]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
Provide a better diagnostic on failure to meet send bound on futures in a foreign...
[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 pub use adt::*;
18 pub use assoc::*;
19 pub use generics::*;
20 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
21 pub use vtable::*;
22
23 use crate::metadata::ModChild;
24 use crate::middle::privacy::AccessLevels;
25 use crate::mir::{Body, GeneratorLayout};
26 use crate::traits::{self, Reveal};
27 use crate::ty;
28 use crate::ty::fast_reject::SimplifiedType;
29 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
30 use crate::ty::util::Discr;
31 use rustc_ast as ast;
32 use rustc_attr as attr;
33 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet, FxIndexMap};
34 use rustc_data_structures::intern::{Interned, WithStableHash};
35 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
36 use rustc_data_structures::tagged_ptr::CopyTaggedPtr;
37 use rustc_hir as hir;
38 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Res};
39 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, LocalDefIdMap, CRATE_DEF_INDEX};
40 use rustc_hir::Node;
41 use rustc_macros::HashStable;
42 use rustc_query_system::ich::StableHashingContext;
43 use rustc_session::cstore::CrateStoreDyn;
44 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
45 use rustc_span::Span;
46 use rustc_target::abi::Align;
47
48 use std::fmt::Debug;
49 use std::hash::Hash;
50 use std::ops::ControlFlow;
51 use std::{fmt, str};
52
53 pub use crate::ty::diagnostics::*;
54 pub use rustc_type_ir::InferTy::*;
55 pub use rustc_type_ir::*;
56
57 pub use self::binding::BindingMode;
58 pub use self::binding::BindingMode::*;
59 pub use self::closure::{
60     is_ancestor_or_same_capture, place_to_string_for_capture, BorrowKind, CaptureInfo,
61     CapturedPlace, ClosureKind, MinCaptureInformationMap, MinCaptureList,
62     RootVariableMinCaptureList, UpvarCapture, UpvarCaptureMap, UpvarId, UpvarListMap, UpvarPath,
63     CAPTURE_STRUCT_LOCAL,
64 };
65 pub use self::consts::{
66     Const, ConstInt, ConstKind, ConstS, InferConst, ScalarInt, Unevaluated, ValTree,
67 };
68 pub use self::context::{
69     tls, CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
70     CtxtInterners, DelaySpanBugEmitted, FreeRegionInfo, GeneratorDiagnosticData,
71     GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, OnDiskCache, TyCtxt, TypeckResults, UserType,
72     UserTypeAnnotationIndex,
73 };
74 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
75 pub use self::list::List;
76 pub use self::sty::BoundRegionKind::*;
77 pub use self::sty::RegionKind::*;
78 pub use self::sty::TyKind::*;
79 pub use self::sty::{
80     Binder, BoundRegion, BoundRegionKind, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, BoundVariableKind,
81     CanonicalPolyFnSig, ClosureSubsts, ClosureSubstsParts, ConstVid, EarlyBoundRegion,
82     ExistentialPredicate, ExistentialProjection, ExistentialTraitRef, FnSig, FreeRegion, GenSig,
83     GeneratorSubsts, GeneratorSubstsParts, InlineConstSubsts, InlineConstSubstsParts, ParamConst,
84     ParamTy, PolyExistentialProjection, PolyExistentialTraitRef, PolyFnSig, PolyGenSig,
85     PolyTraitRef, ProjectionTy, Region, RegionKind, RegionVid, TraitRef, TyKind, TypeAndMut,
86     UpvarSubsts, VarianceDiagInfo,
87 };
88 pub use self::trait_def::TraitDef;
89
90 pub mod _match;
91 pub mod adjustment;
92 pub mod binding;
93 pub mod cast;
94 pub mod codec;
95 pub mod error;
96 pub mod fast_reject;
97 pub mod flags;
98 pub mod fold;
99 pub mod inhabitedness;
100 pub mod layout;
101 pub mod normalize_erasing_regions;
102 pub mod print;
103 pub mod query;
104 pub mod relate;
105 pub mod subst;
106 pub mod trait_def;
107 pub mod util;
108 pub mod vtable;
109 pub mod walk;
110
111 mod adt;
112 mod assoc;
113 mod closure;
114 mod consts;
115 mod context;
116 mod diagnostics;
117 mod erase_regions;
118 mod generics;
119 mod impls_ty;
120 mod instance;
121 mod list;
122 mod structural_impls;
123 mod sty;
124
125 // Data types
126
127 pub type RegisteredTools = FxHashSet<Ident>;
128
129 #[derive(Debug)]
130 pub struct ResolverOutputs {
131     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
132     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
133     pub visibilities: FxHashMap<LocalDefId, Visibility>,
134     pub access_levels: AccessLevels,
135     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
136     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
137     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
138     pub reexport_map: FxHashMap<LocalDefId, Vec<ModChild>>,
139     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
140     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
141     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
142     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
143     pub main_def: Option<MainDefinition>,
144     pub trait_impls: FxIndexMap<DefId, Vec<LocalDefId>>,
145     /// A list of proc macro LocalDefIds, written out in the order in which
146     /// they are declared in the static array generated by proc_macro_harness.
147     pub proc_macros: Vec<LocalDefId>,
148     /// Mapping from ident span to path span for paths that don't exist as written, but that
149     /// exist under `std`. For example, wrote `str::from_utf8` instead of `std::str::from_utf8`.
150     pub confused_type_with_std_module: FxHashMap<Span, Span>,
151     pub registered_tools: RegisteredTools,
152 }
153
154 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
155 pub struct MainDefinition {
156     pub res: Res<ast::NodeId>,
157     pub is_import: bool,
158     pub span: Span,
159 }
160
161 impl MainDefinition {
162     pub fn opt_fn_def_id(self) -> Option<DefId> {
163         if let Res::Def(DefKind::Fn, def_id) = self.res { Some(def_id) } else { None }
164     }
165 }
166
167 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
168 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
169 /// bounds / where-clauses).
170 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
171 pub struct ImplHeader<'tcx> {
172     pub impl_def_id: DefId,
173     pub self_ty: Ty<'tcx>,
174     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
175     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
176 }
177
178 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
179 pub enum ImplSubject<'tcx> {
180     Trait(TraitRef<'tcx>),
181     Inherent(Ty<'tcx>),
182 }
183
184 #[derive(
185     Copy,
186     Clone,
187     PartialEq,
188     Eq,
189     Hash,
190     TyEncodable,
191     TyDecodable,
192     HashStable,
193     Debug,
194     TypeFoldable
195 )]
196 pub enum ImplPolarity {
197     /// `impl Trait for Type`
198     Positive,
199     /// `impl !Trait for Type`
200     Negative,
201     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
202     ///
203     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
204     /// See #64631 for details.
205     Reservation,
206 }
207
208 impl ImplPolarity {
209     /// Flips polarity by turning `Positive` into `Negative` and `Negative` into `Positive`.
210     pub fn flip(&self) -> Option<ImplPolarity> {
211         match self {
212             ImplPolarity::Positive => Some(ImplPolarity::Negative),
213             ImplPolarity::Negative => Some(ImplPolarity::Positive),
214             ImplPolarity::Reservation => None,
215         }
216     }
217 }
218
219 impl fmt::Display for ImplPolarity {
220     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
221         match self {
222             Self::Positive => f.write_str("positive"),
223             Self::Negative => f.write_str("negative"),
224             Self::Reservation => f.write_str("reservation"),
225         }
226     }
227 }
228
229 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
230 pub enum Visibility {
231     /// Visible everywhere (including in other crates).
232     Public,
233     /// Visible only in the given crate-local module.
234     Restricted(DefId),
235     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
236     Invisible,
237 }
238
239 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
240 pub enum BoundConstness {
241     /// `T: Trait`
242     NotConst,
243     /// `T: ~const Trait`
244     ///
245     /// Requires resolving to const only when we are in a const context.
246     ConstIfConst,
247 }
248
249 impl BoundConstness {
250     /// Reduce `self` and `constness` to two possible combined states instead of four.
251     pub fn and(&mut self, constness: hir::Constness) -> hir::Constness {
252         match (constness, self) {
253             (hir::Constness::Const, BoundConstness::ConstIfConst) => hir::Constness::Const,
254             (_, this) => {
255                 *this = BoundConstness::NotConst;
256                 hir::Constness::NotConst
257             }
258         }
259     }
260 }
261
262 impl fmt::Display for BoundConstness {
263     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
264         match self {
265             Self::NotConst => f.write_str("normal"),
266             Self::ConstIfConst => f.write_str("`~const`"),
267         }
268     }
269 }
270
271 #[derive(
272     Clone,
273     Debug,
274     PartialEq,
275     Eq,
276     Copy,
277     Hash,
278     TyEncodable,
279     TyDecodable,
280     HashStable,
281     TypeFoldable
282 )]
283 pub struct ClosureSizeProfileData<'tcx> {
284     /// Tuple containing the types of closure captures before the feature `capture_disjoint_fields`
285     pub before_feature_tys: Ty<'tcx>,
286     /// Tuple containing the types of closure captures after the feature `capture_disjoint_fields`
287     pub after_feature_tys: Ty<'tcx>,
288 }
289
290 pub trait DefIdTree: Copy {
291     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
292
293     #[inline]
294     fn local_parent(self, id: LocalDefId) -> Option<LocalDefId> {
295         Some(self.parent(id.to_def_id())?.expect_local())
296     }
297
298     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
299         if descendant.krate != ancestor.krate {
300             return false;
301         }
302
303         while descendant != ancestor {
304             match self.parent(descendant) {
305                 Some(parent) => descendant = parent,
306                 None => return false,
307             }
308         }
309         true
310     }
311 }
312
313 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
314     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
315         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
316     }
317 }
318
319 impl Visibility {
320     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
321         match visibility.node {
322             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
323             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
324             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
325                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
326                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
327                 Res::Err => Visibility::Public,
328                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
329             },
330             hir::VisibilityKind::Inherited => {
331                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
332             }
333         }
334     }
335
336     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
337     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
338         let restriction = match self {
339             // Public items are visible everywhere.
340             Visibility::Public => return true,
341             // Private items from other crates are visible nowhere.
342             Visibility::Invisible => return false,
343             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
344             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
345             Visibility::Restricted(module) => module,
346         };
347
348         tree.is_descendant_of(module, restriction)
349     }
350
351     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
352     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
353         let vis_restriction = match vis {
354             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
355             Visibility::Invisible => return true,
356             Visibility::Restricted(module) => module,
357         };
358
359         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
360     }
361
362     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
363     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
364         match self {
365             Visibility::Public => true,
366             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
367             Visibility::Invisible => false,
368         }
369     }
370
371     pub fn is_public(self) -> bool {
372         matches!(self, Visibility::Public)
373     }
374 }
375
376 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
377 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
378 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
379 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
380 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
381 /// item.
382 #[derive(HashStable, Debug)]
383 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
384     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
385     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
386     /// entry.
387     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
388 }
389
390 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
391 // the types of AST nodes.
392 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
393 pub struct CReaderCacheKey {
394     pub cnum: Option<CrateNum>,
395     pub pos: usize,
396 }
397
398 /// Represents a type.
399 ///
400 /// IMPORTANT:
401 /// - This is a very "dumb" struct (with no derives and no `impls`).
402 /// - Values of this type are always interned and thus unique, and are stored
403 ///   as an `Interned<TyS>`.
404 /// - `Ty` (which contains a reference to a `Interned<TyS>`) or `Interned<TyS>`
405 ///   should be used everywhere instead of `TyS`. In particular, `Ty` has most
406 ///   of the relevant methods.
407 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
408 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
409 crate struct TyS<'tcx> {
410     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
411     /// Use `Ty::kind()` instead.
412     kind: TyKind<'tcx>,
413
414     /// This field provides fast access to information that is also contained
415     /// in `kind`.
416     ///
417     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
418     /// Use `Ty::flags()` instead.
419     flags: TypeFlags,
420
421     /// This field provides fast access to information that is also contained
422     /// in `kind`.
423     ///
424     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
425     /// binder such that
426     ///
427     /// (a) the binder itself captures nothing but
428     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
429     ///     by some sub-binder.
430     ///
431     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
432     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
433     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
434     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
435     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
436     /// by an inner binder.
437     ///
438     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
439     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
440     /// (exclusive).
441     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
442 }
443
444 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
445 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
446 static_assert_size!(TyS<'_>, 40);
447
448 // We are actually storing a stable hash cache next to the type, so let's
449 // also check the full size
450 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
451 static_assert_size!(WithStableHash<TyS<'_>>, 56);
452
453 /// Use this rather than `TyS`, whenever possible.
454 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
455 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
456 #[rustc_pass_by_value]
457 pub struct Ty<'tcx>(Interned<'tcx, WithStableHash<TyS<'tcx>>>);
458
459 // Statics only used for internal testing.
460 pub static BOOL_TY: Ty<'static> = Ty(Interned::new_unchecked(&WithStableHash {
461     internee: BOOL_TYS,
462     stable_hash: Fingerprint::ZERO,
463 }));
464 const BOOL_TYS: TyS<'static> = TyS {
465     kind: ty::Bool,
466     flags: TypeFlags::empty(),
467     outer_exclusive_binder: DebruijnIndex::from_usize(0),
468 };
469
470 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
471     #[inline]
472     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
473         let TyS {
474             kind,
475
476             // The other fields just provide fast access to information that is
477             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
478             flags: _,
479
480             outer_exclusive_binder: _,
481         } = self;
482
483         kind.hash_stable(hcx, hasher)
484     }
485 }
486
487 impl ty::EarlyBoundRegion {
488     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
489     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
490     pub fn has_name(&self) -> bool {
491         self.name != kw::UnderscoreLifetime
492     }
493 }
494
495 /// Represents a predicate.
496 ///
497 /// See comments on `TyS`, which apply here too (albeit for
498 /// `PredicateS`/`Predicate` rather than `TyS`/`Ty`).
499 #[derive(Debug)]
500 crate struct PredicateS<'tcx> {
501     kind: Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>,
502     flags: TypeFlags,
503     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
504     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
505 }
506
507 // This type is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
508 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
509 static_assert_size!(PredicateS<'_>, 56);
510
511 /// Use this rather than `PredicateS`, whenever possible.
512 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
513 #[rustc_pass_by_value]
514 pub struct Predicate<'tcx>(Interned<'tcx, PredicateS<'tcx>>);
515
516 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
517     /// Gets the inner `Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>`.
518     #[inline]
519     pub fn kind(self) -> Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
520         self.0.kind
521     }
522
523     #[inline(always)]
524     pub fn flags(self) -> TypeFlags {
525         self.0.flags
526     }
527
528     #[inline(always)]
529     pub fn outer_exclusive_binder(self) -> DebruijnIndex {
530         self.0.outer_exclusive_binder
531     }
532
533     /// Flips the polarity of a Predicate.
534     ///
535     /// Given `T: Trait` predicate it returns `T: !Trait` and given `T: !Trait` returns `T: Trait`.
536     pub fn flip_polarity(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Predicate<'tcx>> {
537         let kind = self
538             .kind()
539             .map_bound(|kind| match kind {
540                 PredicateKind::Trait(TraitPredicate { trait_ref, constness, polarity }) => {
541                     Some(PredicateKind::Trait(TraitPredicate {
542                         trait_ref,
543                         constness,
544                         polarity: polarity.flip()?,
545                     }))
546                 }
547
548                 _ => None,
549             })
550             .transpose()?;
551
552         Some(tcx.mk_predicate(kind))
553     }
554 }
555
556 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
557     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
558         let PredicateS {
559             ref kind,
560
561             // The other fields just provide fast access to information that is
562             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
563             flags: _,
564             outer_exclusive_binder: _,
565         } = self.0.0;
566
567         kind.hash_stable(hcx, hasher);
568     }
569 }
570
571 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
572 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
573 pub enum PredicateKind<'tcx> {
574     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
575     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
576     /// would be the type parameters.
577     Trait(TraitPredicate<'tcx>),
578
579     /// `where 'a: 'b`
580     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
581
582     /// `where T: 'a`
583     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
584
585     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
586     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
587     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
588
589     /// No syntax: `T` well-formed.
590     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
591
592     /// Trait must be object-safe.
593     ObjectSafe(DefId),
594
595     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
596     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
597     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
598     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
599
600     /// `T1 <: T2`
601     ///
602     /// This obligation is created most often when we have two
603     /// unresolved type variables and hence don't have enough
604     /// information to process the subtyping obligation yet.
605     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
606
607     /// `T1` coerced to `T2`
608     ///
609     /// Like a subtyping obligation, this is created most often
610     /// when we have two unresolved type variables and hence
611     /// don't have enough information to process the coercion
612     /// obligation yet. At the moment, we actually process coercions
613     /// very much like subtyping and don't handle the full coercion
614     /// logic.
615     Coerce(CoercePredicate<'tcx>),
616
617     /// Constant initializer must evaluate successfully.
618     ConstEvaluatable(ty::Unevaluated<'tcx, ()>),
619
620     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
621     ConstEquate(Const<'tcx>, Const<'tcx>),
622
623     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
624     ///
625     /// Only used for Chalk.
626     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
627 }
628
629 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
630 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
631 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
632 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
633 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
634 /// item.
635 #[derive(HashStable, Debug)]
636 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
637     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
638     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
639     /// bounds, it will have no entry.
640     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
641 }
642
643 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
644     /// Performs a substitution suitable for going from a
645     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
646     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
647     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
648     /// lengthy comment below for details.
649     pub fn subst_supertrait(
650         self,
651         tcx: TyCtxt<'tcx>,
652         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
653     ) -> Predicate<'tcx> {
654         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
655         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
656         //
657         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
658         //
659         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
660         //     trait Bar<'b,'c> { }
661         //
662         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
663         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
664         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
665         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
666         // normal substitution.
667         //
668         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
669         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
670         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
671         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
672         // `'a`.
673         //
674         // Another example to be careful of is this:
675         //
676         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
677         //     trait Bar1<'b,'c> { }
678         //
679         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
680         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
681         // reason is similar to the previous example: any impl of
682         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
683         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
684         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
685         //
686         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
687         // consider the more complicated scenario:
688         //
689         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
690         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
691         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
692         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
693         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
694         // - The supertrait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
695         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
696         //   DB index of 1.
697         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
698         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
699         //   just as we wanted.
700         //
701         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
702         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
703         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
704         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
705         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
706         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
707         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
708         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
709         // rather than the trait reference itself (put another way, the
710         // substitution code expects equal binding levels in the values
711         // from the substitution and the value being substituted into, and
712         // this trick achieves that).
713
714         // Working through the second example:
715         // trait_ref: for<'x> T: Foo1<'^0.0>; substs: [T, '^0.0]
716         // predicate: for<'b> Self: Bar1<'a, '^0.0>; substs: [Self, 'a, '^0.0]
717         // We want to end up with:
718         //     for<'x, 'b> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
719         // To do this:
720         // 1) We must shift all bound vars in predicate by the length
721         //    of trait ref's bound vars. So, we would end up with predicate like
722         //    Self: Bar1<'a, '^0.1>
723         // 2) We can then apply the trait substs to this, ending up with
724         //    T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
725         // 3) Finally, to create the final bound vars, we concatenate the bound
726         //    vars of the trait ref with those of the predicate:
727         //    ['x, 'b]
728         let bound_pred = self.kind();
729         let pred_bound_vars = bound_pred.bound_vars();
730         let trait_bound_vars = trait_ref.bound_vars();
731         // 1) Self: Bar1<'a, '^0.0> -> Self: Bar1<'a, '^0.1>
732         let shifted_pred =
733             tcx.shift_bound_var_indices(trait_bound_vars.len(), bound_pred.skip_binder());
734         // 2) Self: Bar1<'a, '^0.1> -> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
735         let new = shifted_pred.subst(tcx, trait_ref.skip_binder().substs);
736         // 3) ['x] + ['b] -> ['x, 'b]
737         let bound_vars =
738             tcx.mk_bound_variable_kinds(trait_bound_vars.iter().chain(pred_bound_vars));
739         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind_with_vars(new, bound_vars))
740     }
741 }
742
743 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
744 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
745 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
746     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
747
748     pub constness: BoundConstness,
749
750     /// If polarity is Positive: we are proving that the trait is implemented.
751     ///
752     /// If polarity is Negative: we are proving that a negative impl of this trait
753     /// exists. (Note that coherence also checks whether negative impls of supertraits
754     /// exist via a series of predicates.)
755     ///
756     /// If polarity is Reserved: that's a bug.
757     pub polarity: ImplPolarity,
758 }
759
760 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TraitPredicate<'tcx>>;
761
762 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
763     pub fn remap_constness(&mut self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: &mut ParamEnv<'tcx>) {
764         if unlikely!(Some(self.trait_ref.def_id) == tcx.lang_items().drop_trait()) {
765             // remap without changing constness of this predicate.
766             // this is because `T: ~const Drop` has a different meaning to `T: Drop`
767             // FIXME(fee1-dead): remove this logic after beta bump
768             param_env.remap_constness_with(self.constness)
769         } else {
770             *param_env = param_env.with_constness(self.constness.and(param_env.constness()))
771         }
772     }
773
774     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
775     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
776         // this is different to `remap_constness` that callees want to print this predicate
777         // in case of selection errors. `T: ~const Drop` bounds cannot end up here when the
778         // param_env is not const because we it is always satisfied in non-const contexts.
779         if let hir::Constness::NotConst = param_env.constness() {
780             self.constness = ty::BoundConstness::NotConst;
781         }
782     }
783
784     pub fn def_id(self) -> DefId {
785         self.trait_ref.def_id
786     }
787
788     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
789         self.trait_ref.self_ty()
790     }
791
792     #[inline]
793     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
794         self.constness == BoundConstness::ConstIfConst
795     }
796 }
797
798 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
799     pub fn def_id(self) -> DefId {
800         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
801         self.skip_binder().def_id()
802     }
803
804     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
805         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
806     }
807
808     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
809     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
810         *self = self.map_bound(|mut p| {
811             p.remap_constness_diag(param_env);
812             p
813         });
814     }
815
816     #[inline]
817     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
818         self.skip_binder().is_const_if_const()
819     }
820 }
821
822 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
823 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
824 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
825 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
826 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
827 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
828 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
829
830 /// Encodes that `a` must be a subtype of `b`. The `a_is_expected` flag indicates
831 /// whether the `a` type is the type that we should label as "expected" when
832 /// presenting user diagnostics.
833 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
834 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
835 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
836     pub a_is_expected: bool,
837     pub a: Ty<'tcx>,
838     pub b: Ty<'tcx>,
839 }
840 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, SubtypePredicate<'tcx>>;
841
842 /// Encodes that we have to coerce *from* the `a` type to the `b` type.
843 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
844 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
845 pub struct CoercePredicate<'tcx> {
846     pub a: Ty<'tcx>,
847     pub b: Ty<'tcx>,
848 }
849 pub type PolyCoercePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, CoercePredicate<'tcx>>;
850
851 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord, TyEncodable, TyDecodable)]
852 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
853 pub enum Term<'tcx> {
854     Ty(Ty<'tcx>),
855     Const(Const<'tcx>),
856 }
857
858 impl<'tcx> From<Ty<'tcx>> for Term<'tcx> {
859     fn from(ty: Ty<'tcx>) -> Self {
860         Term::Ty(ty)
861     }
862 }
863
864 impl<'tcx> From<Const<'tcx>> for Term<'tcx> {
865     fn from(c: Const<'tcx>) -> Self {
866         Term::Const(c)
867     }
868 }
869
870 impl<'tcx> Term<'tcx> {
871     pub fn ty(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
872         if let Term::Ty(ty) = self { Some(*ty) } else { None }
873     }
874     pub fn ct(&self) -> Option<Const<'tcx>> {
875         if let Term::Const(c) = self { Some(*c) } else { None }
876     }
877 }
878
879 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
880 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
881 ///
882 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
883 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
884 ///
885 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
886 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
887 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
888 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
889 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
890 /// instances to normalize the LHS.
891 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
892 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
893 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
894     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
895     pub term: Term<'tcx>,
896 }
897
898 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<'tcx, ProjectionPredicate<'tcx>>;
899
900 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
901     /// Returns the `DefId` of the trait of the associated item being projected.
902     #[inline]
903     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
904         self.skip_binder().projection_ty.trait_def_id(tcx)
905     }
906
907     /// Get the [PolyTraitRef] required for this projection to be well formed.
908     /// Note that for generic associated types the predicates of the associated
909     /// type also need to be checked.
910     #[inline]
911     pub fn required_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
912         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
913         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
914         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
915         // return value, so we are preserving the number of binding
916         // levels.
917         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
918     }
919
920     pub fn term(&self) -> Binder<'tcx, Term<'tcx>> {
921         self.map_bound(|predicate| predicate.term)
922     }
923
924     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
925     ///
926     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
927     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
928     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
929         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
930         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
931     }
932 }
933
934 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
935     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
936 }
937
938 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
939     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
940         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
941     }
942 }
943
944 pub trait ToPredicate<'tcx> {
945     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
946 }
947
948 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
949     #[inline(always)]
950     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
951         tcx.mk_predicate(self)
952     }
953 }
954
955 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
956     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
957         self.map_bound(PredicateKind::Trait).to_predicate(tcx)
958     }
959 }
960
961 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
962     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
963         self.map_bound(PredicateKind::RegionOutlives).to_predicate(tcx)
964     }
965 }
966
967 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
968     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
969         self.map_bound(PredicateKind::TypeOutlives).to_predicate(tcx)
970     }
971 }
972
973 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
974     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
975         self.map_bound(PredicateKind::Projection).to_predicate(tcx)
976     }
977 }
978
979 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
980     pub fn to_opt_poly_trait_pred(self) -> Option<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
981         let predicate = self.kind();
982         match predicate.skip_binder() {
983             PredicateKind::Trait(t) => Some(predicate.rebind(t)),
984             PredicateKind::Projection(..)
985             | PredicateKind::Subtype(..)
986             | PredicateKind::Coerce(..)
987             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
988             | PredicateKind::WellFormed(..)
989             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
990             | PredicateKind::ClosureKind(..)
991             | PredicateKind::TypeOutlives(..)
992             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
993             | PredicateKind::ConstEquate(..)
994             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
995         }
996     }
997
998     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
999         let predicate = self.kind();
1000         match predicate.skip_binder() {
1001             PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(predicate.rebind(data)),
1002             PredicateKind::Trait(..)
1003             | PredicateKind::Projection(..)
1004             | PredicateKind::Subtype(..)
1005             | PredicateKind::Coerce(..)
1006             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1007             | PredicateKind::WellFormed(..)
1008             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1009             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1010             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1011             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1012             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1013         }
1014     }
1015 }
1016
1017 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1018 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1019 /// where-clauses. You can obtain an `InstantiatedPredicates` list from a
1020 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1021 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1022 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1023 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1024 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1025 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1026 /// their values.
1027 ///
1028 /// Example:
1029 ///
1030 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1031 ///
1032 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1033 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1034 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1035 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1036 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1037 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1038     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1039     pub spans: Vec<Span>,
1040 }
1041
1042 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1043     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1044         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1045     }
1046
1047     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1048         self.predicates.is_empty()
1049     }
1050 }
1051
1052 #[derive(
1053     Copy,
1054     Clone,
1055     Debug,
1056     PartialEq,
1057     Eq,
1058     HashStable,
1059     TyEncodable,
1060     TyDecodable,
1061     TypeFoldable,
1062     Lift
1063 )]
1064 pub struct OpaqueTypeKey<'tcx> {
1065     pub def_id: DefId,
1066     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1067 }
1068
1069 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1070 pub struct OpaqueHiddenType<'tcx> {
1071     /// The span of this particular definition of the opaque type. So
1072     /// for example:
1073     ///
1074     /// ```ignore (incomplete snippet)
1075     /// type Foo = impl Baz;
1076     /// fn bar() -> Foo {
1077     /// //          ^^^ This is the span we are looking for!
1078     /// }
1079     /// ```
1080     ///
1081     /// In cases where the fn returns `(impl Trait, impl Trait)` or
1082     /// other such combinations, the result is currently
1083     /// over-approximated, but better than nothing.
1084     pub span: Span,
1085
1086     /// The type variable that represents the value of the opaque type
1087     /// that we require. In other words, after we compile this function,
1088     /// we will be created a constraint like:
1089     ///
1090     ///     Foo<'a, T> = ?C
1091     ///
1092     /// where `?C` is the value of this type variable. =) It may
1093     /// naturally refer to the type and lifetime parameters in scope
1094     /// in this function, though ultimately it should only reference
1095     /// those that are arguments to `Foo` in the constraint above. (In
1096     /// other words, `?C` should not include `'b`, even though it's a
1097     /// lifetime parameter on `foo`.)
1098     pub ty: Ty<'tcx>,
1099 }
1100
1101 impl<'tcx> OpaqueHiddenType<'tcx> {
1102     pub fn report_mismatch(&self, other: &Self, tcx: TyCtxt<'tcx>) {
1103         // Found different concrete types for the opaque type.
1104         let mut err = tcx.sess.struct_span_err(
1105             other.span,
1106             "concrete type differs from previous defining opaque type use",
1107         );
1108         err.span_label(other.span, format!("expected `{}`, got `{}`", self.ty, other.ty));
1109         if self.span == other.span {
1110             err.span_label(
1111                 self.span,
1112                 "this expression supplies two conflicting concrete types for the same opaque type",
1113             );
1114         } else {
1115             err.span_note(self.span, "previous use here");
1116         }
1117         err.emit();
1118     }
1119 }
1120
1121 rustc_index::newtype_index! {
1122     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1123     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1124     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1125     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1126     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1127     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1128     /// new names.
1129     ///
1130     /// To make this more concrete, consider this program:
1131     ///
1132     /// ```
1133     /// struct Foo { }
1134     /// fn bar<T>(x: T) {
1135     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1136     /// }
1137     /// ```
1138     ///
1139     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1140     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1141     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1142     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1143     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1144     /// name it inside the fn type but not outside.
1145     ///
1146     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1147     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1148     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1149     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1150     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1151     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1152     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1153     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1154     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1155     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1156     /// use for checking generic functions.
1157     pub struct UniverseIndex {
1158         derive [HashStable]
1159         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1160     }
1161 }
1162
1163 impl UniverseIndex {
1164     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1165
1166     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1167     /// is considered to extend all previous universes. This
1168     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1169     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1170     ///
1171     /// ```
1172     /// for<'a> fn(&'a u32)
1173     /// ```
1174     ///
1175     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1176     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1177     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1178     /// `U` because it was not in scope there.
1179     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1180         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1181     }
1182
1183     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1184     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1185     /// `other` (`self >= other`).
1186     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1187         self.private >= other.private
1188     }
1189
1190     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1191     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1192     /// those in `other` (`self < other`).
1193     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1194         self.private < other.private
1195     }
1196 }
1197
1198 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
1199 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
1200 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
1201 /// another.
1202 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1203 pub struct Placeholder<T> {
1204     pub universe: UniverseIndex,
1205     pub name: T,
1206 }
1207
1208 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1209 where
1210     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1211 {
1212     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1213         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1214         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1215     }
1216 }
1217
1218 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1219
1220 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1221
1222 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1223 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1224 pub struct BoundConst<'tcx> {
1225     pub var: BoundVar,
1226     pub ty: Ty<'tcx>,
1227 }
1228
1229 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundConst<'tcx>>;
1230
1231 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1232 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1233 ///
1234 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1235 /// which cause cycle errors.
1236 ///
1237 /// ```rust
1238 /// struct A;
1239 /// impl A {
1240 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1241 ///     //           ^ const parameter
1242 /// }
1243 /// struct B;
1244 /// impl B {
1245 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1246 ///     //           ^ const parameter
1247 /// }
1248 ///
1249 /// fn main() {
1250 ///     let a = A;
1251 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1252 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1253 /// }
1254 /// ```
1255 ///
1256 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1257 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1258 ///
1259 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1260 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1261 /// requires us to evaluate the const argument.
1262 ///
1263 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1264 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1265 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1266 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1267 /// which results in a cycle.
1268 ///
1269 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1270 ///
1271 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1272 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1273 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1274 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1275 /// trivial to compute.
1276 ///
1277 /// If we now want to use that constant in a place which potentially needs its type
1278 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1279 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1280 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1281 /// to get the type of `did`.
1282 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1283 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1284 #[derive(Hash, HashStable)]
1285 pub struct WithOptConstParam<T> {
1286     pub did: T,
1287     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1288     /// a const argument.
1289     ///
1290     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1291     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1292     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1293     pub const_param_did: Option<DefId>,
1294 }
1295
1296 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1297     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1298     #[inline(always)]
1299     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1300         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1301     }
1302 }
1303
1304 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1305     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1306     /// `None` otherwise.
1307     #[inline(always)]
1308     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1309         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1310     }
1311
1312     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1313     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1314     #[inline(always)]
1315     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1316         if self.const_param_did.is_none() {
1317             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1318                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1319             }
1320         }
1321
1322         None
1323     }
1324
1325     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1326         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1327     }
1328
1329     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1330         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1331     }
1332 }
1333
1334 impl WithOptConstParam<DefId> {
1335     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1336         self.did
1337             .as_local()
1338             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1339     }
1340
1341     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1342         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1343             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1344                 return Some((did, param_did));
1345             }
1346         }
1347
1348         None
1349     }
1350
1351     pub fn is_local(self) -> bool {
1352         self.did.is_local()
1353     }
1354
1355     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1356         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1357     }
1358 }
1359
1360 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1361 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1362 /// particular point.
1363 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1364 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1365     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1366     ///
1367     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1368     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1369     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1370     ///
1371     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1372     ///
1373     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1374     /// want `Reveal::All`.
1375     ///
1376     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1377     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, ParamTag, true>,
1378 }
1379
1380 #[derive(Copy, Clone)]
1381 struct ParamTag {
1382     reveal: traits::Reveal,
1383     constness: hir::Constness,
1384 }
1385
1386 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for ParamTag {
1387     const BITS: usize = 2;
1388     #[inline]
1389     fn into_usize(self) -> usize {
1390         match self {
1391             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst } => 0,
1392             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst } => 1,
1393             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const } => 2,
1394             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const } => 3,
1395         }
1396     }
1397     #[inline]
1398     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1399         match ptr {
1400             0 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst },
1401             1 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst },
1402             2 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const },
1403             3 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const },
1404             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1405         }
1406     }
1407 }
1408
1409 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1410     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1411         f.debug_struct("ParamEnv")
1412             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1413             .field("reveal", &self.reveal())
1414             .field("constness", &self.constness())
1415             .finish()
1416     }
1417 }
1418
1419 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1420     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1421         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1422         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1423         self.constness().hash_stable(hcx, hasher);
1424     }
1425 }
1426
1427 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1428     fn try_super_fold_with<F: ty::fold::FallibleTypeFolder<'tcx>>(
1429         self,
1430         folder: &mut F,
1431     ) -> Result<Self, F::Error> {
1432         Ok(ParamEnv::new(
1433             self.caller_bounds().try_fold_with(folder)?,
1434             self.reveal().try_fold_with(folder)?,
1435             self.constness().try_fold_with(folder)?,
1436         ))
1437     }
1438
1439     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1440         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1441         self.reveal().visit_with(visitor)?;
1442         self.constness().visit_with(visitor)
1443     }
1444 }
1445
1446 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1447     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1448     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1449     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1450     /// type-checking.
1451     #[inline]
1452     pub fn empty() -> Self {
1453         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, hir::Constness::NotConst)
1454     }
1455
1456     #[inline]
1457     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1458         self.packed.pointer()
1459     }
1460
1461     #[inline]
1462     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1463         self.packed.tag().reveal
1464     }
1465
1466     #[inline]
1467     pub fn constness(self) -> hir::Constness {
1468         self.packed.tag().constness
1469     }
1470
1471     #[inline]
1472     pub fn is_const(self) -> bool {
1473         self.packed.tag().constness == hir::Constness::Const
1474     }
1475
1476     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1477     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1478     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1479     /// environments like codegen or doing optimizations.
1480     ///
1481     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1482     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1483     #[inline]
1484     pub fn reveal_all() -> Self {
1485         Self::new(List::empty(), Reveal::All, hir::Constness::NotConst)
1486     }
1487
1488     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1489     #[inline]
1490     pub fn new(
1491         caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>,
1492         reveal: Reveal,
1493         constness: hir::Constness,
1494     ) -> Self {
1495         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, ParamTag { reveal, constness }) }
1496     }
1497
1498     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1499         self.packed.set_tag(ParamTag { reveal: Reveal::UserFacing, ..self.packed.tag() });
1500         self
1501     }
1502
1503     #[inline]
1504     pub fn with_constness(mut self, constness: hir::Constness) -> Self {
1505         self.packed.set_tag(ParamTag { constness, ..self.packed.tag() });
1506         self
1507     }
1508
1509     #[inline]
1510     pub fn with_const(mut self) -> Self {
1511         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::Const, ..self.packed.tag() });
1512         self
1513     }
1514
1515     #[inline]
1516     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1517         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::NotConst, ..self.packed.tag() });
1518         self
1519     }
1520
1521     #[inline]
1522     pub fn remap_constness_with(&mut self, mut constness: ty::BoundConstness) {
1523         *self = self.with_constness(constness.and(self.constness()))
1524     }
1525
1526     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1527     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1528     /// (even for associated types that are specializable). This is
1529     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1530     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1531     /// which is the default.
1532     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1533     /// will be normalized to their underlying types.
1534     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1535     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1536         if self.packed.tag().reveal == traits::Reveal::All {
1537             return self;
1538         }
1539
1540         ParamEnv::new(
1541             tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()),
1542             Reveal::All,
1543             self.constness(),
1544         )
1545     }
1546
1547     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1548     #[inline]
1549     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1550         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.constness())
1551     }
1552
1553     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1554     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1555     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1556     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1557     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1558     /// invisible.
1559     ///
1560     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1561     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1562     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1563     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1564     /// although the surrounding function is never reachable.
1565     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1566         match self.reveal() {
1567             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1568
1569             Reveal::All => {
1570                 if value.is_global() {
1571                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1572                 } else {
1573                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1574                 }
1575             }
1576         }
1577     }
1578 }
1579
1580 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1581 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1582 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
1583     #[inline]
1584     pub fn with_constness(self, constness: BoundConstness) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1585         self.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate {
1586             trait_ref,
1587             constness,
1588             polarity: ty::ImplPolarity::Positive,
1589         })
1590     }
1591
1592     #[inline]
1593     pub fn without_const(self) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1594         self.with_constness(BoundConstness::NotConst)
1595     }
1596 }
1597
1598 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1599 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1600     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1601     pub value: T,
1602 }
1603
1604 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1605     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1606         (self.param_env, self.value)
1607     }
1608
1609     #[inline]
1610     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1611         self.param_env = self.param_env.without_const();
1612         self
1613     }
1614 }
1615
1616 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1617 where
1618     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1619 {
1620     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1621         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1622
1623         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1624         value.hash_stable(hcx, hasher);
1625     }
1626 }
1627
1628 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1629 pub struct Destructor {
1630     /// The `DefId` of the destructor method
1631     pub did: DefId,
1632     /// The constness of the destructor method
1633     pub constness: hir::Constness,
1634 }
1635
1636 bitflags! {
1637     #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1638     pub struct VariantFlags: u32 {
1639         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1640         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1641         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1642         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1643         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1644         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1645     }
1646 }
1647
1648 /// Definition of a variant -- a struct's fields or an enum variant.
1649 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1650 pub struct VariantDef {
1651     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1652     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1653     pub def_id: DefId,
1654     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1655     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1656     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1657     /// Variant or struct name.
1658     pub name: Symbol,
1659     /// Discriminant of this variant.
1660     pub discr: VariantDiscr,
1661     /// Fields of this variant.
1662     pub fields: Vec<FieldDef>,
1663     /// Type of constructor of variant.
1664     pub ctor_kind: CtorKind,
1665     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1666     flags: VariantFlags,
1667 }
1668
1669 impl VariantDef {
1670     /// Creates a new `VariantDef`.
1671     ///
1672     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1673     /// represents an enum variant).
1674     ///
1675     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1676     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1677     ///
1678     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1679     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1680     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1681     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1682     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1683     ///
1684     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1685     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1686     pub fn new(
1687         name: Symbol,
1688         variant_did: Option<DefId>,
1689         ctor_def_id: Option<DefId>,
1690         discr: VariantDiscr,
1691         fields: Vec<FieldDef>,
1692         ctor_kind: CtorKind,
1693         adt_kind: AdtKind,
1694         parent_did: DefId,
1695         recovered: bool,
1696         is_field_list_non_exhaustive: bool,
1697     ) -> Self {
1698         debug!(
1699             "VariantDef::new(name = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1700              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1701             name, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1702         );
1703
1704         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1705         if is_field_list_non_exhaustive {
1706             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1707         }
1708
1709         if recovered {
1710             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
1711         }
1712
1713         VariantDef {
1714             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1715             ctor_def_id,
1716             name,
1717             discr,
1718             fields,
1719             ctor_kind,
1720             flags,
1721         }
1722     }
1723
1724     /// Is this field list non-exhaustive?
1725     #[inline]
1726     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1727         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1728     }
1729
1730     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
1731     #[inline]
1732     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
1733         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
1734     }
1735
1736     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1737     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1738         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.def_id).unwrap())
1739     }
1740 }
1741
1742 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1743 pub enum VariantDiscr {
1744     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1745     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1746     Explicit(DefId),
1747
1748     /// The previous variant's discriminant plus one.
1749     /// For efficiency reasons, the distance from the
1750     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1751     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1752     Relative(u32),
1753 }
1754
1755 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1756 pub struct FieldDef {
1757     pub did: DefId,
1758     pub name: Symbol,
1759     pub vis: Visibility,
1760 }
1761
1762 bitflags! {
1763     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1764     pub struct ReprFlags: u8 {
1765         const IS_C               = 1 << 0;
1766         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1767         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1768         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1769         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1770         // If true, don't expose any niche to type's context.
1771         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
1772         // If true, the type's layout can be randomized using
1773         // the seed stored in `ReprOptions.layout_seed`
1774         const RANDOMIZE_LAYOUT   = 1 << 5;
1775         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1776         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits
1777                                  | ReprFlags::IS_SIMD.bits
1778                                  | ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1779     }
1780 }
1781
1782 /// Represents the repr options provided by the user,
1783 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1784 pub struct ReprOptions {
1785     pub int: Option<attr::IntType>,
1786     pub align: Option<Align>,
1787     pub pack: Option<Align>,
1788     pub flags: ReprFlags,
1789     /// The seed to be used for randomizing a type's layout
1790     ///
1791     /// Note: This could technically be a `[u8; 16]` (a `u128`) which would
1792     /// be the "most accurate" hash as it'd encompass the item and crate
1793     /// hash without loss, but it does pay the price of being larger.
1794     /// Everything's a tradeoff, a `u64` seed should be sufficient for our
1795     /// purposes (primarily `-Z randomize-layout`)
1796     pub field_shuffle_seed: u64,
1797 }
1798
1799 impl ReprOptions {
1800     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
1801         let mut flags = ReprFlags::empty();
1802         let mut size = None;
1803         let mut max_align: Option<Align> = None;
1804         let mut min_pack: Option<Align> = None;
1805
1806         // Generate a deterministically-derived seed from the item's path hash
1807         // to allow for cross-crate compilation to actually work
1808         let mut field_shuffle_seed = tcx.def_path_hash(did).0.to_smaller_hash();
1809
1810         // If the user defined a custom seed for layout randomization, xor the item's
1811         // path hash with the user defined seed, this will allowing determinism while
1812         // still allowing users to further randomize layout generation for e.g. fuzzing
1813         if let Some(user_seed) = tcx.sess.opts.debugging_opts.layout_seed {
1814             field_shuffle_seed ^= user_seed;
1815         }
1816
1817         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
1818             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
1819                 flags.insert(match r {
1820                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
1821                     attr::ReprPacked(pack) => {
1822                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
1823                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
1824                             min_pack.min(pack)
1825                         } else {
1826                             pack
1827                         });
1828                         ReprFlags::empty()
1829                     }
1830                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
1831                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
1832                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
1833                     attr::ReprInt(i) => {
1834                         size = Some(i);
1835                         ReprFlags::empty()
1836                     }
1837                     attr::ReprAlign(align) => {
1838                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
1839                         ReprFlags::empty()
1840                     }
1841                 });
1842             }
1843         }
1844
1845         // If `-Z randomize-layout` was enabled for the type definition then we can
1846         // consider performing layout randomization
1847         if tcx.sess.opts.debugging_opts.randomize_layout {
1848             flags.insert(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT);
1849         }
1850
1851         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
1852         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
1853             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
1854         }
1855
1856         Self { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags, field_shuffle_seed }
1857     }
1858
1859     #[inline]
1860     pub fn simd(&self) -> bool {
1861         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
1862     }
1863
1864     #[inline]
1865     pub fn c(&self) -> bool {
1866         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
1867     }
1868
1869     #[inline]
1870     pub fn packed(&self) -> bool {
1871         self.pack.is_some()
1872     }
1873
1874     #[inline]
1875     pub fn transparent(&self) -> bool {
1876         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
1877     }
1878
1879     #[inline]
1880     pub fn linear(&self) -> bool {
1881         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
1882     }
1883
1884     #[inline]
1885     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
1886         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
1887     }
1888
1889     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
1890     /// This must only be called on enums!
1891     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
1892         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
1893     }
1894
1895     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
1896     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
1897     /// single pointer.
1898     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
1899         self.c() || self.int.is_some()
1900     }
1901
1902     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
1903     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
1904     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
1905         if let Some(pack) = self.pack {
1906             if pack.bytes() == 1 {
1907                 return true;
1908             }
1909         }
1910
1911         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
1912     }
1913
1914     /// Returns `true` if this type is valid for reordering and `-Z randomize-layout`
1915     /// was enabled for its declaration crate
1916     pub fn can_randomize_type_layout(&self) -> bool {
1917         !self.inhibit_struct_field_reordering_opt()
1918             && self.flags.contains(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT)
1919     }
1920
1921     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
1922     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
1923         self.c()
1924     }
1925 }
1926
1927 impl<'tcx> FieldDef {
1928     /// Returns the type of this field. The resulting type is not normalized. The `subst` is
1929     /// typically obtained via the second field of [`TyKind::Adt`].
1930     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1931         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
1932     }
1933
1934     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1935     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1936         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.did).unwrap())
1937     }
1938 }
1939
1940 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
1941
1942 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
1943 pub enum ImplOverlapKind {
1944     /// These impls are always allowed to overlap.
1945     Permitted {
1946         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
1947         marker: bool,
1948     },
1949     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
1950     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
1951     ///
1952     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
1953     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
1954     ///
1955     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
1956     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
1957     ///
1958     /// ```
1959     /// trait Trait {}
1960     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
1961     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
1962     /// ```
1963     ///
1964     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
1965     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
1966     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
1967     /// overlapping impls for it is sound.
1968     ///
1969     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
1970     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
1971     /// it has the following restrictions:
1972     ///
1973     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
1974     /// positive impls.
1975     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
1976     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
1977     /// marker traits.
1978     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
1979     ///
1980     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
1981     Issue33140,
1982 }
1983
1984 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
1985     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
1986         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
1987     }
1988
1989     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
1990         self.associated_items(id)
1991             .in_definition_order()
1992             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
1993     }
1994
1995     fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
1996         if def_id.index == CRATE_DEF_INDEX {
1997             Some(self.crate_name(def_id.krate))
1998         } else {
1999             let def_key = self.def_key(def_id);
2000             match def_key.disambiguated_data.data {
2001                 // The name of a constructor is that of its parent.
2002                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self
2003                     .opt_item_name(DefId { krate: def_id.krate, index: def_key.parent.unwrap() }),
2004                 // The name of opaque types only exists in HIR.
2005                 rustc_hir::definitions::DefPathData::ImplTrait
2006                     if let Some(def_id) = def_id.as_local() =>
2007                     self.hir().opt_name(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)),
2008                 _ => def_key.get_opt_name(),
2009             }
2010         }
2011     }
2012
2013     /// Look up the name of a definition across crates. This does not look at HIR.
2014     ///
2015     /// When possible, this function should be used for cross-crate lookups over
2016     /// [`opt_item_name`] to avoid invalidating the incremental cache. If you
2017     /// need to handle items without a name, or HIR items that will not be
2018     /// serialized cross-crate, or if you need the span of the item, 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         // Look at cross-crate items first to avoid invalidating the incremental cache
2024         // unless we have to.
2025         self.opt_item_name(id).unwrap_or_else(|| {
2026             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2027         })
2028     }
2029
2030     /// Look up the name and span of a definition.
2031     ///
2032     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
2033     pub fn opt_item_ident(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2034         let def = self.opt_item_name(def_id)?;
2035         let span = def_id
2036             .as_local()
2037             .and_then(|id| self.def_ident_span(id))
2038             .unwrap_or(rustc_span::DUMMY_SP);
2039         Some(Ident::new(def, span))
2040     }
2041
2042     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2043         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2044             Some(self.associated_item(def_id))
2045         } else {
2046             None
2047         }
2048     }
2049
2050     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2051         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2052     }
2053
2054     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2055         variant
2056             .fields
2057             .iter()
2058             .position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident(self), variant.def_id))
2059     }
2060
2061     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2062     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2063     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2064         self,
2065         def_id1: DefId,
2066         def_id2: DefId,
2067     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2068         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2069         // as one of them essentially doesn't exist.
2070         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2071             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2072         {
2073             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2074         }
2075
2076         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2077             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2078                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2079                 debug!(
2080                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2081                     def_id1, def_id2
2082                 );
2083                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2084             }
2085             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2086             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2087                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2088                 debug!(
2089                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2090                     def_id1, def_id2
2091                 );
2092                 return None;
2093             }
2094             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2095             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2096         };
2097
2098         let is_marker_overlap = {
2099             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2100                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2101                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2102             };
2103             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2104         };
2105
2106         if is_marker_overlap {
2107             debug!(
2108                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2109                 def_id1, def_id2
2110             );
2111             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2112         } else {
2113             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2114                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2115                     if self_ty1 == self_ty2 {
2116                         debug!(
2117                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2118                             def_id1, def_id2
2119                         );
2120                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2121                     } else {
2122                         debug!(
2123                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2124                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2125                         );
2126                     }
2127                 }
2128             }
2129
2130             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2131             None
2132         }
2133     }
2134
2135     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2136     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2137     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2138         match res {
2139             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2140                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2141                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2142             }
2143             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2144             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2145                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2146                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2147                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2148             }
2149             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2150                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2151                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2152             }
2153             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2154         }
2155     }
2156
2157     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2158     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2159         match instance {
2160             ty::InstanceDef::Item(def) => match self.def_kind(def.did) {
2161                 DefKind::Const
2162                 | DefKind::Static(..)
2163                 | DefKind::AssocConst
2164                 | DefKind::Ctor(..)
2165                 | DefKind::AnonConst
2166                 | DefKind::InlineConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
2167                 // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
2168                 // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
2169                 _ => {
2170                     assert_eq!(def.const_param_did, None);
2171                     self.optimized_mir(def.did)
2172                 }
2173             },
2174             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2175             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2176             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2177             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2178             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2179             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2180             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2181             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2182         }
2183     }
2184
2185     /// Gets the attributes of a definition.
2186     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2187         if let Some(did) = did.as_local() {
2188             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2189         } else {
2190             self.item_attrs(did)
2191         }
2192     }
2193
2194     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2195     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2196         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2197     }
2198
2199     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2200     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2201         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2202     }
2203
2204     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
2205     /// generator is tainted by errors.
2206     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
2207         self.optimized_mir(def_id).generator_layout()
2208     }
2209
2210     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2211     /// If it implements no trait, returns `None`.
2212     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2213         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2214     }
2215
2216     /// If the given `DefId` describes a method belonging to an impl, returns the
2217     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2218     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2219         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
2220             TraitContainer(_) => None,
2221             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2222         })
2223     }
2224
2225     /// If the given `DefId` belongs to a trait that was automatically derived, returns `true`.
2226     pub fn is_builtin_derive(self, def_id: DefId) -> bool {
2227         self.has_attr(def_id, sym::automatically_derived)
2228     }
2229
2230     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2231     /// with the name of the crate containing the impl.
2232     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2233         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
2234             Ok(self.def_span(impl_did))
2235         } else {
2236             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
2237         }
2238     }
2239
2240     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
2241     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
2242     /// definition's parent/scope to perform comparison.
2243     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
2244         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
2245         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
2246         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
2247         use_name.name == def_name.name
2248             && use_name
2249                 .span
2250                 .ctxt()
2251                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expn_that_defined(def_parent_def_id))
2252     }
2253
2254     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
2255         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope));
2256         ident
2257     }
2258
2259     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
2260         self,
2261         mut ident: Ident,
2262         scope: DefId,
2263         block: hir::HirId,
2264     ) -> (Ident, DefId) {
2265         let scope = ident
2266             .span
2267             .normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope))
2268             .and_then(|actual_expansion| actual_expansion.expn_data().parent_module)
2269             .unwrap_or_else(|| self.parent_module(block).to_def_id());
2270         (ident, scope)
2271     }
2272
2273     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
2274         self.object_safety_violations(key).is_empty()
2275     }
2276
2277     #[inline]
2278     pub fn is_const_fn_raw(self, def_id: DefId) -> bool {
2279         matches!(self.def_kind(def_id), DefKind::Fn | DefKind::AssocFn | DefKind::Ctor(..))
2280             && self.impl_constness(def_id) == hir::Constness::Const
2281     }
2282 }
2283
2284 /// Yields the parent function's `LocalDefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
2285 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<LocalDefId> {
2286     let def_id = def_id.as_local()?;
2287     if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_def_id(def_id) {
2288         if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
2289             return match opaque_ty.origin {
2290                 hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn(parent) | hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn(parent) => {
2291                     Some(parent)
2292                 }
2293                 hir::OpaqueTyOrigin::TyAlias => None,
2294             };
2295         }
2296     }
2297     None
2298 }
2299
2300 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
2301     match ity {
2302         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
2303         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
2304         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
2305         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
2306         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
2307         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
2308     }
2309 }
2310
2311 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
2312     match uty {
2313         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
2314         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
2315         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
2316         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
2317         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
2318         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
2319     }
2320 }
2321
2322 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
2323     match fty {
2324         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
2325         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
2326     }
2327 }
2328
2329 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
2330     match ity {
2331         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
2332         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
2333         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
2334         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
2335         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
2336         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
2337     }
2338 }
2339
2340 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
2341     match uty {
2342         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
2343         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
2344         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
2345         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
2346         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
2347         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
2348     }
2349 }
2350
2351 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
2352     closure::provide(providers);
2353     context::provide(providers);
2354     erase_regions::provide(providers);
2355     layout::provide(providers);
2356     util::provide(providers);
2357     print::provide(providers);
2358     super::util::bug::provide(providers);
2359     super::middle::provide(providers);
2360     *providers = ty::query::Providers {
2361         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
2362         incoherent_impls: trait_def::incoherent_impls_provider,
2363         type_uninhabited_from: inhabitedness::type_uninhabited_from,
2364         const_param_default: consts::const_param_default,
2365         vtable_allocation: vtable::vtable_allocation_provider,
2366         ..*providers
2367     };
2368 }
2369
2370 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
2371 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
2372 /// rather, you should request the vector for a specific type via
2373 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
2374 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
2375 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
2376 pub struct CrateInherentImpls {
2377     pub inherent_impls: LocalDefIdMap<Vec<DefId>>,
2378     pub incoherent_impls: FxHashMap<SimplifiedType, Vec<LocalDefId>>,
2379 }
2380
2381 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
2382 pub struct SymbolName<'tcx> {
2383     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
2384     pub name: &'tcx str,
2385 }
2386
2387 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
2388     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
2389         SymbolName {
2390             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
2391         }
2392     }
2393 }
2394
2395 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
2396     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2397         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2398     }
2399 }
2400
2401 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
2402     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2403         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2404     }
2405 }
2406
2407 #[derive(Debug, Default, Copy, Clone)]
2408 pub struct FoundRelationships {
2409     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `?T: Foo`
2410     /// obligation, where:
2411     ///
2412     ///  * `Foo` is not `Sized`
2413     ///  * `(): Foo` may be satisfied
2414     pub self_in_trait: bool,
2415     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `<_ as
2416     /// _>::AssocType = ?T`
2417     pub output: bool,
2418 }