]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
Auto merge of #96232 - sunfishcode:sunfishcode/io-safety-const-fns, r=joshtriplett
[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};
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     /// This field is used to decide whether we should make `PRIVATE_IN_PUBLIC` a hard error.
135     pub has_pub_restricted: bool,
136     pub access_levels: AccessLevels,
137     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
138     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
139     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
140     pub reexport_map: FxHashMap<LocalDefId, Vec<ModChild>>,
141     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
142     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
143     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
144     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
145     pub main_def: Option<MainDefinition>,
146     pub trait_impls: FxIndexMap<DefId, Vec<LocalDefId>>,
147     /// A list of proc macro LocalDefIds, written out in the order in which
148     /// they are declared in the static array generated by proc_macro_harness.
149     pub proc_macros: Vec<LocalDefId>,
150     /// Mapping from ident span to path span for paths that don't exist as written, but that
151     /// exist under `std`. For example, wrote `str::from_utf8` instead of `std::str::from_utf8`.
152     pub confused_type_with_std_module: FxHashMap<Span, Span>,
153     pub registered_tools: RegisteredTools,
154 }
155
156 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
157 pub struct MainDefinition {
158     pub res: Res<ast::NodeId>,
159     pub is_import: bool,
160     pub span: Span,
161 }
162
163 impl MainDefinition {
164     pub fn opt_fn_def_id(self) -> Option<DefId> {
165         if let Res::Def(DefKind::Fn, def_id) = self.res { Some(def_id) } else { None }
166     }
167 }
168
169 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
170 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
171 /// bounds / where-clauses).
172 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
173 pub struct ImplHeader<'tcx> {
174     pub impl_def_id: DefId,
175     pub self_ty: Ty<'tcx>,
176     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
177     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
178 }
179
180 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
181 pub enum ImplSubject<'tcx> {
182     Trait(TraitRef<'tcx>),
183     Inherent(Ty<'tcx>),
184 }
185
186 #[derive(
187     Copy,
188     Clone,
189     PartialEq,
190     Eq,
191     Hash,
192     TyEncodable,
193     TyDecodable,
194     HashStable,
195     Debug,
196     TypeFoldable
197 )]
198 pub enum ImplPolarity {
199     /// `impl Trait for Type`
200     Positive,
201     /// `impl !Trait for Type`
202     Negative,
203     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
204     ///
205     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
206     /// See #64631 for details.
207     Reservation,
208 }
209
210 impl ImplPolarity {
211     /// Flips polarity by turning `Positive` into `Negative` and `Negative` into `Positive`.
212     pub fn flip(&self) -> Option<ImplPolarity> {
213         match self {
214             ImplPolarity::Positive => Some(ImplPolarity::Negative),
215             ImplPolarity::Negative => Some(ImplPolarity::Positive),
216             ImplPolarity::Reservation => None,
217         }
218     }
219 }
220
221 impl fmt::Display for ImplPolarity {
222     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
223         match self {
224             Self::Positive => f.write_str("positive"),
225             Self::Negative => f.write_str("negative"),
226             Self::Reservation => f.write_str("reservation"),
227         }
228     }
229 }
230
231 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
232 pub enum Visibility {
233     /// Visible everywhere (including in other crates).
234     Public,
235     /// Visible only in the given crate-local module.
236     Restricted(DefId),
237     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
238     Invisible,
239 }
240
241 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
242 pub enum BoundConstness {
243     /// `T: Trait`
244     NotConst,
245     /// `T: ~const Trait`
246     ///
247     /// Requires resolving to const only when we are in a const context.
248     ConstIfConst,
249 }
250
251 impl BoundConstness {
252     /// Reduce `self` and `constness` to two possible combined states instead of four.
253     pub fn and(&mut self, constness: hir::Constness) -> hir::Constness {
254         match (constness, self) {
255             (hir::Constness::Const, BoundConstness::ConstIfConst) => hir::Constness::Const,
256             (_, this) => {
257                 *this = BoundConstness::NotConst;
258                 hir::Constness::NotConst
259             }
260         }
261     }
262 }
263
264 impl fmt::Display for BoundConstness {
265     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
266         match self {
267             Self::NotConst => f.write_str("normal"),
268             Self::ConstIfConst => f.write_str("`~const`"),
269         }
270     }
271 }
272
273 #[derive(
274     Clone,
275     Debug,
276     PartialEq,
277     Eq,
278     Copy,
279     Hash,
280     TyEncodable,
281     TyDecodable,
282     HashStable,
283     TypeFoldable
284 )]
285 pub struct ClosureSizeProfileData<'tcx> {
286     /// Tuple containing the types of closure captures before the feature `capture_disjoint_fields`
287     pub before_feature_tys: Ty<'tcx>,
288     /// Tuple containing the types of closure captures after the feature `capture_disjoint_fields`
289     pub after_feature_tys: Ty<'tcx>,
290 }
291
292 pub trait DefIdTree: Copy {
293     fn opt_parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
294
295     #[inline]
296     #[track_caller]
297     fn parent(self, id: DefId) -> DefId {
298         match self.opt_parent(id) {
299             Some(id) => id,
300             // not `unwrap_or_else` to avoid breaking caller tracking
301             None => bug!("{id:?} doesn't have a parent"),
302         }
303     }
304
305     #[inline]
306     #[track_caller]
307     fn opt_local_parent(self, id: LocalDefId) -> Option<LocalDefId> {
308         self.opt_parent(id.to_def_id()).map(DefId::expect_local)
309     }
310
311     #[inline]
312     #[track_caller]
313     fn local_parent(self, id: LocalDefId) -> LocalDefId {
314         self.parent(id.to_def_id()).expect_local()
315     }
316
317     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
318         if descendant.krate != ancestor.krate {
319             return false;
320         }
321
322         while descendant != ancestor {
323             match self.opt_parent(descendant) {
324                 Some(parent) => descendant = parent,
325                 None => return false,
326             }
327         }
328         true
329     }
330 }
331
332 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
333     #[inline]
334     fn opt_parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
335         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
336     }
337 }
338
339 impl Visibility {
340     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
341     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
342         let restriction = match self {
343             // Public items are visible everywhere.
344             Visibility::Public => return true,
345             // Private items from other crates are visible nowhere.
346             Visibility::Invisible => return false,
347             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
348             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
349             Visibility::Restricted(module) => module,
350         };
351
352         tree.is_descendant_of(module, restriction)
353     }
354
355     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
356     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
357         let vis_restriction = match vis {
358             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
359             Visibility::Invisible => return true,
360             Visibility::Restricted(module) => module,
361         };
362
363         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
364     }
365
366     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
367     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
368         match self {
369             Visibility::Public => true,
370             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
371             Visibility::Invisible => false,
372         }
373     }
374
375     pub fn is_public(self) -> bool {
376         matches!(self, Visibility::Public)
377     }
378 }
379
380 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
381 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
382 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
383 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
384 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
385 /// item.
386 #[derive(HashStable, Debug)]
387 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
388     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
389     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
390     /// entry.
391     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
392 }
393
394 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
395 // the types of AST nodes.
396 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
397 pub struct CReaderCacheKey {
398     pub cnum: Option<CrateNum>,
399     pub pos: usize,
400 }
401
402 /// Represents a type.
403 ///
404 /// IMPORTANT:
405 /// - This is a very "dumb" struct (with no derives and no `impls`).
406 /// - Values of this type are always interned and thus unique, and are stored
407 ///   as an `Interned<TyS>`.
408 /// - `Ty` (which contains a reference to a `Interned<TyS>`) or `Interned<TyS>`
409 ///   should be used everywhere instead of `TyS`. In particular, `Ty` has most
410 ///   of the relevant methods.
411 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
412 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
413 crate struct TyS<'tcx> {
414     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
415     /// Use `Ty::kind()` instead.
416     kind: TyKind<'tcx>,
417
418     /// This field provides fast access to information that is also contained
419     /// in `kind`.
420     ///
421     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
422     /// Use `Ty::flags()` instead.
423     flags: TypeFlags,
424
425     /// This field provides fast access to information that is also contained
426     /// in `kind`.
427     ///
428     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
429     /// binder such that
430     ///
431     /// (a) the binder itself captures nothing but
432     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
433     ///     by some sub-binder.
434     ///
435     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
436     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
437     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
438     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
439     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
440     /// by an inner binder.
441     ///
442     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
443     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
444     /// (exclusive).
445     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
446 }
447
448 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
449 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
450 static_assert_size!(TyS<'_>, 40);
451
452 // We are actually storing a stable hash cache next to the type, so let's
453 // also check the full size
454 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
455 static_assert_size!(WithStableHash<TyS<'_>>, 56);
456
457 /// Use this rather than `TyS`, whenever possible.
458 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
459 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
460 #[rustc_pass_by_value]
461 pub struct Ty<'tcx>(Interned<'tcx, WithStableHash<TyS<'tcx>>>);
462
463 // Statics only used for internal testing.
464 pub static BOOL_TY: Ty<'static> = Ty(Interned::new_unchecked(&WithStableHash {
465     internee: BOOL_TYS,
466     stable_hash: Fingerprint::ZERO,
467 }));
468 const BOOL_TYS: TyS<'static> = TyS {
469     kind: ty::Bool,
470     flags: TypeFlags::empty(),
471     outer_exclusive_binder: DebruijnIndex::from_usize(0),
472 };
473
474 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
475     #[inline]
476     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
477         let TyS {
478             kind,
479
480             // The other fields just provide fast access to information that is
481             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
482             flags: _,
483
484             outer_exclusive_binder: _,
485         } = self;
486
487         kind.hash_stable(hcx, hasher)
488     }
489 }
490
491 impl ty::EarlyBoundRegion {
492     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
493     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
494     pub fn has_name(&self) -> bool {
495         self.name != kw::UnderscoreLifetime
496     }
497 }
498
499 /// Represents a predicate.
500 ///
501 /// See comments on `TyS`, which apply here too (albeit for
502 /// `PredicateS`/`Predicate` rather than `TyS`/`Ty`).
503 #[derive(Debug)]
504 crate struct PredicateS<'tcx> {
505     kind: Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>,
506     flags: TypeFlags,
507     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
508     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
509 }
510
511 // This type is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
512 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
513 static_assert_size!(PredicateS<'_>, 56);
514
515 /// Use this rather than `PredicateS`, whenever possible.
516 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
517 #[rustc_pass_by_value]
518 pub struct Predicate<'tcx>(Interned<'tcx, PredicateS<'tcx>>);
519
520 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
521     /// Gets the inner `Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>`.
522     #[inline]
523     pub fn kind(self) -> Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
524         self.0.kind
525     }
526
527     #[inline(always)]
528     pub fn flags(self) -> TypeFlags {
529         self.0.flags
530     }
531
532     #[inline(always)]
533     pub fn outer_exclusive_binder(self) -> DebruijnIndex {
534         self.0.outer_exclusive_binder
535     }
536
537     /// Flips the polarity of a Predicate.
538     ///
539     /// Given `T: Trait` predicate it returns `T: !Trait` and given `T: !Trait` returns `T: Trait`.
540     pub fn flip_polarity(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Predicate<'tcx>> {
541         let kind = self
542             .kind()
543             .map_bound(|kind| match kind {
544                 PredicateKind::Trait(TraitPredicate { trait_ref, constness, polarity }) => {
545                     Some(PredicateKind::Trait(TraitPredicate {
546                         trait_ref,
547                         constness,
548                         polarity: polarity.flip()?,
549                     }))
550                 }
551
552                 _ => None,
553             })
554             .transpose()?;
555
556         Some(tcx.mk_predicate(kind))
557     }
558 }
559
560 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
561     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
562         let PredicateS {
563             ref kind,
564
565             // The other fields just provide fast access to information that is
566             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
567             flags: _,
568             outer_exclusive_binder: _,
569         } = self.0.0;
570
571         kind.hash_stable(hcx, hasher);
572     }
573 }
574
575 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
576 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
577 pub enum PredicateKind<'tcx> {
578     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
579     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
580     /// would be the type parameters.
581     Trait(TraitPredicate<'tcx>),
582
583     /// `where 'a: 'b`
584     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
585
586     /// `where T: 'a`
587     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
588
589     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
590     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
591     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
592
593     /// No syntax: `T` well-formed.
594     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
595
596     /// Trait must be object-safe.
597     ObjectSafe(DefId),
598
599     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
600     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
601     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
602     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
603
604     /// `T1 <: T2`
605     ///
606     /// This obligation is created most often when we have two
607     /// unresolved type variables and hence don't have enough
608     /// information to process the subtyping obligation yet.
609     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
610
611     /// `T1` coerced to `T2`
612     ///
613     /// Like a subtyping obligation, this is created most often
614     /// when we have two unresolved type variables and hence
615     /// don't have enough information to process the coercion
616     /// obligation yet. At the moment, we actually process coercions
617     /// very much like subtyping and don't handle the full coercion
618     /// logic.
619     Coerce(CoercePredicate<'tcx>),
620
621     /// Constant initializer must evaluate successfully.
622     ConstEvaluatable(ty::Unevaluated<'tcx, ()>),
623
624     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
625     ConstEquate(Const<'tcx>, Const<'tcx>),
626
627     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
628     ///
629     /// Only used for Chalk.
630     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
631 }
632
633 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
634 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
635 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
636 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
637 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
638 /// item.
639 #[derive(HashStable, Debug)]
640 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
641     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
642     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
643     /// bounds, it will have no entry.
644     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
645 }
646
647 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
648     /// Performs a substitution suitable for going from a
649     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
650     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
651     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
652     /// lengthy comment below for details.
653     pub fn subst_supertrait(
654         self,
655         tcx: TyCtxt<'tcx>,
656         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
657     ) -> Predicate<'tcx> {
658         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
659         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
660         //
661         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
662         //
663         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
664         //     trait Bar<'b,'c> { }
665         //
666         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
667         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
668         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
669         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
670         // normal substitution.
671         //
672         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
673         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
674         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
675         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
676         // `'a`.
677         //
678         // Another example to be careful of is this:
679         //
680         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
681         //     trait Bar1<'b,'c> { }
682         //
683         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
684         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
685         // reason is similar to the previous example: any impl of
686         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
687         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
688         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
689         //
690         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
691         // consider the more complicated scenario:
692         //
693         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
694         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
695         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
696         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
697         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
698         // - The supertrait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
699         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
700         //   DB index of 1.
701         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
702         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
703         //   just as we wanted.
704         //
705         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
706         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
707         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
708         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
709         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
710         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
711         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
712         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
713         // rather than the trait reference itself (put another way, the
714         // substitution code expects equal binding levels in the values
715         // from the substitution and the value being substituted into, and
716         // this trick achieves that).
717
718         // Working through the second example:
719         // trait_ref: for<'x> T: Foo1<'^0.0>; substs: [T, '^0.0]
720         // predicate: for<'b> Self: Bar1<'a, '^0.0>; substs: [Self, 'a, '^0.0]
721         // We want to end up with:
722         //     for<'x, 'b> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
723         // To do this:
724         // 1) We must shift all bound vars in predicate by the length
725         //    of trait ref's bound vars. So, we would end up with predicate like
726         //    Self: Bar1<'a, '^0.1>
727         // 2) We can then apply the trait substs to this, ending up with
728         //    T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
729         // 3) Finally, to create the final bound vars, we concatenate the bound
730         //    vars of the trait ref with those of the predicate:
731         //    ['x, 'b]
732         let bound_pred = self.kind();
733         let pred_bound_vars = bound_pred.bound_vars();
734         let trait_bound_vars = trait_ref.bound_vars();
735         // 1) Self: Bar1<'a, '^0.0> -> Self: Bar1<'a, '^0.1>
736         let shifted_pred =
737             tcx.shift_bound_var_indices(trait_bound_vars.len(), bound_pred.skip_binder());
738         // 2) Self: Bar1<'a, '^0.1> -> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
739         let new = shifted_pred.subst(tcx, trait_ref.skip_binder().substs);
740         // 3) ['x] + ['b] -> ['x, 'b]
741         let bound_vars =
742             tcx.mk_bound_variable_kinds(trait_bound_vars.iter().chain(pred_bound_vars));
743         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind_with_vars(new, bound_vars))
744     }
745 }
746
747 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
748 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
749 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
750     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
751
752     pub constness: BoundConstness,
753
754     /// If polarity is Positive: we are proving that the trait is implemented.
755     ///
756     /// If polarity is Negative: we are proving that a negative impl of this trait
757     /// exists. (Note that coherence also checks whether negative impls of supertraits
758     /// exist via a series of predicates.)
759     ///
760     /// If polarity is Reserved: that's a bug.
761     pub polarity: ImplPolarity,
762 }
763
764 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TraitPredicate<'tcx>>;
765
766 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
767     pub fn remap_constness(&mut self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: &mut ParamEnv<'tcx>) {
768         if unlikely!(Some(self.trait_ref.def_id) == tcx.lang_items().drop_trait()) {
769             // remap without changing constness of this predicate.
770             // this is because `T: ~const Drop` has a different meaning to `T: Drop`
771             // FIXME(fee1-dead): remove this logic after beta bump
772             param_env.remap_constness_with(self.constness)
773         } else {
774             *param_env = param_env.with_constness(self.constness.and(param_env.constness()))
775         }
776     }
777
778     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
779     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
780         // this is different to `remap_constness` that callees want to print this predicate
781         // in case of selection errors. `T: ~const Drop` bounds cannot end up here when the
782         // param_env is not const because we it is always satisfied in non-const contexts.
783         if let hir::Constness::NotConst = param_env.constness() {
784             self.constness = ty::BoundConstness::NotConst;
785         }
786     }
787
788     pub fn def_id(self) -> DefId {
789         self.trait_ref.def_id
790     }
791
792     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
793         self.trait_ref.self_ty()
794     }
795
796     #[inline]
797     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
798         self.constness == BoundConstness::ConstIfConst
799     }
800 }
801
802 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
803     pub fn def_id(self) -> DefId {
804         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
805         self.skip_binder().def_id()
806     }
807
808     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
809         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
810     }
811
812     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
813     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
814         *self = self.map_bound(|mut p| {
815             p.remap_constness_diag(param_env);
816             p
817         });
818     }
819
820     #[inline]
821     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
822         self.skip_binder().is_const_if_const()
823     }
824 }
825
826 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
827 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
828 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
829 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
830 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
831 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
832 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
833
834 /// Encodes that `a` must be a subtype of `b`. The `a_is_expected` flag indicates
835 /// whether the `a` type is the type that we should label as "expected" when
836 /// presenting user diagnostics.
837 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
838 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
839 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
840     pub a_is_expected: bool,
841     pub a: Ty<'tcx>,
842     pub b: Ty<'tcx>,
843 }
844 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, SubtypePredicate<'tcx>>;
845
846 /// Encodes that we have to coerce *from* the `a` type to the `b` type.
847 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
848 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
849 pub struct CoercePredicate<'tcx> {
850     pub a: Ty<'tcx>,
851     pub b: Ty<'tcx>,
852 }
853 pub type PolyCoercePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, CoercePredicate<'tcx>>;
854
855 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord, TyEncodable, TyDecodable)]
856 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
857 pub enum Term<'tcx> {
858     Ty(Ty<'tcx>),
859     Const(Const<'tcx>),
860 }
861
862 impl<'tcx> From<Ty<'tcx>> for Term<'tcx> {
863     fn from(ty: Ty<'tcx>) -> Self {
864         Term::Ty(ty)
865     }
866 }
867
868 impl<'tcx> From<Const<'tcx>> for Term<'tcx> {
869     fn from(c: Const<'tcx>) -> Self {
870         Term::Const(c)
871     }
872 }
873
874 impl<'tcx> Term<'tcx> {
875     pub fn ty(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
876         if let Term::Ty(ty) = self { Some(*ty) } else { None }
877     }
878     pub fn ct(&self) -> Option<Const<'tcx>> {
879         if let Term::Const(c) = self { Some(*c) } else { None }
880     }
881 }
882
883 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
884 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
885 ///
886 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
887 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
888 ///
889 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
890 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
891 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
892 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
893 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
894 /// instances to normalize the LHS.
895 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
896 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
897 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
898     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
899     pub term: Term<'tcx>,
900 }
901
902 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<'tcx, ProjectionPredicate<'tcx>>;
903
904 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
905     /// Returns the `DefId` of the trait of the associated item being projected.
906     #[inline]
907     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
908         self.skip_binder().projection_ty.trait_def_id(tcx)
909     }
910
911     /// Get the [PolyTraitRef] required for this projection to be well formed.
912     /// Note that for generic associated types the predicates of the associated
913     /// type also need to be checked.
914     #[inline]
915     pub fn required_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
916         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
917         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
918         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
919         // return value, so we are preserving the number of binding
920         // levels.
921         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
922     }
923
924     pub fn term(&self) -> Binder<'tcx, Term<'tcx>> {
925         self.map_bound(|predicate| predicate.term)
926     }
927
928     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
929     ///
930     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
931     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
932     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
933         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
934         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
935     }
936 }
937
938 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
939     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
940 }
941
942 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
943     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
944         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
945     }
946 }
947
948 pub trait ToPredicate<'tcx> {
949     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
950 }
951
952 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
953     #[inline(always)]
954     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
955         tcx.mk_predicate(self)
956     }
957 }
958
959 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
960     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
961         self.map_bound(PredicateKind::Trait).to_predicate(tcx)
962     }
963 }
964
965 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
966     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
967         self.map_bound(PredicateKind::RegionOutlives).to_predicate(tcx)
968     }
969 }
970
971 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
972     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
973         self.map_bound(PredicateKind::TypeOutlives).to_predicate(tcx)
974     }
975 }
976
977 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
978     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
979         self.map_bound(PredicateKind::Projection).to_predicate(tcx)
980     }
981 }
982
983 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
984     pub fn to_opt_poly_trait_pred(self) -> Option<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
985         let predicate = self.kind();
986         match predicate.skip_binder() {
987             PredicateKind::Trait(t) => Some(predicate.rebind(t)),
988             PredicateKind::Projection(..)
989             | PredicateKind::Subtype(..)
990             | PredicateKind::Coerce(..)
991             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
992             | PredicateKind::WellFormed(..)
993             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
994             | PredicateKind::ClosureKind(..)
995             | PredicateKind::TypeOutlives(..)
996             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
997             | PredicateKind::ConstEquate(..)
998             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
999         }
1000     }
1001
1002     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1003         let predicate = self.kind();
1004         match predicate.skip_binder() {
1005             PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(predicate.rebind(data)),
1006             PredicateKind::Trait(..)
1007             | PredicateKind::Projection(..)
1008             | PredicateKind::Subtype(..)
1009             | PredicateKind::Coerce(..)
1010             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1011             | PredicateKind::WellFormed(..)
1012             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1013             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1014             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1015             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1016             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1017         }
1018     }
1019 }
1020
1021 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1022 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1023 /// where-clauses. You can obtain an `InstantiatedPredicates` list from a
1024 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1025 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1026 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1027 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1028 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1029 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1030 /// their values.
1031 ///
1032 /// Example:
1033 /// ```ignore (illustrative)
1034 /// struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1035 /// ```
1036 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1037 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1038 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1039 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1040 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1041 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1042     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1043     pub spans: Vec<Span>,
1044 }
1045
1046 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1047     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1048         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1049     }
1050
1051     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1052         self.predicates.is_empty()
1053     }
1054 }
1055
1056 #[derive(
1057     Copy,
1058     Clone,
1059     Debug,
1060     PartialEq,
1061     Eq,
1062     HashStable,
1063     TyEncodable,
1064     TyDecodable,
1065     TypeFoldable,
1066     Lift
1067 )]
1068 pub struct OpaqueTypeKey<'tcx> {
1069     pub def_id: DefId,
1070     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1071 }
1072
1073 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1074 pub struct OpaqueHiddenType<'tcx> {
1075     /// The span of this particular definition of the opaque type. So
1076     /// for example:
1077     ///
1078     /// ```ignore (incomplete snippet)
1079     /// type Foo = impl Baz;
1080     /// fn bar() -> Foo {
1081     /// //          ^^^ This is the span we are looking for!
1082     /// }
1083     /// ```
1084     ///
1085     /// In cases where the fn returns `(impl Trait, impl Trait)` or
1086     /// other such combinations, the result is currently
1087     /// over-approximated, but better than nothing.
1088     pub span: Span,
1089
1090     /// The type variable that represents the value of the opaque type
1091     /// that we require. In other words, after we compile this function,
1092     /// we will be created a constraint like:
1093     /// ```ignore (pseudo-rust)
1094     /// Foo<'a, T> = ?C
1095     /// ```
1096     /// where `?C` is the value of this type variable. =) It may
1097     /// naturally refer to the type and lifetime parameters in scope
1098     /// in this function, though ultimately it should only reference
1099     /// those that are arguments to `Foo` in the constraint above. (In
1100     /// other words, `?C` should not include `'b`, even though it's a
1101     /// lifetime parameter on `foo`.)
1102     pub ty: Ty<'tcx>,
1103 }
1104
1105 impl<'tcx> OpaqueHiddenType<'tcx> {
1106     pub fn report_mismatch(&self, other: &Self, tcx: TyCtxt<'tcx>) {
1107         // Found different concrete types for the opaque type.
1108         let mut err = tcx.sess.struct_span_err(
1109             other.span,
1110             "concrete type differs from previous defining opaque type use",
1111         );
1112         err.span_label(other.span, format!("expected `{}`, got `{}`", self.ty, other.ty));
1113         if self.span == other.span {
1114             err.span_label(
1115                 self.span,
1116                 "this expression supplies two conflicting concrete types for the same opaque type",
1117             );
1118         } else {
1119             err.span_note(self.span, "previous use here");
1120         }
1121         err.emit();
1122     }
1123 }
1124
1125 rustc_index::newtype_index! {
1126     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1127     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1128     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1129     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1130     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1131     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1132     /// new names.
1133     ///
1134     /// To make this more concrete, consider this program:
1135     ///
1136     /// ```ignore (illustrative)
1137     /// struct Foo { }
1138     /// fn bar<T>(x: T) {
1139     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1140     /// }
1141     /// ```
1142     ///
1143     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1144     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1145     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1146     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1147     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1148     /// name it inside the fn type but not outside.
1149     ///
1150     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1151     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1152     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1153     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1154     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1155     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1156     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1157     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1158     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1159     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1160     /// use for checking generic functions.
1161     pub struct UniverseIndex {
1162         derive [HashStable]
1163         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1164     }
1165 }
1166
1167 impl UniverseIndex {
1168     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1169
1170     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1171     /// is considered to extend all previous universes. This
1172     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1173     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1174     ///
1175     /// ```ignore (illustrative)
1176     /// for<'a> fn(&'a u32)
1177     /// ```
1178     ///
1179     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1180     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1181     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1182     /// `U` because it was not in scope there.
1183     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1184         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1185     }
1186
1187     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1188     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1189     /// `other` (`self >= other`).
1190     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1191         self.private >= other.private
1192     }
1193
1194     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1195     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1196     /// those in `other` (`self < other`).
1197     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1198         self.private < other.private
1199     }
1200 }
1201
1202 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
1203 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
1204 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
1205 /// another.
1206 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1207 pub struct Placeholder<T> {
1208     pub universe: UniverseIndex,
1209     pub name: T,
1210 }
1211
1212 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1213 where
1214     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1215 {
1216     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1217         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1218         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1219     }
1220 }
1221
1222 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1223
1224 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1225
1226 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1227 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1228 pub struct BoundConst<'tcx> {
1229     pub var: BoundVar,
1230     pub ty: Ty<'tcx>,
1231 }
1232
1233 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundConst<'tcx>>;
1234
1235 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1236 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1237 ///
1238 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1239 /// which cause cycle errors.
1240 ///
1241 /// ```rust
1242 /// struct A;
1243 /// impl A {
1244 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1245 ///     //           ^ const parameter
1246 /// }
1247 /// struct B;
1248 /// impl B {
1249 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1250 ///     //           ^ const parameter
1251 /// }
1252 ///
1253 /// fn main() {
1254 ///     let a = A;
1255 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1256 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1257 /// }
1258 /// ```
1259 ///
1260 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1261 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1262 ///
1263 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1264 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1265 /// requires us to evaluate the const argument.
1266 ///
1267 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1268 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1269 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1270 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1271 /// which results in a cycle.
1272 ///
1273 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1274 ///
1275 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1276 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1277 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1278 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1279 /// trivial to compute.
1280 ///
1281 /// If we now want to use that constant in a place which potentially needs its type
1282 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1283 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1284 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1285 /// to get the type of `did`.
1286 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1287 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1288 #[derive(Hash, HashStable)]
1289 pub struct WithOptConstParam<T> {
1290     pub did: T,
1291     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1292     /// a const argument.
1293     ///
1294     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1295     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1296     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1297     pub const_param_did: Option<DefId>,
1298 }
1299
1300 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1301     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1302     #[inline(always)]
1303     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1304         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1305     }
1306 }
1307
1308 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1309     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1310     /// `None` otherwise.
1311     #[inline(always)]
1312     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1313         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1314     }
1315
1316     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1317     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1318     #[inline(always)]
1319     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1320         if self.const_param_did.is_none() {
1321             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1322                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1323             }
1324         }
1325
1326         None
1327     }
1328
1329     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1330         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1331     }
1332
1333     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1334         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1335     }
1336 }
1337
1338 impl WithOptConstParam<DefId> {
1339     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1340         self.did
1341             .as_local()
1342             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1343     }
1344
1345     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1346         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1347             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1348                 return Some((did, param_did));
1349             }
1350         }
1351
1352         None
1353     }
1354
1355     pub fn is_local(self) -> bool {
1356         self.did.is_local()
1357     }
1358
1359     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1360         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1361     }
1362 }
1363
1364 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1365 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1366 /// particular point.
1367 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1368 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1369     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1370     ///
1371     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1372     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1373     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1374     ///
1375     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1376     ///
1377     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1378     /// want `Reveal::All`.
1379     ///
1380     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1381     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, ParamTag, true>,
1382 }
1383
1384 #[derive(Copy, Clone)]
1385 struct ParamTag {
1386     reveal: traits::Reveal,
1387     constness: hir::Constness,
1388 }
1389
1390 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for ParamTag {
1391     const BITS: usize = 2;
1392     #[inline]
1393     fn into_usize(self) -> usize {
1394         match self {
1395             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst } => 0,
1396             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst } => 1,
1397             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const } => 2,
1398             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const } => 3,
1399         }
1400     }
1401     #[inline]
1402     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1403         match ptr {
1404             0 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst },
1405             1 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst },
1406             2 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const },
1407             3 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const },
1408             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1409         }
1410     }
1411 }
1412
1413 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1414     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1415         f.debug_struct("ParamEnv")
1416             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1417             .field("reveal", &self.reveal())
1418             .field("constness", &self.constness())
1419             .finish()
1420     }
1421 }
1422
1423 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1424     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1425         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1426         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1427         self.constness().hash_stable(hcx, hasher);
1428     }
1429 }
1430
1431 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1432     fn try_super_fold_with<F: ty::fold::FallibleTypeFolder<'tcx>>(
1433         self,
1434         folder: &mut F,
1435     ) -> Result<Self, F::Error> {
1436         Ok(ParamEnv::new(
1437             self.caller_bounds().try_fold_with(folder)?,
1438             self.reveal().try_fold_with(folder)?,
1439             self.constness().try_fold_with(folder)?,
1440         ))
1441     }
1442
1443     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1444         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1445         self.reveal().visit_with(visitor)?;
1446         self.constness().visit_with(visitor)
1447     }
1448 }
1449
1450 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1451     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1452     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1453     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1454     /// type-checking.
1455     #[inline]
1456     pub fn empty() -> Self {
1457         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, hir::Constness::NotConst)
1458     }
1459
1460     #[inline]
1461     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1462         self.packed.pointer()
1463     }
1464
1465     #[inline]
1466     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1467         self.packed.tag().reveal
1468     }
1469
1470     #[inline]
1471     pub fn constness(self) -> hir::Constness {
1472         self.packed.tag().constness
1473     }
1474
1475     #[inline]
1476     pub fn is_const(self) -> bool {
1477         self.packed.tag().constness == hir::Constness::Const
1478     }
1479
1480     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1481     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1482     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1483     /// environments like codegen or doing optimizations.
1484     ///
1485     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1486     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1487     #[inline]
1488     pub fn reveal_all() -> Self {
1489         Self::new(List::empty(), Reveal::All, hir::Constness::NotConst)
1490     }
1491
1492     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1493     #[inline]
1494     pub fn new(
1495         caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>,
1496         reveal: Reveal,
1497         constness: hir::Constness,
1498     ) -> Self {
1499         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, ParamTag { reveal, constness }) }
1500     }
1501
1502     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1503         self.packed.set_tag(ParamTag { reveal: Reveal::UserFacing, ..self.packed.tag() });
1504         self
1505     }
1506
1507     #[inline]
1508     pub fn with_constness(mut self, constness: hir::Constness) -> Self {
1509         self.packed.set_tag(ParamTag { constness, ..self.packed.tag() });
1510         self
1511     }
1512
1513     #[inline]
1514     pub fn with_const(mut self) -> Self {
1515         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::Const, ..self.packed.tag() });
1516         self
1517     }
1518
1519     #[inline]
1520     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1521         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::NotConst, ..self.packed.tag() });
1522         self
1523     }
1524
1525     #[inline]
1526     pub fn remap_constness_with(&mut self, mut constness: ty::BoundConstness) {
1527         *self = self.with_constness(constness.and(self.constness()))
1528     }
1529
1530     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1531     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1532     /// (even for associated types that are specializable). This is
1533     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1534     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1535     /// which is the default.
1536     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1537     /// will be normalized to their underlying types.
1538     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1539     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1540         if self.packed.tag().reveal == traits::Reveal::All {
1541             return self;
1542         }
1543
1544         ParamEnv::new(
1545             tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()),
1546             Reveal::All,
1547             self.constness(),
1548         )
1549     }
1550
1551     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1552     #[inline]
1553     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1554         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.constness())
1555     }
1556
1557     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1558     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1559     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1560     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1561     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1562     /// invisible.
1563     ///
1564     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1565     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1566     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1567     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1568     /// although the surrounding function is never reachable.
1569     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1570         match self.reveal() {
1571             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1572
1573             Reveal::All => {
1574                 if value.is_global() {
1575                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1576                 } else {
1577                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1578                 }
1579             }
1580         }
1581     }
1582 }
1583
1584 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1585 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1586 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
1587     #[inline]
1588     pub fn with_constness(self, constness: BoundConstness) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1589         self.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate {
1590             trait_ref,
1591             constness,
1592             polarity: ty::ImplPolarity::Positive,
1593         })
1594     }
1595
1596     #[inline]
1597     pub fn without_const(self) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1598         self.with_constness(BoundConstness::NotConst)
1599     }
1600 }
1601
1602 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1603 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1604     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1605     pub value: T,
1606 }
1607
1608 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1609     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1610         (self.param_env, self.value)
1611     }
1612
1613     #[inline]
1614     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1615         self.param_env = self.param_env.without_const();
1616         self
1617     }
1618 }
1619
1620 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1621 where
1622     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1623 {
1624     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1625         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1626
1627         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1628         value.hash_stable(hcx, hasher);
1629     }
1630 }
1631
1632 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1633 pub struct Destructor {
1634     /// The `DefId` of the destructor method
1635     pub did: DefId,
1636     /// The constness of the destructor method
1637     pub constness: hir::Constness,
1638 }
1639
1640 bitflags! {
1641     #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1642     pub struct VariantFlags: u32 {
1643         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1644         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1645         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1646         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1647         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1648         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1649     }
1650 }
1651
1652 /// Definition of a variant -- a struct's fields or an enum variant.
1653 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1654 pub struct VariantDef {
1655     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1656     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1657     pub def_id: DefId,
1658     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1659     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1660     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1661     /// Variant or struct name.
1662     pub name: Symbol,
1663     /// Discriminant of this variant.
1664     pub discr: VariantDiscr,
1665     /// Fields of this variant.
1666     pub fields: Vec<FieldDef>,
1667     /// Type of constructor of variant.
1668     pub ctor_kind: CtorKind,
1669     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1670     flags: VariantFlags,
1671 }
1672
1673 impl VariantDef {
1674     /// Creates a new `VariantDef`.
1675     ///
1676     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1677     /// represents an enum variant).
1678     ///
1679     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1680     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1681     ///
1682     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1683     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1684     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1685     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1686     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1687     ///
1688     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1689     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1690     pub fn new(
1691         name: Symbol,
1692         variant_did: Option<DefId>,
1693         ctor_def_id: Option<DefId>,
1694         discr: VariantDiscr,
1695         fields: Vec<FieldDef>,
1696         ctor_kind: CtorKind,
1697         adt_kind: AdtKind,
1698         parent_did: DefId,
1699         recovered: bool,
1700         is_field_list_non_exhaustive: bool,
1701     ) -> Self {
1702         debug!(
1703             "VariantDef::new(name = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1704              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1705             name, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1706         );
1707
1708         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1709         if is_field_list_non_exhaustive {
1710             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1711         }
1712
1713         if recovered {
1714             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
1715         }
1716
1717         VariantDef {
1718             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1719             ctor_def_id,
1720             name,
1721             discr,
1722             fields,
1723             ctor_kind,
1724             flags,
1725         }
1726     }
1727
1728     /// Is this field list non-exhaustive?
1729     #[inline]
1730     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1731         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1732     }
1733
1734     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
1735     #[inline]
1736     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
1737         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
1738     }
1739
1740     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1741     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1742         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.def_id).unwrap())
1743     }
1744 }
1745
1746 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1747 pub enum VariantDiscr {
1748     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1749     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1750     Explicit(DefId),
1751
1752     /// The previous variant's discriminant plus one.
1753     /// For efficiency reasons, the distance from the
1754     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1755     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1756     Relative(u32),
1757 }
1758
1759 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1760 pub struct FieldDef {
1761     pub did: DefId,
1762     pub name: Symbol,
1763     pub vis: Visibility,
1764 }
1765
1766 bitflags! {
1767     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1768     pub struct ReprFlags: u8 {
1769         const IS_C               = 1 << 0;
1770         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1771         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1772         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1773         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1774         // If true, don't expose any niche to type's context.
1775         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
1776         // If true, the type's layout can be randomized using
1777         // the seed stored in `ReprOptions.layout_seed`
1778         const RANDOMIZE_LAYOUT   = 1 << 5;
1779         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1780         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits
1781                                  | ReprFlags::IS_SIMD.bits
1782                                  | ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1783     }
1784 }
1785
1786 /// Represents the repr options provided by the user,
1787 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1788 pub struct ReprOptions {
1789     pub int: Option<attr::IntType>,
1790     pub align: Option<Align>,
1791     pub pack: Option<Align>,
1792     pub flags: ReprFlags,
1793     /// The seed to be used for randomizing a type's layout
1794     ///
1795     /// Note: This could technically be a `[u8; 16]` (a `u128`) which would
1796     /// be the "most accurate" hash as it'd encompass the item and crate
1797     /// hash without loss, but it does pay the price of being larger.
1798     /// Everything's a tradeoff, a `u64` seed should be sufficient for our
1799     /// purposes (primarily `-Z randomize-layout`)
1800     pub field_shuffle_seed: u64,
1801 }
1802
1803 impl ReprOptions {
1804     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
1805         let mut flags = ReprFlags::empty();
1806         let mut size = None;
1807         let mut max_align: Option<Align> = None;
1808         let mut min_pack: Option<Align> = None;
1809
1810         // Generate a deterministically-derived seed from the item's path hash
1811         // to allow for cross-crate compilation to actually work
1812         let mut field_shuffle_seed = tcx.def_path_hash(did).0.to_smaller_hash();
1813
1814         // If the user defined a custom seed for layout randomization, xor the item's
1815         // path hash with the user defined seed, this will allowing determinism while
1816         // still allowing users to further randomize layout generation for e.g. fuzzing
1817         if let Some(user_seed) = tcx.sess.opts.debugging_opts.layout_seed {
1818             field_shuffle_seed ^= user_seed;
1819         }
1820
1821         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
1822             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
1823                 flags.insert(match r {
1824                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
1825                     attr::ReprPacked(pack) => {
1826                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
1827                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
1828                             min_pack.min(pack)
1829                         } else {
1830                             pack
1831                         });
1832                         ReprFlags::empty()
1833                     }
1834                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
1835                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
1836                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
1837                     attr::ReprInt(i) => {
1838                         size = Some(i);
1839                         ReprFlags::empty()
1840                     }
1841                     attr::ReprAlign(align) => {
1842                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
1843                         ReprFlags::empty()
1844                     }
1845                 });
1846             }
1847         }
1848
1849         // If `-Z randomize-layout` was enabled for the type definition then we can
1850         // consider performing layout randomization
1851         if tcx.sess.opts.debugging_opts.randomize_layout {
1852             flags.insert(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT);
1853         }
1854
1855         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
1856         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
1857             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
1858         }
1859
1860         Self { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags, field_shuffle_seed }
1861     }
1862
1863     #[inline]
1864     pub fn simd(&self) -> bool {
1865         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
1866     }
1867
1868     #[inline]
1869     pub fn c(&self) -> bool {
1870         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
1871     }
1872
1873     #[inline]
1874     pub fn packed(&self) -> bool {
1875         self.pack.is_some()
1876     }
1877
1878     #[inline]
1879     pub fn transparent(&self) -> bool {
1880         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
1881     }
1882
1883     #[inline]
1884     pub fn linear(&self) -> bool {
1885         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
1886     }
1887
1888     #[inline]
1889     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
1890         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
1891     }
1892
1893     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
1894     /// This must only be called on enums!
1895     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
1896         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
1897     }
1898
1899     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
1900     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
1901     /// single pointer.
1902     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
1903         self.c() || self.int.is_some()
1904     }
1905
1906     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
1907     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
1908     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
1909         if let Some(pack) = self.pack {
1910             if pack.bytes() == 1 {
1911                 return true;
1912             }
1913         }
1914
1915         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
1916     }
1917
1918     /// Returns `true` if this type is valid for reordering and `-Z randomize-layout`
1919     /// was enabled for its declaration crate
1920     pub fn can_randomize_type_layout(&self) -> bool {
1921         !self.inhibit_struct_field_reordering_opt()
1922             && self.flags.contains(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT)
1923     }
1924
1925     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
1926     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
1927         self.c()
1928     }
1929 }
1930
1931 impl<'tcx> FieldDef {
1932     /// Returns the type of this field. The resulting type is not normalized. The `subst` is
1933     /// typically obtained via the second field of [`TyKind::Adt`].
1934     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1935         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
1936     }
1937
1938     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1939     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1940         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.did).unwrap())
1941     }
1942 }
1943
1944 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
1945
1946 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
1947 pub enum ImplOverlapKind {
1948     /// These impls are always allowed to overlap.
1949     Permitted {
1950         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
1951         marker: bool,
1952     },
1953     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
1954     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
1955     ///
1956     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
1957     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
1958     ///
1959     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
1960     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
1961     ///
1962     /// ```compile_fail,(E0119)
1963     /// trait Trait {}
1964     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
1965     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
1966     /// ```
1967     ///
1968     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
1969     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
1970     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
1971     /// overlapping impls for it is sound.
1972     ///
1973     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
1974     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
1975     /// it has the following restrictions:
1976     ///
1977     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
1978     /// positive impls.
1979     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
1980     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
1981     /// marker traits.
1982     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
1983     ///
1984     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
1985     Issue33140,
1986 }
1987
1988 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
1989     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
1990         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
1991     }
1992
1993     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
1994         self.associated_items(id)
1995             .in_definition_order()
1996             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
1997     }
1998
1999     fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
2000         if let Some(cnum) = def_id.as_crate_root() {
2001             Some(self.crate_name(cnum))
2002         } else {
2003             let def_key = self.def_key(def_id);
2004             match def_key.disambiguated_data.data {
2005                 // The name of a constructor is that of its parent.
2006                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self
2007                     .opt_item_name(DefId { krate: def_id.krate, index: def_key.parent.unwrap() }),
2008                 // The name of opaque types only exists in HIR.
2009                 rustc_hir::definitions::DefPathData::ImplTrait
2010                     if let Some(def_id) = def_id.as_local() =>
2011                     self.hir().opt_name(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)),
2012                 _ => def_key.get_opt_name(),
2013             }
2014         }
2015     }
2016
2017     /// Look up the name of a definition across crates. This does not look at HIR.
2018     ///
2019     /// When possible, this function should be used for cross-crate lookups over
2020     /// [`opt_item_name`] to avoid invalidating the incremental cache. If you
2021     /// need to handle items without a name, or HIR items that will not be
2022     /// serialized cross-crate, or if you need the span of the item, use
2023     /// [`opt_item_name`] instead.
2024     ///
2025     /// [`opt_item_name`]: Self::opt_item_name
2026     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2027         // Look at cross-crate items first to avoid invalidating the incremental cache
2028         // unless we have to.
2029         self.opt_item_name(id).unwrap_or_else(|| {
2030             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2031         })
2032     }
2033
2034     /// Look up the name and span of a definition.
2035     ///
2036     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
2037     pub fn opt_item_ident(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2038         let def = self.opt_item_name(def_id)?;
2039         let span = def_id
2040             .as_local()
2041             .and_then(|id| self.def_ident_span(id))
2042             .unwrap_or(rustc_span::DUMMY_SP);
2043         Some(Ident::new(def, span))
2044     }
2045
2046     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2047         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2048             Some(self.associated_item(def_id))
2049         } else {
2050             None
2051         }
2052     }
2053
2054     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2055         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2056     }
2057
2058     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2059         variant
2060             .fields
2061             .iter()
2062             .position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident(self), variant.def_id))
2063     }
2064
2065     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2066     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2067     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2068         self,
2069         def_id1: DefId,
2070         def_id2: DefId,
2071     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2072         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2073         // as one of them essentially doesn't exist.
2074         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2075             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2076         {
2077             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2078         }
2079
2080         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2081             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2082                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2083                 debug!(
2084                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2085                     def_id1, def_id2
2086                 );
2087                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2088             }
2089             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2090             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2091                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2092                 debug!(
2093                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2094                     def_id1, def_id2
2095                 );
2096                 return None;
2097             }
2098             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2099             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2100         };
2101
2102         let is_marker_overlap = {
2103             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2104                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2105                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2106             };
2107             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2108         };
2109
2110         if is_marker_overlap {
2111             debug!(
2112                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2113                 def_id1, def_id2
2114             );
2115             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2116         } else {
2117             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2118                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2119                     if self_ty1 == self_ty2 {
2120                         debug!(
2121                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2122                             def_id1, def_id2
2123                         );
2124                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2125                     } else {
2126                         debug!(
2127                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2128                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2129                         );
2130                     }
2131                 }
2132             }
2133
2134             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2135             None
2136         }
2137     }
2138
2139     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2140     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2141     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2142         match res {
2143             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2144                 let enum_did = self.parent(did);
2145                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2146             }
2147             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2148             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2149                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did);
2150                 let enum_did = self.parent(variant_did);
2151                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2152             }
2153             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2154                 let struct_did = self.parent(ctor_did);
2155                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2156             }
2157             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2158         }
2159     }
2160
2161     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2162     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2163         match instance {
2164             ty::InstanceDef::Item(def) => match self.def_kind(def.did) {
2165                 DefKind::Const
2166                 | DefKind::Static(..)
2167                 | DefKind::AssocConst
2168                 | DefKind::Ctor(..)
2169                 | DefKind::AnonConst
2170                 | DefKind::InlineConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
2171                 // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
2172                 // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
2173                 _ => {
2174                     assert_eq!(def.const_param_did, None);
2175                     self.optimized_mir(def.did)
2176                 }
2177             },
2178             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2179             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2180             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2181             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2182             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2183             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2184             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2185             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2186         }
2187     }
2188
2189     /// Gets the attributes of a definition.
2190     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2191         if let Some(did) = did.as_local() {
2192             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2193         } else {
2194             self.item_attrs(did)
2195         }
2196     }
2197
2198     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2199     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2200         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2201     }
2202
2203     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2204     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2205         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2206     }
2207
2208     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
2209     /// generator is tainted by errors.
2210     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
2211         self.optimized_mir(def_id).generator_layout()
2212     }
2213
2214     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2215     /// If it implements no trait, returns `None`.
2216     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2217         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2218     }
2219
2220     /// If the given `DefId` describes a method belonging to an impl, returns the
2221     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2222     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2223         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
2224             TraitContainer(_) => None,
2225             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2226         })
2227     }
2228
2229     /// If the given `DefId` belongs to a trait that was automatically derived, returns `true`.
2230     pub fn is_builtin_derive(self, def_id: DefId) -> bool {
2231         self.has_attr(def_id, sym::automatically_derived)
2232     }
2233
2234     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2235     /// with the name of the crate containing the impl.
2236     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2237         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
2238             Ok(self.def_span(impl_did))
2239         } else {
2240             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
2241         }
2242     }
2243
2244     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
2245     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
2246     /// definition's parent/scope to perform comparison.
2247     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
2248         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
2249         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
2250         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
2251         use_name.name == def_name.name
2252             && use_name
2253                 .span
2254                 .ctxt()
2255                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expn_that_defined(def_parent_def_id))
2256     }
2257
2258     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
2259         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope));
2260         ident
2261     }
2262
2263     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
2264         self,
2265         mut ident: Ident,
2266         scope: DefId,
2267         block: hir::HirId,
2268     ) -> (Ident, DefId) {
2269         let scope = ident
2270             .span
2271             .normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope))
2272             .and_then(|actual_expansion| actual_expansion.expn_data().parent_module)
2273             .unwrap_or_else(|| self.parent_module(block).to_def_id());
2274         (ident, scope)
2275     }
2276
2277     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
2278         self.object_safety_violations(key).is_empty()
2279     }
2280
2281     #[inline]
2282     pub fn is_const_fn_raw(self, def_id: DefId) -> bool {
2283         matches!(self.def_kind(def_id), DefKind::Fn | DefKind::AssocFn | DefKind::Ctor(..))
2284             && self.impl_constness(def_id) == hir::Constness::Const
2285     }
2286 }
2287
2288 /// Yields the parent function's `LocalDefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
2289 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<LocalDefId> {
2290     let def_id = def_id.as_local()?;
2291     if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_def_id(def_id) {
2292         if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
2293             return match opaque_ty.origin {
2294                 hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn(parent) | hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn(parent) => {
2295                     Some(parent)
2296                 }
2297                 hir::OpaqueTyOrigin::TyAlias => None,
2298             };
2299         }
2300     }
2301     None
2302 }
2303
2304 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
2305     match ity {
2306         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
2307         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
2308         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
2309         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
2310         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
2311         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
2312     }
2313 }
2314
2315 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
2316     match uty {
2317         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
2318         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
2319         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
2320         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
2321         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
2322         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
2323     }
2324 }
2325
2326 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
2327     match fty {
2328         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
2329         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
2330     }
2331 }
2332
2333 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
2334     match ity {
2335         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
2336         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
2337         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
2338         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
2339         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
2340         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
2341     }
2342 }
2343
2344 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
2345     match uty {
2346         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
2347         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
2348         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
2349         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
2350         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
2351         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
2352     }
2353 }
2354
2355 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
2356     closure::provide(providers);
2357     context::provide(providers);
2358     erase_regions::provide(providers);
2359     layout::provide(providers);
2360     util::provide(providers);
2361     print::provide(providers);
2362     super::util::bug::provide(providers);
2363     super::middle::provide(providers);
2364     *providers = ty::query::Providers {
2365         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
2366         incoherent_impls: trait_def::incoherent_impls_provider,
2367         type_uninhabited_from: inhabitedness::type_uninhabited_from,
2368         const_param_default: consts::const_param_default,
2369         vtable_allocation: vtable::vtable_allocation_provider,
2370         ..*providers
2371     };
2372 }
2373
2374 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
2375 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
2376 /// rather, you should request the vector for a specific type via
2377 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
2378 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
2379 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
2380 pub struct CrateInherentImpls {
2381     pub inherent_impls: LocalDefIdMap<Vec<DefId>>,
2382     pub incoherent_impls: FxHashMap<SimplifiedType, Vec<LocalDefId>>,
2383 }
2384
2385 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
2386 pub struct SymbolName<'tcx> {
2387     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
2388     pub name: &'tcx str,
2389 }
2390
2391 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
2392     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
2393         SymbolName {
2394             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
2395         }
2396     }
2397 }
2398
2399 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
2400     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2401         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2402     }
2403 }
2404
2405 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
2406     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2407         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2408     }
2409 }
2410
2411 #[derive(Debug, Default, Copy, Clone)]
2412 pub struct FoundRelationships {
2413     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `?T: Foo`
2414     /// obligation, where:
2415     ///
2416     ///  * `Foo` is not `Sized`
2417     ///  * `(): Foo` may be satisfied
2418     pub self_in_trait: bool,
2419     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `<_ as
2420     /// _>::AssocType = ?T`
2421     pub output: bool,
2422 }