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
722         // To do this:
723         // 1) We must shift all bound vars in predicate by the length
724         //    of trait ref's bound vars. So, we would end up with predicate like
725         //    Self: Bar1<'a, '^0.1>
726         // 2) We can then apply the trait substs to this, ending up with
727         //    T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
728         // 3) Finally, to create the final bound vars, we concatenate the bound
729         //    vars of the trait ref with those of the predicate:
730         //    ['x, 'b]
731         let bound_pred = self.kind();
732         let pred_bound_vars = bound_pred.bound_vars();
733         let trait_bound_vars = trait_ref.bound_vars();
734         // 1) Self: Bar1<'a, '^0.0> -> Self: Bar1<'a, '^0.1>
735         let shifted_pred =
736             tcx.shift_bound_var_indices(trait_bound_vars.len(), bound_pred.skip_binder());
737         // 2) Self: Bar1<'a, '^0.1> -> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
738         let new = EarlyBinder(shifted_pred).subst(tcx, trait_ref.skip_binder().substs);
739         // 3) ['x] + ['b] -> ['x, 'b]
740         let bound_vars =
741             tcx.mk_bound_variable_kinds(trait_bound_vars.iter().chain(pred_bound_vars));
742         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind_with_vars(new, bound_vars))
743     }
744 }
745
746 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
747 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
748 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
749     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
750
751     pub constness: BoundConstness,
752
753     /// If polarity is Positive: we are proving that the trait is implemented.
754     ///
755     /// If polarity is Negative: we are proving that a negative impl of this trait
756     /// exists. (Note that coherence also checks whether negative impls of supertraits
757     /// exist via a series of predicates.)
758     ///
759     /// If polarity is Reserved: that's a bug.
760     pub polarity: ImplPolarity,
761 }
762
763 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TraitPredicate<'tcx>>;
764
765 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
766     pub fn remap_constness(&mut self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: &mut ParamEnv<'tcx>) {
767         if unlikely!(Some(self.trait_ref.def_id) == tcx.lang_items().drop_trait()) {
768             // remap without changing constness of this predicate.
769             // this is because `T: ~const Drop` has a different meaning to `T: Drop`
770             // FIXME(fee1-dead): remove this logic after beta bump
771             param_env.remap_constness_with(self.constness)
772         } else {
773             *param_env = param_env.with_constness(self.constness.and(param_env.constness()))
774         }
775     }
776
777     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
778     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
779         // this is different to `remap_constness` that callees want to print this predicate
780         // in case of selection errors. `T: ~const Drop` bounds cannot end up here when the
781         // param_env is not const because we it is always satisfied in non-const contexts.
782         if let hir::Constness::NotConst = param_env.constness() {
783             self.constness = ty::BoundConstness::NotConst;
784         }
785     }
786
787     pub fn def_id(self) -> DefId {
788         self.trait_ref.def_id
789     }
790
791     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
792         self.trait_ref.self_ty()
793     }
794
795     #[inline]
796     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
797         self.constness == BoundConstness::ConstIfConst
798     }
799 }
800
801 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
802     pub fn def_id(self) -> DefId {
803         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
804         self.skip_binder().def_id()
805     }
806
807     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
808         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
809     }
810
811     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
812     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
813         *self = self.map_bound(|mut p| {
814             p.remap_constness_diag(param_env);
815             p
816         });
817     }
818
819     #[inline]
820     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
821         self.skip_binder().is_const_if_const()
822     }
823 }
824
825 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
826 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
827 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
828 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
829 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
830 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
831 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
832
833 /// Encodes that `a` must be a subtype of `b`. The `a_is_expected` flag indicates
834 /// whether the `a` type is the type that we should label as "expected" when
835 /// presenting user diagnostics.
836 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
837 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
838 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
839     pub a_is_expected: bool,
840     pub a: Ty<'tcx>,
841     pub b: Ty<'tcx>,
842 }
843 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, SubtypePredicate<'tcx>>;
844
845 /// Encodes that we have to coerce *from* the `a` type to the `b` type.
846 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
847 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
848 pub struct CoercePredicate<'tcx> {
849     pub a: Ty<'tcx>,
850     pub b: Ty<'tcx>,
851 }
852 pub type PolyCoercePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, CoercePredicate<'tcx>>;
853
854 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord, TyEncodable, TyDecodable)]
855 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
856 pub enum Term<'tcx> {
857     Ty(Ty<'tcx>),
858     Const(Const<'tcx>),
859 }
860
861 impl<'tcx> From<Ty<'tcx>> for Term<'tcx> {
862     fn from(ty: Ty<'tcx>) -> Self {
863         Term::Ty(ty)
864     }
865 }
866
867 impl<'tcx> From<Const<'tcx>> for Term<'tcx> {
868     fn from(c: Const<'tcx>) -> Self {
869         Term::Const(c)
870     }
871 }
872
873 impl<'tcx> Term<'tcx> {
874     pub fn ty(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
875         if let Term::Ty(ty) = self { Some(*ty) } else { None }
876     }
877     pub fn ct(&self) -> Option<Const<'tcx>> {
878         if let Term::Const(c) = self { Some(*c) } else { None }
879     }
880 }
881
882 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
883 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
884 ///
885 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
886 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
887 ///
888 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
889 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
890 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
891 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
892 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
893 /// instances to normalize the LHS.
894 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
895 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
896 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
897     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
898     pub term: Term<'tcx>,
899 }
900
901 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<'tcx, ProjectionPredicate<'tcx>>;
902
903 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
904     /// Returns the `DefId` of the trait of the associated item being projected.
905     #[inline]
906     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
907         self.skip_binder().projection_ty.trait_def_id(tcx)
908     }
909
910     /// Get the [PolyTraitRef] required for this projection to be well formed.
911     /// Note that for generic associated types the predicates of the associated
912     /// type also need to be checked.
913     #[inline]
914     pub fn required_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
915         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
916         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
917         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
918         // return value, so we are preserving the number of binding
919         // levels.
920         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
921     }
922
923     pub fn term(&self) -> Binder<'tcx, Term<'tcx>> {
924         self.map_bound(|predicate| predicate.term)
925     }
926
927     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
928     ///
929     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
930     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
931     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
932         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
933         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
934     }
935 }
936
937 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
938     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
939 }
940
941 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
942     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
943         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
944     }
945 }
946
947 pub trait ToPredicate<'tcx> {
948     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
949 }
950
951 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
952     #[inline(always)]
953     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
954         tcx.mk_predicate(self)
955     }
956 }
957
958 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
959     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
960         self.map_bound(PredicateKind::Trait).to_predicate(tcx)
961     }
962 }
963
964 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
965     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
966         self.map_bound(PredicateKind::RegionOutlives).to_predicate(tcx)
967     }
968 }
969
970 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
971     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
972         self.map_bound(PredicateKind::TypeOutlives).to_predicate(tcx)
973     }
974 }
975
976 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
977     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
978         self.map_bound(PredicateKind::Projection).to_predicate(tcx)
979     }
980 }
981
982 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
983     pub fn to_opt_poly_trait_pred(self) -> Option<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
984         let predicate = self.kind();
985         match predicate.skip_binder() {
986             PredicateKind::Trait(t) => Some(predicate.rebind(t)),
987             PredicateKind::Projection(..)
988             | PredicateKind::Subtype(..)
989             | PredicateKind::Coerce(..)
990             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
991             | PredicateKind::WellFormed(..)
992             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
993             | PredicateKind::ClosureKind(..)
994             | PredicateKind::TypeOutlives(..)
995             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
996             | PredicateKind::ConstEquate(..)
997             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
998         }
999     }
1000
1001     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1002         let predicate = self.kind();
1003         match predicate.skip_binder() {
1004             PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(predicate.rebind(data)),
1005             PredicateKind::Trait(..)
1006             | PredicateKind::Projection(..)
1007             | PredicateKind::Subtype(..)
1008             | PredicateKind::Coerce(..)
1009             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1010             | PredicateKind::WellFormed(..)
1011             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1012             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1013             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1014             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1015             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1016         }
1017     }
1018 }
1019
1020 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1021 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1022 /// where-clauses. You can obtain an `InstantiatedPredicates` list from a
1023 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1024 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1025 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1026 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1027 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1028 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1029 /// their values.
1030 ///
1031 /// Example:
1032 /// ```ignore (illustrative)
1033 /// struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1034 /// ```
1035 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1036 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1037 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1038 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1039 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1040 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1041     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1042     pub spans: Vec<Span>,
1043 }
1044
1045 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1046     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1047         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1048     }
1049
1050     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1051         self.predicates.is_empty()
1052     }
1053 }
1054
1055 #[derive(
1056     Copy,
1057     Clone,
1058     Debug,
1059     PartialEq,
1060     Eq,
1061     HashStable,
1062     TyEncodable,
1063     TyDecodable,
1064     TypeFoldable,
1065     Lift
1066 )]
1067 pub struct OpaqueTypeKey<'tcx> {
1068     pub def_id: DefId,
1069     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1070 }
1071
1072 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1073 pub struct OpaqueHiddenType<'tcx> {
1074     /// The span of this particular definition of the opaque type. So
1075     /// for example:
1076     ///
1077     /// ```ignore (incomplete snippet)
1078     /// type Foo = impl Baz;
1079     /// fn bar() -> Foo {
1080     /// //          ^^^ This is the span we are looking for!
1081     /// }
1082     /// ```
1083     ///
1084     /// In cases where the fn returns `(impl Trait, impl Trait)` or
1085     /// other such combinations, the result is currently
1086     /// over-approximated, but better than nothing.
1087     pub span: Span,
1088
1089     /// The type variable that represents the value of the opaque type
1090     /// that we require. In other words, after we compile this function,
1091     /// we will be created a constraint like:
1092     /// ```ignore (pseudo-rust)
1093     /// Foo<'a, T> = ?C
1094     /// ```
1095     /// where `?C` is the value of this type variable. =) It may
1096     /// naturally refer to the type and lifetime parameters in scope
1097     /// in this function, though ultimately it should only reference
1098     /// those that are arguments to `Foo` in the constraint above. (In
1099     /// other words, `?C` should not include `'b`, even though it's a
1100     /// lifetime parameter on `foo`.)
1101     pub ty: Ty<'tcx>,
1102 }
1103
1104 impl<'tcx> OpaqueHiddenType<'tcx> {
1105     pub fn report_mismatch(&self, other: &Self, tcx: TyCtxt<'tcx>) {
1106         // Found different concrete types for the opaque type.
1107         let mut err = tcx.sess.struct_span_err(
1108             other.span,
1109             "concrete type differs from previous defining opaque type use",
1110         );
1111         err.span_label(other.span, format!("expected `{}`, got `{}`", self.ty, other.ty));
1112         if self.span == other.span {
1113             err.span_label(
1114                 self.span,
1115                 "this expression supplies two conflicting concrete types for the same opaque type",
1116             );
1117         } else {
1118             err.span_note(self.span, "previous use here");
1119         }
1120         err.emit();
1121     }
1122 }
1123
1124 rustc_index::newtype_index! {
1125     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1126     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1127     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1128     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1129     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1130     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1131     /// new names.
1132     ///
1133     /// To make this more concrete, consider this program:
1134     ///
1135     /// ```ignore (illustrative)
1136     /// struct Foo { }
1137     /// fn bar<T>(x: T) {
1138     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1139     /// }
1140     /// ```
1141     ///
1142     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1143     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1144     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1145     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1146     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1147     /// name it inside the fn type but not outside.
1148     ///
1149     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1150     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1151     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1152     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1153     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1154     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1155     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1156     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1157     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1158     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1159     /// use for checking generic functions.
1160     pub struct UniverseIndex {
1161         derive [HashStable]
1162         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1163     }
1164 }
1165
1166 impl UniverseIndex {
1167     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1168
1169     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1170     /// is considered to extend all previous universes. This
1171     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1172     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1173     ///
1174     /// ```ignore (illustrative)
1175     /// for<'a> fn(&'a u32)
1176     /// ```
1177     ///
1178     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1179     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1180     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1181     /// `U` because it was not in scope there.
1182     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1183         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1184     }
1185
1186     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1187     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1188     /// `other` (`self >= other`).
1189     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1190         self.private >= other.private
1191     }
1192
1193     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1194     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1195     /// those in `other` (`self < other`).
1196     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1197         self.private < other.private
1198     }
1199 }
1200
1201 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
1202 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
1203 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
1204 /// another.
1205 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1206 pub struct Placeholder<T> {
1207     pub universe: UniverseIndex,
1208     pub name: T,
1209 }
1210
1211 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1212 where
1213     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1214 {
1215     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1216         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1217         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1218     }
1219 }
1220
1221 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1222
1223 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1224
1225 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1226 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1227 pub struct BoundConst<'tcx> {
1228     pub var: BoundVar,
1229     pub ty: Ty<'tcx>,
1230 }
1231
1232 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundConst<'tcx>>;
1233
1234 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1235 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1236 ///
1237 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1238 /// which cause cycle errors.
1239 ///
1240 /// ```rust
1241 /// struct A;
1242 /// impl A {
1243 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1244 ///     //           ^ const parameter
1245 /// }
1246 /// struct B;
1247 /// impl B {
1248 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1249 ///     //           ^ const parameter
1250 /// }
1251 ///
1252 /// fn main() {
1253 ///     let a = A;
1254 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1255 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1256 /// }
1257 /// ```
1258 ///
1259 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1260 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1261 ///
1262 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1263 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1264 /// requires us to evaluate the const argument.
1265 ///
1266 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1267 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1268 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1269 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1270 /// which results in a cycle.
1271 ///
1272 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1273 ///
1274 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1275 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1276 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1277 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1278 /// trivial to compute.
1279 ///
1280 /// If we now want to use that constant in a place which potentially needs its type
1281 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1282 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1283 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1284 /// to get the type of `did`.
1285 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1286 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1287 #[derive(Hash, HashStable)]
1288 pub struct WithOptConstParam<T> {
1289     pub did: T,
1290     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1291     /// a const argument.
1292     ///
1293     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1294     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1295     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1296     pub const_param_did: Option<DefId>,
1297 }
1298
1299 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1300     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1301     #[inline(always)]
1302     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1303         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1304     }
1305 }
1306
1307 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1308     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1309     /// `None` otherwise.
1310     #[inline(always)]
1311     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1312         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1313     }
1314
1315     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1316     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1317     #[inline(always)]
1318     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1319         if self.const_param_did.is_none() {
1320             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1321                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1322             }
1323         }
1324
1325         None
1326     }
1327
1328     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1329         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1330     }
1331
1332     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1333         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1334     }
1335 }
1336
1337 impl WithOptConstParam<DefId> {
1338     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1339         self.did
1340             .as_local()
1341             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1342     }
1343
1344     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1345         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1346             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1347                 return Some((did, param_did));
1348             }
1349         }
1350
1351         None
1352     }
1353
1354     pub fn is_local(self) -> bool {
1355         self.did.is_local()
1356     }
1357
1358     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1359         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1360     }
1361 }
1362
1363 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1364 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1365 /// particular point.
1366 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1367 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1368     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1369     ///
1370     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1371     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1372     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1373     ///
1374     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1375     ///
1376     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1377     /// want `Reveal::All`.
1378     ///
1379     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1380     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, ParamTag, true>,
1381 }
1382
1383 #[derive(Copy, Clone)]
1384 struct ParamTag {
1385     reveal: traits::Reveal,
1386     constness: hir::Constness,
1387 }
1388
1389 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for ParamTag {
1390     const BITS: usize = 2;
1391     #[inline]
1392     fn into_usize(self) -> usize {
1393         match self {
1394             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst } => 0,
1395             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst } => 1,
1396             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const } => 2,
1397             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const } => 3,
1398         }
1399     }
1400     #[inline]
1401     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1402         match ptr {
1403             0 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst },
1404             1 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst },
1405             2 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const },
1406             3 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const },
1407             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1408         }
1409     }
1410 }
1411
1412 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1413     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1414         f.debug_struct("ParamEnv")
1415             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1416             .field("reveal", &self.reveal())
1417             .field("constness", &self.constness())
1418             .finish()
1419     }
1420 }
1421
1422 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1423     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1424         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1425         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1426         self.constness().hash_stable(hcx, hasher);
1427     }
1428 }
1429
1430 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1431     fn try_super_fold_with<F: ty::fold::FallibleTypeFolder<'tcx>>(
1432         self,
1433         folder: &mut F,
1434     ) -> Result<Self, F::Error> {
1435         Ok(ParamEnv::new(
1436             self.caller_bounds().try_fold_with(folder)?,
1437             self.reveal().try_fold_with(folder)?,
1438             self.constness().try_fold_with(folder)?,
1439         ))
1440     }
1441
1442     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1443         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1444         self.reveal().visit_with(visitor)?;
1445         self.constness().visit_with(visitor)
1446     }
1447 }
1448
1449 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1450     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1451     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1452     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1453     /// type-checking.
1454     #[inline]
1455     pub fn empty() -> Self {
1456         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, hir::Constness::NotConst)
1457     }
1458
1459     #[inline]
1460     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1461         self.packed.pointer()
1462     }
1463
1464     #[inline]
1465     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1466         self.packed.tag().reveal
1467     }
1468
1469     #[inline]
1470     pub fn constness(self) -> hir::Constness {
1471         self.packed.tag().constness
1472     }
1473
1474     #[inline]
1475     pub fn is_const(self) -> bool {
1476         self.packed.tag().constness == hir::Constness::Const
1477     }
1478
1479     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1480     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1481     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1482     /// environments like codegen or doing optimizations.
1483     ///
1484     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1485     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1486     #[inline]
1487     pub fn reveal_all() -> Self {
1488         Self::new(List::empty(), Reveal::All, hir::Constness::NotConst)
1489     }
1490
1491     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1492     #[inline]
1493     pub fn new(
1494         caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>,
1495         reveal: Reveal,
1496         constness: hir::Constness,
1497     ) -> Self {
1498         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, ParamTag { reveal, constness }) }
1499     }
1500
1501     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1502         self.packed.set_tag(ParamTag { reveal: Reveal::UserFacing, ..self.packed.tag() });
1503         self
1504     }
1505
1506     #[inline]
1507     pub fn with_constness(mut self, constness: hir::Constness) -> Self {
1508         self.packed.set_tag(ParamTag { constness, ..self.packed.tag() });
1509         self
1510     }
1511
1512     #[inline]
1513     pub fn with_const(mut self) -> Self {
1514         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::Const, ..self.packed.tag() });
1515         self
1516     }
1517
1518     #[inline]
1519     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1520         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::NotConst, ..self.packed.tag() });
1521         self
1522     }
1523
1524     #[inline]
1525     pub fn remap_constness_with(&mut self, mut constness: ty::BoundConstness) {
1526         *self = self.with_constness(constness.and(self.constness()))
1527     }
1528
1529     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1530     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1531     /// (even for associated types that are specializable). This is
1532     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1533     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1534     /// which is the default.
1535     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1536     /// will be normalized to their underlying types.
1537     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1538     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1539         if self.packed.tag().reveal == traits::Reveal::All {
1540             return self;
1541         }
1542
1543         ParamEnv::new(
1544             tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()),
1545             Reveal::All,
1546             self.constness(),
1547         )
1548     }
1549
1550     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1551     #[inline]
1552     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1553         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.constness())
1554     }
1555
1556     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1557     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1558     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1559     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1560     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1561     /// invisible.
1562     ///
1563     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1564     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1565     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1566     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1567     /// although the surrounding function is never reachable.
1568     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1569         match self.reveal() {
1570             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1571
1572             Reveal::All => {
1573                 if value.is_global() {
1574                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1575                 } else {
1576                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1577                 }
1578             }
1579         }
1580     }
1581 }
1582
1583 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1584 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1585 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
1586     #[inline]
1587     pub fn with_constness(self, constness: BoundConstness) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1588         self.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate {
1589             trait_ref,
1590             constness,
1591             polarity: ty::ImplPolarity::Positive,
1592         })
1593     }
1594
1595     #[inline]
1596     pub fn without_const(self) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1597         self.with_constness(BoundConstness::NotConst)
1598     }
1599 }
1600
1601 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1602 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1603     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1604     pub value: T,
1605 }
1606
1607 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1608     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1609         (self.param_env, self.value)
1610     }
1611
1612     #[inline]
1613     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1614         self.param_env = self.param_env.without_const();
1615         self
1616     }
1617 }
1618
1619 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1620 where
1621     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1622 {
1623     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1624         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1625
1626         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1627         value.hash_stable(hcx, hasher);
1628     }
1629 }
1630
1631 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1632 pub struct Destructor {
1633     /// The `DefId` of the destructor method
1634     pub did: DefId,
1635     /// The constness of the destructor method
1636     pub constness: hir::Constness,
1637 }
1638
1639 bitflags! {
1640     #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1641     pub struct VariantFlags: u32 {
1642         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1643         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1644         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1645         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1646         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1647         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1648     }
1649 }
1650
1651 /// Definition of a variant -- a struct's fields or an enum variant.
1652 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1653 pub struct VariantDef {
1654     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1655     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1656     pub def_id: DefId,
1657     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1658     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1659     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1660     /// Variant or struct name.
1661     pub name: Symbol,
1662     /// Discriminant of this variant.
1663     pub discr: VariantDiscr,
1664     /// Fields of this variant.
1665     pub fields: Vec<FieldDef>,
1666     /// Type of constructor of variant.
1667     pub ctor_kind: CtorKind,
1668     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1669     flags: VariantFlags,
1670 }
1671
1672 impl VariantDef {
1673     /// Creates a new `VariantDef`.
1674     ///
1675     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1676     /// represents an enum variant).
1677     ///
1678     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1679     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1680     ///
1681     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1682     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1683     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1684     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1685     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1686     ///
1687     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1688     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1689     pub fn new(
1690         name: Symbol,
1691         variant_did: Option<DefId>,
1692         ctor_def_id: Option<DefId>,
1693         discr: VariantDiscr,
1694         fields: Vec<FieldDef>,
1695         ctor_kind: CtorKind,
1696         adt_kind: AdtKind,
1697         parent_did: DefId,
1698         recovered: bool,
1699         is_field_list_non_exhaustive: bool,
1700     ) -> Self {
1701         debug!(
1702             "VariantDef::new(name = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1703              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1704             name, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1705         );
1706
1707         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1708         if is_field_list_non_exhaustive {
1709             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1710         }
1711
1712         if recovered {
1713             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
1714         }
1715
1716         VariantDef {
1717             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1718             ctor_def_id,
1719             name,
1720             discr,
1721             fields,
1722             ctor_kind,
1723             flags,
1724         }
1725     }
1726
1727     /// Is this field list non-exhaustive?
1728     #[inline]
1729     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1730         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1731     }
1732
1733     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
1734     #[inline]
1735     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
1736         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
1737     }
1738
1739     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1740     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1741         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.def_id).unwrap())
1742     }
1743 }
1744
1745 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1746 pub enum VariantDiscr {
1747     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1748     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1749     Explicit(DefId),
1750
1751     /// The previous variant's discriminant plus one.
1752     /// For efficiency reasons, the distance from the
1753     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1754     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1755     Relative(u32),
1756 }
1757
1758 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1759 pub struct FieldDef {
1760     pub did: DefId,
1761     pub name: Symbol,
1762     pub vis: Visibility,
1763 }
1764
1765 bitflags! {
1766     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1767     pub struct ReprFlags: u8 {
1768         const IS_C               = 1 << 0;
1769         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1770         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1771         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1772         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1773         // If true, don't expose any niche to type's context.
1774         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
1775         // If true, the type's layout can be randomized using
1776         // the seed stored in `ReprOptions.layout_seed`
1777         const RANDOMIZE_LAYOUT   = 1 << 5;
1778         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1779         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits
1780                                  | ReprFlags::IS_SIMD.bits
1781                                  | ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1782     }
1783 }
1784
1785 /// Represents the repr options provided by the user,
1786 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1787 pub struct ReprOptions {
1788     pub int: Option<attr::IntType>,
1789     pub align: Option<Align>,
1790     pub pack: Option<Align>,
1791     pub flags: ReprFlags,
1792     /// The seed to be used for randomizing a type's layout
1793     ///
1794     /// Note: This could technically be a `[u8; 16]` (a `u128`) which would
1795     /// be the "most accurate" hash as it'd encompass the item and crate
1796     /// hash without loss, but it does pay the price of being larger.
1797     /// Everything's a tradeoff, a `u64` seed should be sufficient for our
1798     /// purposes (primarily `-Z randomize-layout`)
1799     pub field_shuffle_seed: u64,
1800 }
1801
1802 impl ReprOptions {
1803     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
1804         let mut flags = ReprFlags::empty();
1805         let mut size = None;
1806         let mut max_align: Option<Align> = None;
1807         let mut min_pack: Option<Align> = None;
1808
1809         // Generate a deterministically-derived seed from the item's path hash
1810         // to allow for cross-crate compilation to actually work
1811         let mut field_shuffle_seed = tcx.def_path_hash(did).0.to_smaller_hash();
1812
1813         // If the user defined a custom seed for layout randomization, xor the item's
1814         // path hash with the user defined seed, this will allowing determinism while
1815         // still allowing users to further randomize layout generation for e.g. fuzzing
1816         if let Some(user_seed) = tcx.sess.opts.debugging_opts.layout_seed {
1817             field_shuffle_seed ^= user_seed;
1818         }
1819
1820         for attr in tcx.get_attrs(did, sym::repr) {
1821             for r in attr::parse_repr_attr(&tcx.sess, attr) {
1822                 flags.insert(match r {
1823                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
1824                     attr::ReprPacked(pack) => {
1825                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
1826                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
1827                             min_pack.min(pack)
1828                         } else {
1829                             pack
1830                         });
1831                         ReprFlags::empty()
1832                     }
1833                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
1834                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
1835                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
1836                     attr::ReprInt(i) => {
1837                         size = Some(i);
1838                         ReprFlags::empty()
1839                     }
1840                     attr::ReprAlign(align) => {
1841                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
1842                         ReprFlags::empty()
1843                     }
1844                 });
1845             }
1846         }
1847
1848         // If `-Z randomize-layout` was enabled for the type definition then we can
1849         // consider performing layout randomization
1850         if tcx.sess.opts.debugging_opts.randomize_layout {
1851             flags.insert(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT);
1852         }
1853
1854         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
1855         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
1856             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
1857         }
1858
1859         Self { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags, field_shuffle_seed }
1860     }
1861
1862     #[inline]
1863     pub fn simd(&self) -> bool {
1864         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
1865     }
1866
1867     #[inline]
1868     pub fn c(&self) -> bool {
1869         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
1870     }
1871
1872     #[inline]
1873     pub fn packed(&self) -> bool {
1874         self.pack.is_some()
1875     }
1876
1877     #[inline]
1878     pub fn transparent(&self) -> bool {
1879         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
1880     }
1881
1882     #[inline]
1883     pub fn linear(&self) -> bool {
1884         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
1885     }
1886
1887     #[inline]
1888     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
1889         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
1890     }
1891
1892     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
1893     /// This must only be called on enums!
1894     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
1895         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
1896     }
1897
1898     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
1899     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
1900     /// single pointer.
1901     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
1902         self.c() || self.int.is_some()
1903     }
1904
1905     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
1906     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
1907     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
1908         if let Some(pack) = self.pack {
1909             if pack.bytes() == 1 {
1910                 return true;
1911             }
1912         }
1913
1914         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
1915     }
1916
1917     /// Returns `true` if this type is valid for reordering and `-Z randomize-layout`
1918     /// was enabled for its declaration crate
1919     pub fn can_randomize_type_layout(&self) -> bool {
1920         !self.inhibit_struct_field_reordering_opt()
1921             && self.flags.contains(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT)
1922     }
1923
1924     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
1925     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
1926         self.c()
1927     }
1928 }
1929
1930 impl<'tcx> FieldDef {
1931     /// Returns the type of this field. The resulting type is not normalized. The `subst` is
1932     /// typically obtained via the second field of [`TyKind::Adt`].
1933     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1934         tcx.bound_type_of(self.did).subst(tcx, subst)
1935     }
1936
1937     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1938     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1939         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.did).unwrap())
1940     }
1941 }
1942
1943 pub type Attributes<'tcx> = impl Iterator<Item = &'tcx ast::Attribute>;
1944 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
1945 pub enum ImplOverlapKind {
1946     /// These impls are always allowed to overlap.
1947     Permitted {
1948         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
1949         marker: bool,
1950     },
1951     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
1952     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
1953     ///
1954     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
1955     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
1956     ///
1957     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
1958     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
1959     ///
1960     /// ```compile_fail,(E0119)
1961     /// trait Trait {}
1962     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
1963     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
1964     /// ```
1965     ///
1966     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
1967     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
1968     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
1969     /// overlapping impls for it is sound.
1970     ///
1971     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
1972     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
1973     /// it has the following restrictions:
1974     ///
1975     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
1976     /// positive impls.
1977     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
1978     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
1979     /// marker traits.
1980     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
1981     ///
1982     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
1983     Issue33140,
1984 }
1985
1986 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
1987     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
1988         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
1989     }
1990
1991     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
1992         self.associated_items(id)
1993             .in_definition_order()
1994             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
1995     }
1996
1997     /// Look up the name of a definition across crates. This does not look at HIR.
1998     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
1999         if let Some(cnum) = def_id.as_crate_root() {
2000             Some(self.crate_name(cnum))
2001         } else {
2002             let def_key = self.def_key(def_id);
2003             match def_key.disambiguated_data.data {
2004                 // The name of a constructor is that of its parent.
2005                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self
2006                     .opt_item_name(DefId { krate: def_id.krate, index: def_key.parent.unwrap() }),
2007                 // The name of opaque types only exists in HIR.
2008                 rustc_hir::definitions::DefPathData::ImplTrait
2009                     if let Some(def_id) = def_id.as_local() =>
2010                     self.hir().opt_name(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)),
2011                 _ => def_key.get_opt_name(),
2012             }
2013         }
2014     }
2015
2016     /// Look up the name of a definition across crates. This does not look at HIR.
2017     ///
2018     /// This method will ICE if the corresponding item does not have a name.  In these cases, use
2019     /// [`opt_item_name`] instead.
2020     ///
2021     /// [`opt_item_name`]: Self::opt_item_name
2022     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2023         self.opt_item_name(id).unwrap_or_else(|| {
2024             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2025         })
2026     }
2027
2028     /// Look up the name and span of a definition.
2029     ///
2030     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
2031     pub fn opt_item_ident(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2032         let def = self.opt_item_name(def_id)?;
2033         let span = def_id
2034             .as_local()
2035             .and_then(|id| self.def_ident_span(id))
2036             .unwrap_or(rustc_span::DUMMY_SP);
2037         Some(Ident::new(def, span))
2038     }
2039
2040     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2041         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2042             Some(self.associated_item(def_id))
2043         } else {
2044             None
2045         }
2046     }
2047
2048     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2049         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2050     }
2051
2052     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2053         variant
2054             .fields
2055             .iter()
2056             .position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident(self), variant.def_id))
2057     }
2058
2059     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2060     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2061     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2062         self,
2063         def_id1: DefId,
2064         def_id2: DefId,
2065     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2066         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2067         // as one of them essentially doesn't exist.
2068         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2069             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2070         {
2071             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2072         }
2073
2074         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2075             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2076                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2077                 debug!(
2078                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2079                     def_id1, def_id2
2080                 );
2081                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2082             }
2083             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2084             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2085                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2086                 debug!(
2087                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2088                     def_id1, def_id2
2089                 );
2090                 return None;
2091             }
2092             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2093             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2094         };
2095
2096         let is_marker_overlap = {
2097             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2098                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2099                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2100             };
2101             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2102         };
2103
2104         if is_marker_overlap {
2105             debug!(
2106                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2107                 def_id1, def_id2
2108             );
2109             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2110         } else {
2111             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2112                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2113                     if self_ty1 == self_ty2 {
2114                         debug!(
2115                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2116                             def_id1, def_id2
2117                         );
2118                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2119                     } else {
2120                         debug!(
2121                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2122                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2123                         );
2124                     }
2125                 }
2126             }
2127
2128             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2129             None
2130         }
2131     }
2132
2133     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2134     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2135     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2136         match res {
2137             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2138                 let enum_did = self.parent(did);
2139                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2140             }
2141             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2142             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2143                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did);
2144                 let enum_did = self.parent(variant_did);
2145                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2146             }
2147             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2148                 let struct_did = self.parent(ctor_did);
2149                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2150             }
2151             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2152         }
2153     }
2154
2155     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2156     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2157         match instance {
2158             ty::InstanceDef::Item(def) => match self.def_kind(def.did) {
2159                 DefKind::Const
2160                 | DefKind::Static(..)
2161                 | DefKind::AssocConst
2162                 | DefKind::Ctor(..)
2163                 | DefKind::AnonConst
2164                 | DefKind::InlineConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
2165                 // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
2166                 // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
2167                 _ => {
2168                     assert_eq!(def.const_param_did, None);
2169                     self.optimized_mir(def.did)
2170                 }
2171             },
2172             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2173             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2174             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2175             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2176             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2177             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2178             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2179             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2180         }
2181     }
2182
2183     // FIXME(@lcnr): Remove this function.
2184     pub fn get_attrs_unchecked(self, did: DefId) -> &'tcx [ast::Attribute] {
2185         if let Some(did) = did.as_local() {
2186             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2187         } else {
2188             self.item_attrs(did)
2189         }
2190     }
2191
2192     /// Gets all attributes with the given name.
2193     pub fn get_attrs(self, did: DefId, attr: Symbol) -> ty::Attributes<'tcx> {
2194         let filter_fn = move |a: &&ast::Attribute| a.has_name(attr);
2195         if let Some(did) = did.as_local() {
2196             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did)).iter().filter(filter_fn)
2197         } else if cfg!(debug_assertions) && rustc_feature::is_builtin_only_local(attr) {
2198             bug!("tried to access the `only_local` attribute `{}` from an extern crate", attr);
2199         } else {
2200             self.item_attrs(did).iter().filter(filter_fn)
2201         }
2202     }
2203
2204     pub fn get_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> Option<&'tcx ast::Attribute> {
2205         self.get_attrs(did, attr).next()
2206     }
2207
2208     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2209     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2210         if cfg!(debug_assertions) && !did.is_local() && rustc_feature::is_builtin_only_local(attr) {
2211             bug!("tried to access the `only_local` attribute `{}` from an extern crate", attr);
2212         } else {
2213             self.get_attrs(did, attr).next().is_some()
2214         }
2215     }
2216
2217     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2218     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2219         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2220     }
2221
2222     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
2223     /// generator is tainted by errors.
2224     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
2225         self.optimized_mir(def_id).generator_layout()
2226     }
2227
2228     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2229     /// If it implements no trait, returns `None`.
2230     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2231         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2232     }
2233
2234     /// If the given `DefId` describes a method belonging to an impl, returns the
2235     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2236     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2237         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
2238             TraitContainer(_) => None,
2239             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2240         })
2241     }
2242
2243     /// If the given `DefId` belongs to a trait that was automatically derived, returns `true`.
2244     pub fn is_builtin_derive(self, def_id: DefId) -> bool {
2245         self.has_attr(def_id, sym::automatically_derived)
2246     }
2247
2248     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2249     /// with the name of the crate containing the impl.
2250     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2251         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
2252             Ok(self.def_span(impl_did))
2253         } else {
2254             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
2255         }
2256     }
2257
2258     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
2259     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
2260     /// definition's parent/scope to perform comparison.
2261     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
2262         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
2263         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
2264         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
2265         use_name.name == def_name.name
2266             && use_name
2267                 .span
2268                 .ctxt()
2269                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expn_that_defined(def_parent_def_id))
2270     }
2271
2272     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
2273         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope));
2274         ident
2275     }
2276
2277     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
2278         self,
2279         mut ident: Ident,
2280         scope: DefId,
2281         block: hir::HirId,
2282     ) -> (Ident, DefId) {
2283         let scope = ident
2284             .span
2285             .normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope))
2286             .and_then(|actual_expansion| actual_expansion.expn_data().parent_module)
2287             .unwrap_or_else(|| self.parent_module(block).to_def_id());
2288         (ident, scope)
2289     }
2290
2291     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
2292         self.object_safety_violations(key).is_empty()
2293     }
2294
2295     #[inline]
2296     pub fn is_const_fn_raw(self, def_id: DefId) -> bool {
2297         matches!(self.def_kind(def_id), DefKind::Fn | DefKind::AssocFn | DefKind::Ctor(..))
2298             && self.impl_constness(def_id) == hir::Constness::Const
2299     }
2300 }
2301
2302 /// Yields the parent function's `LocalDefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
2303 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<LocalDefId> {
2304     let def_id = def_id.as_local()?;
2305     if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_def_id(def_id) {
2306         if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
2307             return match opaque_ty.origin {
2308                 hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn(parent) | hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn(parent) => {
2309                     Some(parent)
2310                 }
2311                 hir::OpaqueTyOrigin::TyAlias => None,
2312             };
2313         }
2314     }
2315     None
2316 }
2317
2318 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
2319     match ity {
2320         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
2321         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
2322         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
2323         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
2324         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
2325         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
2326     }
2327 }
2328
2329 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
2330     match uty {
2331         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
2332         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
2333         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
2334         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
2335         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
2336         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
2337     }
2338 }
2339
2340 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
2341     match fty {
2342         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
2343         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
2344     }
2345 }
2346
2347 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
2348     match ity {
2349         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
2350         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
2351         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
2352         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
2353         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
2354         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
2355     }
2356 }
2357
2358 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
2359     match uty {
2360         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
2361         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
2362         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
2363         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
2364         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
2365         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
2366     }
2367 }
2368
2369 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
2370     closure::provide(providers);
2371     context::provide(providers);
2372     erase_regions::provide(providers);
2373     layout::provide(providers);
2374     util::provide(providers);
2375     print::provide(providers);
2376     super::util::bug::provide(providers);
2377     super::middle::provide(providers);
2378     *providers = ty::query::Providers {
2379         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
2380         incoherent_impls: trait_def::incoherent_impls_provider,
2381         type_uninhabited_from: inhabitedness::type_uninhabited_from,
2382         const_param_default: consts::const_param_default,
2383         vtable_allocation: vtable::vtable_allocation_provider,
2384         ..*providers
2385     };
2386 }
2387
2388 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
2389 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
2390 /// rather, you should request the vector for a specific type via
2391 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
2392 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
2393 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
2394 pub struct CrateInherentImpls {
2395     pub inherent_impls: LocalDefIdMap<Vec<DefId>>,
2396     pub incoherent_impls: FxHashMap<SimplifiedType, Vec<LocalDefId>>,
2397 }
2398
2399 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
2400 pub struct SymbolName<'tcx> {
2401     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
2402     pub name: &'tcx str,
2403 }
2404
2405 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
2406     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
2407         SymbolName {
2408             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
2409         }
2410     }
2411 }
2412
2413 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
2414     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2415         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2416     }
2417 }
2418
2419 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
2420     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2421         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2422     }
2423 }
2424
2425 #[derive(Debug, Default, Copy, Clone)]
2426 pub struct FoundRelationships {
2427     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `?T: Foo`
2428     /// obligation, where:
2429     ///
2430     ///  * `Foo` is not `Sized`
2431     ///  * `(): Foo` may be satisfied
2432     pub self_in_trait: bool,
2433     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `<_ as
2434     /// _>::AssocType = ?T`
2435     pub output: bool,
2436 }