]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
review comment: add test case
[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, TypeSuperFoldable};
13 pub use self::visit::{TypeSuperVisitable, TypeVisitable, TypeVisitor};
14 pub use self::AssocItemContainer::*;
15 pub use self::BorrowKind::*;
16 pub use self::IntVarValue::*;
17 pub use self::Variance::*;
18 use crate::error::{OpaqueHiddenTypeMismatch, TypeMismatchReason};
19 use crate::metadata::ModChild;
20 use crate::middle::privacy::EffectiveVisibilities;
21 use crate::mir::{Body, GeneratorLayout};
22 use crate::traits::{self, Reveal};
23 use crate::ty;
24 use crate::ty::fast_reject::SimplifiedType;
25 use crate::ty::util::Discr;
26 pub use adt::*;
27 pub use assoc::*;
28 pub use generics::*;
29 use hir::OpaqueTyOrigin;
30 use rustc_ast as ast;
31 use rustc_ast::node_id::NodeMap;
32 use rustc_attr as attr;
33 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
34 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet, FxIndexMap, FxIndexSet};
35 use rustc_data_structures::intern::{Interned, WithStableHash};
36 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
37 use rustc_data_structures::tagged_ptr::CopyTaggedPtr;
38 use rustc_hir as hir;
39 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, LifetimeRes, Res};
40 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, LocalDefIdMap};
41 use rustc_hir::definitions::Definitions;
42 use rustc_hir::Node;
43 use rustc_index::vec::IndexVec;
44 use rustc_macros::HashStable;
45 use rustc_query_system::ich::StableHashingContext;
46 use rustc_serialize::{Decodable, Encodable};
47 use rustc_session::cstore::CrateStoreDyn;
48 use rustc_span::hygiene::MacroKind;
49 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
50 use rustc_span::{ExpnId, Span};
51 use rustc_target::abi::{Align, Integer, IntegerType, VariantIdx};
52 pub use rustc_target::abi::{ReprFlags, ReprOptions};
53 pub use subst::*;
54 pub use vtable::*;
55
56 use std::fmt::Debug;
57 use std::hash::{Hash, Hasher};
58 use std::marker::PhantomData;
59 use std::mem;
60 use std::num::NonZeroUsize;
61 use std::ops::ControlFlow;
62 use std::{fmt, str};
63
64 pub use crate::ty::diagnostics::*;
65 pub use rustc_type_ir::DynKind::*;
66 pub use rustc_type_ir::InferTy::*;
67 pub use rustc_type_ir::RegionKind::*;
68 pub use rustc_type_ir::TyKind::*;
69 pub use rustc_type_ir::*;
70
71 pub use self::binding::BindingMode;
72 pub use self::binding::BindingMode::*;
73 pub use self::closure::{
74     is_ancestor_or_same_capture, place_to_string_for_capture, BorrowKind, CaptureInfo,
75     CapturedPlace, ClosureKind, MinCaptureInformationMap, MinCaptureList,
76     RootVariableMinCaptureList, UpvarCapture, UpvarCaptureMap, UpvarId, UpvarListMap, UpvarPath,
77     CAPTURE_STRUCT_LOCAL,
78 };
79 pub use self::consts::{
80     Const, ConstInt, ConstKind, ConstS, Expr, InferConst, ScalarInt, UnevaluatedConst, ValTree,
81 };
82 pub use self::context::{
83     tls, CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
84     CtxtInterners, DeducedParamAttrs, FreeRegionInfo, GeneratorDiagnosticData,
85     GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, OnDiskCache, TyCtxt, TypeckResults, UserType,
86     UserTypeAnnotationIndex,
87 };
88 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef, ShortInstance};
89 pub use self::list::List;
90 pub use self::parameterized::ParameterizedOverTcx;
91 pub use self::rvalue_scopes::RvalueScopes;
92 pub use self::sty::BoundRegionKind::*;
93 pub use self::sty::{
94     Article, Binder, BoundRegion, BoundRegionKind, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar,
95     BoundVariableKind, CanonicalPolyFnSig, ClosureSubsts, ClosureSubstsParts, ConstVid,
96     EarlyBoundRegion, ExistentialPredicate, ExistentialProjection, ExistentialTraitRef, FnSig,
97     FreeRegion, GenSig, GeneratorSubsts, GeneratorSubstsParts, InlineConstSubsts,
98     InlineConstSubstsParts, ParamConst, ParamTy, PolyExistentialPredicate,
99     PolyExistentialProjection, PolyExistentialTraitRef, PolyFnSig, PolyGenSig, PolyTraitRef,
100     ProjectionTy, Region, RegionKind, RegionVid, TraitRef, TyKind, TypeAndMut, UpvarSubsts,
101     VarianceDiagInfo,
102 };
103 pub use self::trait_def::TraitDef;
104
105 pub mod _match;
106 pub mod abstract_const;
107 pub mod adjustment;
108 pub mod binding;
109 pub mod cast;
110 pub mod codec;
111 pub mod error;
112 pub mod fast_reject;
113 pub mod flags;
114 pub mod fold;
115 pub mod inhabitedness;
116 pub mod layout;
117 pub mod normalize_erasing_regions;
118 pub mod print;
119 pub mod query;
120 pub mod relate;
121 pub mod subst;
122 pub mod trait_def;
123 pub mod util;
124 pub mod visit;
125 pub mod vtable;
126 pub mod walk;
127
128 mod adt;
129 mod assoc;
130 mod closure;
131 mod consts;
132 mod context;
133 mod diagnostics;
134 mod erase_regions;
135 mod generics;
136 mod impls_ty;
137 mod instance;
138 mod list;
139 mod opaque_types;
140 mod parameterized;
141 mod rvalue_scopes;
142 mod structural_impls;
143 mod sty;
144
145 // Data types
146
147 pub type RegisteredTools = FxHashSet<Ident>;
148
149 pub struct ResolverOutputs {
150     pub definitions: Definitions,
151     pub global_ctxt: ResolverGlobalCtxt,
152     pub ast_lowering: ResolverAstLowering,
153 }
154
155 #[derive(Debug)]
156 pub struct ResolverGlobalCtxt {
157     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
158     pub visibilities: FxHashMap<LocalDefId, Visibility>,
159     /// This field is used to decide whether we should make `PRIVATE_IN_PUBLIC` a hard error.
160     pub has_pub_restricted: bool,
161     /// Item with a given `LocalDefId` was defined during macro expansion with ID `ExpnId`.
162     pub expn_that_defined: FxHashMap<LocalDefId, ExpnId>,
163     /// Reference span for definitions.
164     pub source_span: IndexVec<LocalDefId, Span>,
165     pub effective_visibilities: EffectiveVisibilities,
166     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
167     pub maybe_unused_trait_imports: FxIndexSet<LocalDefId>,
168     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
169     pub reexport_map: FxHashMap<LocalDefId, Vec<ModChild>>,
170     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
171     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
172     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
173     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
174     pub main_def: Option<MainDefinition>,
175     pub trait_impls: FxIndexMap<DefId, Vec<LocalDefId>>,
176     /// A list of proc macro LocalDefIds, written out in the order in which
177     /// they are declared in the static array generated by proc_macro_harness.
178     pub proc_macros: Vec<LocalDefId>,
179     /// Mapping from ident span to path span for paths that don't exist as written, but that
180     /// exist under `std`. For example, wrote `str::from_utf8` instead of `std::str::from_utf8`.
181     pub confused_type_with_std_module: FxHashMap<Span, Span>,
182     pub registered_tools: RegisteredTools,
183 }
184
185 /// Resolutions that should only be used for lowering.
186 /// This struct is meant to be consumed by lowering.
187 #[derive(Debug)]
188 pub struct ResolverAstLowering {
189     pub legacy_const_generic_args: FxHashMap<DefId, Option<Vec<usize>>>,
190
191     /// Resolutions for nodes that have a single resolution.
192     pub partial_res_map: NodeMap<hir::def::PartialRes>,
193     /// Resolutions for import nodes, which have multiple resolutions in different namespaces.
194     pub import_res_map: NodeMap<hir::def::PerNS<Option<Res<ast::NodeId>>>>,
195     /// Resolutions for labels (node IDs of their corresponding blocks or loops).
196     pub label_res_map: NodeMap<ast::NodeId>,
197     /// Resolutions for lifetimes.
198     pub lifetimes_res_map: NodeMap<LifetimeRes>,
199     /// Lifetime parameters that lowering will have to introduce.
200     pub extra_lifetime_params_map: NodeMap<Vec<(Ident, ast::NodeId, LifetimeRes)>>,
201
202     pub next_node_id: ast::NodeId,
203
204     pub node_id_to_def_id: FxHashMap<ast::NodeId, LocalDefId>,
205     pub def_id_to_node_id: IndexVec<LocalDefId, ast::NodeId>,
206
207     pub trait_map: NodeMap<Vec<hir::TraitCandidate>>,
208     /// A small map keeping true kinds of built-in macros that appear to be fn-like on
209     /// the surface (`macro` items in libcore), but are actually attributes or derives.
210     pub builtin_macro_kinds: FxHashMap<LocalDefId, MacroKind>,
211     /// List functions and methods for which lifetime elision was successful.
212     pub lifetime_elision_allowed: FxHashSet<ast::NodeId>,
213 }
214
215 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
216 pub struct MainDefinition {
217     pub res: Res<ast::NodeId>,
218     pub is_import: bool,
219     pub span: Span,
220 }
221
222 impl MainDefinition {
223     pub fn opt_fn_def_id(self) -> Option<DefId> {
224         if let Res::Def(DefKind::Fn, def_id) = self.res { Some(def_id) } else { None }
225     }
226 }
227
228 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
229 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
230 /// bounds / where-clauses).
231 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable)]
232 pub struct ImplHeader<'tcx> {
233     pub impl_def_id: DefId,
234     pub self_ty: Ty<'tcx>,
235     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
236     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
237 }
238
239 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable)]
240 pub enum ImplSubject<'tcx> {
241     Trait(TraitRef<'tcx>),
242     Inherent(Ty<'tcx>),
243 }
244
245 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, Debug)]
246 #[derive(TypeFoldable, TypeVisitable)]
247 pub enum ImplPolarity {
248     /// `impl Trait for Type`
249     Positive,
250     /// `impl !Trait for Type`
251     Negative,
252     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
253     ///
254     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
255     /// See #64631 for details.
256     Reservation,
257 }
258
259 impl ImplPolarity {
260     /// Flips polarity by turning `Positive` into `Negative` and `Negative` into `Positive`.
261     pub fn flip(&self) -> Option<ImplPolarity> {
262         match self {
263             ImplPolarity::Positive => Some(ImplPolarity::Negative),
264             ImplPolarity::Negative => Some(ImplPolarity::Positive),
265             ImplPolarity::Reservation => None,
266         }
267     }
268 }
269
270 impl fmt::Display for ImplPolarity {
271     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
272         match self {
273             Self::Positive => f.write_str("positive"),
274             Self::Negative => f.write_str("negative"),
275             Self::Reservation => f.write_str("reservation"),
276         }
277     }
278 }
279
280 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, Encodable, Decodable, HashStable)]
281 pub enum Visibility<Id = LocalDefId> {
282     /// Visible everywhere (including in other crates).
283     Public,
284     /// Visible only in the given crate-local module.
285     Restricted(Id),
286 }
287
288 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
289 pub enum BoundConstness {
290     /// `T: Trait`
291     NotConst,
292     /// `T: ~const Trait`
293     ///
294     /// Requires resolving to const only when we are in a const context.
295     ConstIfConst,
296 }
297
298 impl BoundConstness {
299     /// Reduce `self` and `constness` to two possible combined states instead of four.
300     pub fn and(&mut self, constness: hir::Constness) -> hir::Constness {
301         match (constness, self) {
302             (hir::Constness::Const, BoundConstness::ConstIfConst) => hir::Constness::Const,
303             (_, this) => {
304                 *this = BoundConstness::NotConst;
305                 hir::Constness::NotConst
306             }
307         }
308     }
309 }
310
311 impl fmt::Display for BoundConstness {
312     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
313         match self {
314             Self::NotConst => f.write_str("normal"),
315             Self::ConstIfConst => f.write_str("`~const`"),
316         }
317     }
318 }
319
320 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
321 #[derive(TypeFoldable, TypeVisitable)]
322 pub struct ClosureSizeProfileData<'tcx> {
323     /// Tuple containing the types of closure captures before the feature `capture_disjoint_fields`
324     pub before_feature_tys: Ty<'tcx>,
325     /// Tuple containing the types of closure captures after the feature `capture_disjoint_fields`
326     pub after_feature_tys: Ty<'tcx>,
327 }
328
329 pub trait DefIdTree: Copy {
330     fn opt_parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
331
332     #[inline]
333     #[track_caller]
334     fn parent(self, id: DefId) -> DefId {
335         match self.opt_parent(id) {
336             Some(id) => id,
337             // not `unwrap_or_else` to avoid breaking caller tracking
338             None => bug!("{id:?} doesn't have a parent"),
339         }
340     }
341
342     #[inline]
343     #[track_caller]
344     fn opt_local_parent(self, id: LocalDefId) -> Option<LocalDefId> {
345         self.opt_parent(id.to_def_id()).map(DefId::expect_local)
346     }
347
348     #[inline]
349     #[track_caller]
350     fn local_parent(self, id: LocalDefId) -> LocalDefId {
351         self.parent(id.to_def_id()).expect_local()
352     }
353
354     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
355         if descendant.krate != ancestor.krate {
356             return false;
357         }
358
359         while descendant != ancestor {
360             match self.opt_parent(descendant) {
361                 Some(parent) => descendant = parent,
362                 None => return false,
363             }
364         }
365         true
366     }
367 }
368
369 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
370     #[inline]
371     fn opt_parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
372         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
373     }
374 }
375
376 impl<Id> Visibility<Id> {
377     pub fn is_public(self) -> bool {
378         matches!(self, Visibility::Public)
379     }
380
381     pub fn map_id<OutId>(self, f: impl FnOnce(Id) -> OutId) -> Visibility<OutId> {
382         match self {
383             Visibility::Public => Visibility::Public,
384             Visibility::Restricted(id) => Visibility::Restricted(f(id)),
385         }
386     }
387 }
388
389 impl<Id: Into<DefId>> Visibility<Id> {
390     pub fn to_def_id(self) -> Visibility<DefId> {
391         self.map_id(Into::into)
392     }
393
394     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given module.
395     pub fn is_accessible_from(self, module: impl Into<DefId>, tree: impl DefIdTree) -> bool {
396         match self {
397             // Public items are visible everywhere.
398             Visibility::Public => true,
399             Visibility::Restricted(id) => tree.is_descendant_of(module.into(), id.into()),
400         }
401     }
402
403     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
404     pub fn is_at_least(self, vis: Visibility<impl Into<DefId>>, tree: impl DefIdTree) -> bool {
405         match vis {
406             Visibility::Public => self.is_public(),
407             Visibility::Restricted(id) => self.is_accessible_from(id, tree),
408         }
409     }
410 }
411
412 impl Visibility<DefId> {
413     pub fn expect_local(self) -> Visibility {
414         self.map_id(|id| id.expect_local())
415     }
416
417     /// Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
418     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
419         match self {
420             Visibility::Public => true,
421             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
422         }
423     }
424 }
425
426 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
427 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
428 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
429 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
430 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
431 /// item.
432 #[derive(HashStable, Debug)]
433 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
434     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
435     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
436     /// entry.
437     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
438 }
439
440 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
441 // the types of AST nodes.
442 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
443 pub struct CReaderCacheKey {
444     pub cnum: Option<CrateNum>,
445     pub pos: usize,
446 }
447
448 /// Represents a type.
449 ///
450 /// IMPORTANT:
451 /// - This is a very "dumb" struct (with no derives and no `impls`).
452 /// - Values of this type are always interned and thus unique, and are stored
453 ///   as an `Interned<TyS>`.
454 /// - `Ty` (which contains a reference to a `Interned<TyS>`) or `Interned<TyS>`
455 ///   should be used everywhere instead of `TyS`. In particular, `Ty` has most
456 ///   of the relevant methods.
457 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
458 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
459 pub(crate) struct TyS<'tcx> {
460     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
461     /// Use `Ty::kind()` instead.
462     kind: TyKind<'tcx>,
463
464     /// This field provides fast access to information that is also contained
465     /// in `kind`.
466     ///
467     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
468     /// Use `Ty::flags()` instead.
469     flags: TypeFlags,
470
471     /// This field provides fast access to information that is also contained
472     /// in `kind`.
473     ///
474     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
475     /// binder such that
476     ///
477     /// (a) the binder itself captures nothing but
478     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
479     ///     by some sub-binder.
480     ///
481     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
482     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
483     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
484     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
485     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
486     /// by an inner binder.
487     ///
488     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
489     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
490     /// (exclusive).
491     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
492 }
493
494 /// Use this rather than `TyS`, whenever possible.
495 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
496 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
497 #[rustc_pass_by_value]
498 pub struct Ty<'tcx>(Interned<'tcx, WithStableHash<TyS<'tcx>>>);
499
500 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
501     /// A "bool" type used in rustc_mir_transform unit tests when we
502     /// have not spun up a TyCtxt.
503     pub const BOOL_TY_FOR_UNIT_TESTING: Ty<'tcx> = Ty(Interned::new_unchecked(&WithStableHash {
504         internee: TyS {
505             kind: ty::Bool,
506             flags: TypeFlags::empty(),
507             outer_exclusive_binder: DebruijnIndex::from_usize(0),
508         },
509         stable_hash: Fingerprint::ZERO,
510     }));
511 }
512
513 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
514     #[inline]
515     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
516         let TyS {
517             kind,
518
519             // The other fields just provide fast access to information that is
520             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
521             flags: _,
522
523             outer_exclusive_binder: _,
524         } = self;
525
526         kind.hash_stable(hcx, hasher)
527     }
528 }
529
530 impl ty::EarlyBoundRegion {
531     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
532     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
533     pub fn has_name(&self) -> bool {
534         self.name != kw::UnderscoreLifetime && self.name != kw::Empty
535     }
536 }
537
538 /// Represents a predicate.
539 ///
540 /// See comments on `TyS`, which apply here too (albeit for
541 /// `PredicateS`/`Predicate` rather than `TyS`/`Ty`).
542 #[derive(Debug)]
543 pub(crate) struct PredicateS<'tcx> {
544     kind: Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>,
545     flags: TypeFlags,
546     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
547     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
548 }
549
550 /// Use this rather than `PredicateS`, whenever possible.
551 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
552 #[rustc_pass_by_value]
553 pub struct Predicate<'tcx>(Interned<'tcx, WithStableHash<PredicateS<'tcx>>>);
554
555 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
556     /// Gets the inner `Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>`.
557     #[inline]
558     pub fn kind(self) -> Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
559         self.0.kind
560     }
561
562     #[inline(always)]
563     pub fn flags(self) -> TypeFlags {
564         self.0.flags
565     }
566
567     #[inline(always)]
568     pub fn outer_exclusive_binder(self) -> DebruijnIndex {
569         self.0.outer_exclusive_binder
570     }
571
572     /// Flips the polarity of a Predicate.
573     ///
574     /// Given `T: Trait` predicate it returns `T: !Trait` and given `T: !Trait` returns `T: Trait`.
575     pub fn flip_polarity(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Predicate<'tcx>> {
576         let kind = self
577             .kind()
578             .map_bound(|kind| match kind {
579                 PredicateKind::Clause(Clause::Trait(TraitPredicate {
580                     trait_ref,
581                     constness,
582                     polarity,
583                 })) => Some(PredicateKind::Clause(Clause::Trait(TraitPredicate {
584                     trait_ref,
585                     constness,
586                     polarity: polarity.flip()?,
587                 }))),
588
589                 _ => None,
590             })
591             .transpose()?;
592
593         Some(tcx.mk_predicate(kind))
594     }
595
596     pub fn without_const(mut self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
597         if let PredicateKind::Clause(Clause::Trait(TraitPredicate { trait_ref, constness, polarity })) = self.kind().skip_binder()
598             && constness != BoundConstness::NotConst
599         {
600             self = tcx.mk_predicate(self.kind().rebind(PredicateKind::Clause(Clause::Trait(TraitPredicate {
601                 trait_ref,
602                 constness: BoundConstness::NotConst,
603                 polarity,
604             }))));
605         }
606         self
607     }
608
609     /// Whether this projection can be soundly normalized.
610     ///
611     /// Wf predicates must not be normalized, as normalization
612     /// can remove required bounds which would cause us to
613     /// unsoundly accept some programs. See #91068.
614     #[inline]
615     pub fn allow_normalization(self) -> bool {
616         match self.kind().skip_binder() {
617             PredicateKind::WellFormed(_) => false,
618             PredicateKind::Clause(Clause::Trait(_))
619             | PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(_))
620             | PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(_))
621             | PredicateKind::Clause(Clause::Projection(_))
622             | PredicateKind::ObjectSafe(_)
623             | PredicateKind::ClosureKind(_, _, _)
624             | PredicateKind::Subtype(_)
625             | PredicateKind::Coerce(_)
626             | PredicateKind::ConstEvaluatable(_)
627             | PredicateKind::ConstEquate(_, _)
628             | PredicateKind::Ambiguous
629             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(_) => true,
630         }
631     }
632 }
633
634 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for PredicateS<'tcx> {
635     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
636         let PredicateS {
637             ref kind,
638
639             // The other fields just provide fast access to information that is
640             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
641             flags: _,
642             outer_exclusive_binder: _,
643         } = self;
644
645         kind.hash_stable(hcx, hasher);
646     }
647 }
648
649 impl rustc_errors::IntoDiagnosticArg for Predicate<'_> {
650     fn into_diagnostic_arg(self) -> rustc_errors::DiagnosticArgValue<'static> {
651         rustc_errors::DiagnosticArgValue::Str(std::borrow::Cow::Owned(self.to_string()))
652     }
653 }
654
655 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
656 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
657 /// A clause is something that can appear in where bounds or be inferred
658 /// by implied bounds.
659 pub enum Clause<'tcx> {
660     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
661     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
662     /// would be the type parameters.
663     Trait(TraitPredicate<'tcx>),
664
665     /// `where 'a: 'b`
666     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
667
668     /// `where T: 'a`
669     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
670
671     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
672     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
673     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
674 }
675
676 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
677 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
678 pub enum PredicateKind<'tcx> {
679     /// Prove a clause
680     Clause(Clause<'tcx>),
681
682     /// No syntax: `T` well-formed.
683     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
684
685     /// Trait must be object-safe.
686     ObjectSafe(DefId),
687
688     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
689     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
690     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
691     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
692
693     /// `T1 <: T2`
694     ///
695     /// This obligation is created most often when we have two
696     /// unresolved type variables and hence don't have enough
697     /// information to process the subtyping obligation yet.
698     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
699
700     /// `T1` coerced to `T2`
701     ///
702     /// Like a subtyping obligation, this is created most often
703     /// when we have two unresolved type variables and hence
704     /// don't have enough information to process the coercion
705     /// obligation yet. At the moment, we actually process coercions
706     /// very much like subtyping and don't handle the full coercion
707     /// logic.
708     Coerce(CoercePredicate<'tcx>),
709
710     /// Constant initializer must evaluate successfully.
711     ConstEvaluatable(ty::Const<'tcx>),
712
713     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
714     ConstEquate(Const<'tcx>, Const<'tcx>),
715
716     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
717     ///
718     /// Only used for Chalk.
719     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
720
721     /// A marker predicate that is always ambiguous.
722     /// Used for coherence to mark opaque types as possibly equal to each other but ambiguous.
723     Ambiguous,
724 }
725
726 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
727 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
728 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
729 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
730 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
731 /// item.
732 #[derive(HashStable, Debug)]
733 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
734     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
735     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
736     /// bounds, it will have no entry.
737     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Clause<'tcx>, Span)]>,
738 }
739
740 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
741     /// Performs a substitution suitable for going from a
742     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
743     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
744     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
745     /// lengthy comment below for details.
746     pub fn subst_supertrait(
747         self,
748         tcx: TyCtxt<'tcx>,
749         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
750     ) -> Predicate<'tcx> {
751         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
752         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
753         //
754         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
755         //
756         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
757         //     trait Bar<'b,'c> { }
758         //
759         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
760         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
761         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
762         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
763         // normal substitution.
764         //
765         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
766         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
767         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
768         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
769         // `'a`.
770         //
771         // Another example to be careful of is this:
772         //
773         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
774         //     trait Bar1<'b,'c> { }
775         //
776         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
777         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
778         // reason is similar to the previous example: any impl of
779         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
780         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
781         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
782         //
783         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
784         // consider the more complicated scenario:
785         //
786         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
787         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
788         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
789         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
790         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
791         // - The supertrait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
792         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
793         //   DB index of 1.
794         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
795         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
796         //   just as we wanted.
797         //
798         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
799         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
800         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
801         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
802         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
803         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
804         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
805         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
806         // rather than the trait reference itself (put another way, the
807         // substitution code expects equal binding levels in the values
808         // from the substitution and the value being substituted into, and
809         // this trick achieves that).
810
811         // Working through the second example:
812         // trait_ref: for<'x> T: Foo1<'^0.0>; substs: [T, '^0.0]
813         // predicate: for<'b> Self: Bar1<'a, '^0.0>; substs: [Self, 'a, '^0.0]
814         // We want to end up with:
815         //     for<'x, 'b> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
816         // To do this:
817         // 1) We must shift all bound vars in predicate by the length
818         //    of trait ref's bound vars. So, we would end up with predicate like
819         //    Self: Bar1<'a, '^0.1>
820         // 2) We can then apply the trait substs to this, ending up with
821         //    T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
822         // 3) Finally, to create the final bound vars, we concatenate the bound
823         //    vars of the trait ref with those of the predicate:
824         //    ['x, 'b]
825         let bound_pred = self.kind();
826         let pred_bound_vars = bound_pred.bound_vars();
827         let trait_bound_vars = trait_ref.bound_vars();
828         // 1) Self: Bar1<'a, '^0.0> -> Self: Bar1<'a, '^0.1>
829         let shifted_pred =
830             tcx.shift_bound_var_indices(trait_bound_vars.len(), bound_pred.skip_binder());
831         // 2) Self: Bar1<'a, '^0.1> -> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
832         let new = EarlyBinder(shifted_pred).subst(tcx, trait_ref.skip_binder().substs);
833         // 3) ['x] + ['b] -> ['x, 'b]
834         let bound_vars =
835             tcx.mk_bound_variable_kinds(trait_bound_vars.iter().chain(pred_bound_vars));
836         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind_with_vars(new, bound_vars))
837     }
838 }
839
840 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
841 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
842 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
843     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
844
845     pub constness: BoundConstness,
846
847     /// If polarity is Positive: we are proving that the trait is implemented.
848     ///
849     /// If polarity is Negative: we are proving that a negative impl of this trait
850     /// exists. (Note that coherence also checks whether negative impls of supertraits
851     /// exist via a series of predicates.)
852     ///
853     /// If polarity is Reserved: that's a bug.
854     pub polarity: ImplPolarity,
855 }
856
857 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TraitPredicate<'tcx>>;
858
859 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
860     pub fn remap_constness(&mut self, param_env: &mut ParamEnv<'tcx>) {
861         *param_env = param_env.with_constness(self.constness.and(param_env.constness()))
862     }
863
864     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
865     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
866         // this is different to `remap_constness` that callees want to print this predicate
867         // in case of selection errors. `T: ~const Drop` bounds cannot end up here when the
868         // param_env is not const because it is always satisfied in non-const contexts.
869         if let hir::Constness::NotConst = param_env.constness() {
870             self.constness = ty::BoundConstness::NotConst;
871         }
872     }
873
874     pub fn with_self_type(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> Self {
875         Self { trait_ref: self.trait_ref.with_self_type(tcx, self_ty), ..self }
876     }
877
878     pub fn def_id(self) -> DefId {
879         self.trait_ref.def_id
880     }
881
882     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
883         self.trait_ref.self_ty()
884     }
885
886     #[inline]
887     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
888         self.constness == BoundConstness::ConstIfConst
889     }
890
891     pub fn is_constness_satisfied_by(self, constness: hir::Constness) -> bool {
892         match (self.constness, constness) {
893             (BoundConstness::NotConst, _)
894             | (BoundConstness::ConstIfConst, hir::Constness::Const) => true,
895             (BoundConstness::ConstIfConst, hir::Constness::NotConst) => false,
896         }
897     }
898
899     pub fn without_const(mut self) -> Self {
900         self.constness = BoundConstness::NotConst;
901         self
902     }
903 }
904
905 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
906     pub fn def_id(self) -> DefId {
907         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
908         self.skip_binder().def_id()
909     }
910
911     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
912         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
913     }
914
915     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
916     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
917         *self = self.map_bound(|mut p| {
918             p.remap_constness_diag(param_env);
919             p
920         });
921     }
922
923     #[inline]
924     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
925         self.skip_binder().is_const_if_const()
926     }
927 }
928
929 /// `A: B`
930 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
931 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
932 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B);
933 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
934 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
935 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
936 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
937
938 /// Encodes that `a` must be a subtype of `b`. The `a_is_expected` flag indicates
939 /// whether the `a` type is the type that we should label as "expected" when
940 /// presenting user diagnostics.
941 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
942 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
943 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
944     pub a_is_expected: bool,
945     pub a: Ty<'tcx>,
946     pub b: Ty<'tcx>,
947 }
948 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, SubtypePredicate<'tcx>>;
949
950 /// Encodes that we have to coerce *from* the `a` type to the `b` type.
951 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
952 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
953 pub struct CoercePredicate<'tcx> {
954     pub a: Ty<'tcx>,
955     pub b: Ty<'tcx>,
956 }
957 pub type PolyCoercePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, CoercePredicate<'tcx>>;
958
959 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
960 pub struct Term<'tcx> {
961     ptr: NonZeroUsize,
962     marker: PhantomData<(Ty<'tcx>, Const<'tcx>)>,
963 }
964
965 impl Debug for Term<'_> {
966     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
967         let data = if let Some(ty) = self.ty() {
968             format!("Term::Ty({:?})", ty)
969         } else if let Some(ct) = self.ct() {
970             format!("Term::Ct({:?})", ct)
971         } else {
972             unreachable!()
973         };
974         f.write_str(&data)
975     }
976 }
977
978 impl<'tcx> From<Ty<'tcx>> for Term<'tcx> {
979     fn from(ty: Ty<'tcx>) -> Self {
980         TermKind::Ty(ty).pack()
981     }
982 }
983
984 impl<'tcx> From<Const<'tcx>> for Term<'tcx> {
985     fn from(c: Const<'tcx>) -> Self {
986         TermKind::Const(c).pack()
987     }
988 }
989
990 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Term<'tcx> {
991     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
992         self.unpack().hash_stable(hcx, hasher);
993     }
994 }
995
996 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for Term<'tcx> {
997     fn try_fold_with<F: FallibleTypeFolder<'tcx>>(self, folder: &mut F) -> Result<Self, F::Error> {
998         Ok(self.unpack().try_fold_with(folder)?.pack())
999     }
1000 }
1001
1002 impl<'tcx> TypeVisitable<'tcx> for Term<'tcx> {
1003     fn visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1004         self.unpack().visit_with(visitor)
1005     }
1006 }
1007
1008 impl<'tcx, E: TyEncoder<I = TyCtxt<'tcx>>> Encodable<E> for Term<'tcx> {
1009     fn encode(&self, e: &mut E) {
1010         self.unpack().encode(e)
1011     }
1012 }
1013
1014 impl<'tcx, D: TyDecoder<I = TyCtxt<'tcx>>> Decodable<D> for Term<'tcx> {
1015     fn decode(d: &mut D) -> Self {
1016         let res: TermKind<'tcx> = Decodable::decode(d);
1017         res.pack()
1018     }
1019 }
1020
1021 impl<'tcx> Term<'tcx> {
1022     #[inline]
1023     pub fn unpack(self) -> TermKind<'tcx> {
1024         let ptr = self.ptr.get();
1025         // SAFETY: use of `Interned::new_unchecked` here is ok because these
1026         // pointers were originally created from `Interned` types in `pack()`,
1027         // and this is just going in the other direction.
1028         unsafe {
1029             match ptr & TAG_MASK {
1030                 TYPE_TAG => TermKind::Ty(Ty(Interned::new_unchecked(
1031                     &*((ptr & !TAG_MASK) as *const WithStableHash<ty::TyS<'tcx>>),
1032                 ))),
1033                 CONST_TAG => TermKind::Const(ty::Const(Interned::new_unchecked(
1034                     &*((ptr & !TAG_MASK) as *const ty::ConstS<'tcx>),
1035                 ))),
1036                 _ => core::intrinsics::unreachable(),
1037             }
1038         }
1039     }
1040
1041     pub fn ty(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1042         if let TermKind::Ty(ty) = self.unpack() { Some(ty) } else { None }
1043     }
1044
1045     pub fn ct(&self) -> Option<Const<'tcx>> {
1046         if let TermKind::Const(c) = self.unpack() { Some(c) } else { None }
1047     }
1048
1049     pub fn into_arg(self) -> GenericArg<'tcx> {
1050         match self.unpack() {
1051             TermKind::Ty(ty) => ty.into(),
1052             TermKind::Const(c) => c.into(),
1053         }
1054     }
1055 }
1056
1057 const TAG_MASK: usize = 0b11;
1058 const TYPE_TAG: usize = 0b00;
1059 const CONST_TAG: usize = 0b01;
1060
1061 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord, TyEncodable, TyDecodable)]
1062 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable)]
1063 pub enum TermKind<'tcx> {
1064     Ty(Ty<'tcx>),
1065     Const(Const<'tcx>),
1066 }
1067
1068 impl<'tcx> TermKind<'tcx> {
1069     #[inline]
1070     fn pack(self) -> Term<'tcx> {
1071         let (tag, ptr) = match self {
1072             TermKind::Ty(ty) => {
1073                 // Ensure we can use the tag bits.
1074                 assert_eq!(mem::align_of_val(&*ty.0.0) & TAG_MASK, 0);
1075                 (TYPE_TAG, ty.0.0 as *const WithStableHash<ty::TyS<'tcx>> as usize)
1076             }
1077             TermKind::Const(ct) => {
1078                 // Ensure we can use the tag bits.
1079                 assert_eq!(mem::align_of_val(&*ct.0.0) & TAG_MASK, 0);
1080                 (CONST_TAG, ct.0.0 as *const ty::ConstS<'tcx> as usize)
1081             }
1082         };
1083
1084         Term { ptr: unsafe { NonZeroUsize::new_unchecked(ptr | tag) }, marker: PhantomData }
1085     }
1086 }
1087
1088 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1089 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1090 ///
1091 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1092 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1093 ///
1094 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1095 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1096 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1097 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1098 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1099 /// instances to normalize the LHS.
1100 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1101 #[derive(HashStable, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift)]
1102 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1103     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1104     pub term: Term<'tcx>,
1105 }
1106
1107 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<'tcx, ProjectionPredicate<'tcx>>;
1108
1109 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1110     /// Returns the `DefId` of the trait of the associated item being projected.
1111     #[inline]
1112     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
1113         self.skip_binder().projection_ty.trait_def_id(tcx)
1114     }
1115
1116     /// Get the [PolyTraitRef] required for this projection to be well formed.
1117     /// Note that for generic associated types the predicates of the associated
1118     /// type also need to be checked.
1119     #[inline]
1120     pub fn required_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1121         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1122         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1123         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1124         // return value, so we are preserving the number of binding
1125         // levels.
1126         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1127     }
1128
1129     pub fn term(&self) -> Binder<'tcx, Term<'tcx>> {
1130         self.map_bound(|predicate| predicate.term)
1131     }
1132
1133     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1134     ///
1135     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1136     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1137     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1138         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1139         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1140     }
1141 }
1142
1143 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1144     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1145 }
1146
1147 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1148     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1149         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1150     }
1151 }
1152
1153 pub trait ToPredicate<'tcx, Predicate> {
1154     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate;
1155 }
1156
1157 impl<'tcx, T> ToPredicate<'tcx, T> for T {
1158     fn to_predicate(self, _tcx: TyCtxt<'tcx>) -> T {
1159         self
1160     }
1161 }
1162
1163 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx, Predicate<'tcx>> for Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
1164     #[inline(always)]
1165     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1166         tcx.mk_predicate(self)
1167     }
1168 }
1169
1170 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx, Predicate<'tcx>> for Clause<'tcx> {
1171     #[inline(always)]
1172     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1173         tcx.mk_predicate(ty::Binder::dummy(ty::PredicateKind::Clause(self)))
1174     }
1175 }
1176
1177 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx, Predicate<'tcx>> for Binder<'tcx, TraitRef<'tcx>> {
1178     #[inline(always)]
1179     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1180         let pred: PolyTraitPredicate<'tcx> = self.to_predicate(tcx);
1181         pred.to_predicate(tcx)
1182     }
1183 }
1184
1185 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx, PolyTraitPredicate<'tcx>> for Binder<'tcx, TraitRef<'tcx>> {
1186     #[inline(always)]
1187     fn to_predicate(self, _: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1188         self.map_bound(|trait_ref| TraitPredicate {
1189             trait_ref,
1190             constness: ty::BoundConstness::NotConst,
1191             polarity: ty::ImplPolarity::Positive,
1192         })
1193     }
1194 }
1195
1196 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx, Predicate<'tcx>> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1197     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1198         self.map_bound(|p| PredicateKind::Clause(Clause::Trait(p))).to_predicate(tcx)
1199     }
1200 }
1201
1202 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx, Predicate<'tcx>> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1203     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1204         self.map_bound(|p| PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(p))).to_predicate(tcx)
1205     }
1206 }
1207
1208 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx, Predicate<'tcx>> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1209     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1210         self.map_bound(|p| PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(p))).to_predicate(tcx)
1211     }
1212 }
1213
1214 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx, Predicate<'tcx>> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1215     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1216         self.map_bound(|p| PredicateKind::Clause(Clause::Projection(p))).to_predicate(tcx)
1217     }
1218 }
1219
1220 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1221     pub fn to_opt_poly_trait_pred(self) -> Option<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1222         let predicate = self.kind();
1223         match predicate.skip_binder() {
1224             PredicateKind::Clause(Clause::Trait(t)) => Some(predicate.rebind(t)),
1225             PredicateKind::Clause(Clause::Projection(..))
1226             | PredicateKind::Subtype(..)
1227             | PredicateKind::Coerce(..)
1228             | PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(..))
1229             | PredicateKind::WellFormed(..)
1230             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1231             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1232             | PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(..))
1233             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1234             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1235             | PredicateKind::Ambiguous
1236             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1237         }
1238     }
1239
1240     pub fn to_opt_poly_projection_pred(self) -> Option<PolyProjectionPredicate<'tcx>> {
1241         let predicate = self.kind();
1242         match predicate.skip_binder() {
1243             PredicateKind::Clause(Clause::Projection(t)) => Some(predicate.rebind(t)),
1244             PredicateKind::Clause(Clause::Trait(..))
1245             | PredicateKind::Subtype(..)
1246             | PredicateKind::Coerce(..)
1247             | PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(..))
1248             | PredicateKind::WellFormed(..)
1249             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1250             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1251             | PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(..))
1252             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1253             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1254             | PredicateKind::Ambiguous
1255             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1256         }
1257     }
1258
1259     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1260         let predicate = self.kind();
1261         match predicate.skip_binder() {
1262             PredicateKind::Clause(Clause::TypeOutlives(data)) => Some(predicate.rebind(data)),
1263             PredicateKind::Clause(Clause::Trait(..))
1264             | PredicateKind::Clause(Clause::Projection(..))
1265             | PredicateKind::Subtype(..)
1266             | PredicateKind::Coerce(..)
1267             | PredicateKind::Clause(Clause::RegionOutlives(..))
1268             | PredicateKind::WellFormed(..)
1269             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1270             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1271             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1272             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1273             | PredicateKind::Ambiguous
1274             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1275         }
1276     }
1277 }
1278
1279 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1280 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1281 /// where-clauses. You can obtain an `InstantiatedPredicates` list from a
1282 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1283 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1284 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1285 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1286 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1287 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1288 /// their values.
1289 ///
1290 /// Example:
1291 /// ```ignore (illustrative)
1292 /// struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1293 /// ```
1294 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1295 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1296 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1297 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1298 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable)]
1299 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1300     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1301     pub spans: Vec<Span>,
1302 }
1303
1304 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1305     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1306         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1307     }
1308
1309     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1310         self.predicates.is_empty()
1311     }
1312 }
1313
1314 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable, Lift)]
1315 #[derive(TypeFoldable, TypeVisitable)]
1316 pub struct OpaqueTypeKey<'tcx> {
1317     pub def_id: LocalDefId,
1318     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1319 }
1320
1321 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1322 pub struct OpaqueHiddenType<'tcx> {
1323     /// The span of this particular definition of the opaque type. So
1324     /// for example:
1325     ///
1326     /// ```ignore (incomplete snippet)
1327     /// type Foo = impl Baz;
1328     /// fn bar() -> Foo {
1329     /// //          ^^^ This is the span we are looking for!
1330     /// }
1331     /// ```
1332     ///
1333     /// In cases where the fn returns `(impl Trait, impl Trait)` or
1334     /// other such combinations, the result is currently
1335     /// over-approximated, but better than nothing.
1336     pub span: Span,
1337
1338     /// The type variable that represents the value of the opaque type
1339     /// that we require. In other words, after we compile this function,
1340     /// we will be created a constraint like:
1341     /// ```ignore (pseudo-rust)
1342     /// Foo<'a, T> = ?C
1343     /// ```
1344     /// where `?C` is the value of this type variable. =) It may
1345     /// naturally refer to the type and lifetime parameters in scope
1346     /// in this function, though ultimately it should only reference
1347     /// those that are arguments to `Foo` in the constraint above. (In
1348     /// other words, `?C` should not include `'b`, even though it's a
1349     /// lifetime parameter on `foo`.)
1350     pub ty: Ty<'tcx>,
1351 }
1352
1353 impl<'tcx> OpaqueHiddenType<'tcx> {
1354     pub fn report_mismatch(&self, other: &Self, tcx: TyCtxt<'tcx>) {
1355         // Found different concrete types for the opaque type.
1356         let sub_diag = if self.span == other.span {
1357             TypeMismatchReason::ConflictType { span: self.span }
1358         } else {
1359             TypeMismatchReason::PreviousUse { span: self.span }
1360         };
1361         tcx.sess.emit_err(OpaqueHiddenTypeMismatch {
1362             self_ty: self.ty,
1363             other_ty: other.ty,
1364             other_span: other.span,
1365             sub: sub_diag,
1366         });
1367     }
1368
1369     #[instrument(level = "debug", skip(tcx), ret)]
1370     pub fn remap_generic_params_to_declaration_params(
1371         self,
1372         opaque_type_key: OpaqueTypeKey<'tcx>,
1373         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1374         // typeck errors have subpar spans for opaque types, so delay error reporting until borrowck.
1375         ignore_errors: bool,
1376         origin: OpaqueTyOrigin,
1377     ) -> Self {
1378         let OpaqueTypeKey { def_id, substs } = opaque_type_key;
1379
1380         // Use substs to build up a reverse map from regions to their
1381         // identity mappings. This is necessary because of `impl
1382         // Trait` lifetimes are computed by replacing existing
1383         // lifetimes with 'static and remapping only those used in the
1384         // `impl Trait` return type, resulting in the parameters
1385         // shifting.
1386         let id_substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def_id.to_def_id());
1387         debug!(?id_substs);
1388
1389         // This zip may have several times the same lifetime in `substs` paired with a different
1390         // lifetime from `id_substs`.  Simply `collect`ing the iterator is the correct behaviour:
1391         // it will pick the last one, which is the one we introduced in the impl-trait desugaring.
1392         let map = substs.iter().zip(id_substs);
1393
1394         let map: FxHashMap<GenericArg<'tcx>, GenericArg<'tcx>> = match origin {
1395             // HACK: The HIR lowering for async fn does not generate
1396             // any `+ Captures<'x>` bounds for the `impl Future<...>`, so all async fns with lifetimes
1397             // would now fail to compile. We should probably just make hir lowering fill this in properly.
1398             OpaqueTyOrigin::AsyncFn(_) => map.collect(),
1399             OpaqueTyOrigin::FnReturn(_) | OpaqueTyOrigin::TyAlias => {
1400                 // Opaque types may only use regions that are bound. So for
1401                 // ```rust
1402                 // type Foo<'a, 'b, 'c> = impl Trait<'a> + 'b;
1403                 // ```
1404                 // we may not use `'c` in the hidden type.
1405                 let variances = tcx.variances_of(def_id);
1406                 debug!(?variances);
1407
1408                 map.filter(|(_, v)| {
1409                     let ty::GenericArgKind::Lifetime(lt) = v.unpack() else { return true };
1410                     let ty::ReEarlyBound(ebr) = lt.kind() else { bug!() };
1411                     variances[ebr.index as usize] == ty::Variance::Invariant
1412                 })
1413                 .collect()
1414             }
1415         };
1416         debug!("map = {:#?}", map);
1417
1418         // Convert the type from the function into a type valid outside
1419         // the function, by replacing invalid regions with 'static,
1420         // after producing an error for each of them.
1421         self.fold_with(&mut opaque_types::ReverseMapper::new(tcx, map, self.span, ignore_errors))
1422     }
1423 }
1424
1425 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
1426 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
1427 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
1428 /// another.
1429 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord)]
1430 #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1431 pub struct Placeholder<T> {
1432     pub universe: UniverseIndex,
1433     pub name: T,
1434 }
1435
1436 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1437
1438 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1439
1440 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1441 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1442 pub struct BoundConst<'tcx> {
1443     pub var: BoundVar,
1444     pub ty: Ty<'tcx>,
1445 }
1446
1447 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundVar>;
1448
1449 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1450 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1451 ///
1452 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1453 /// which cause cycle errors.
1454 ///
1455 /// ```rust
1456 /// struct A;
1457 /// impl A {
1458 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1459 ///     //           ^ const parameter
1460 /// }
1461 /// struct B;
1462 /// impl B {
1463 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1464 ///     //           ^ const parameter
1465 /// }
1466 ///
1467 /// fn main() {
1468 ///     let a = A;
1469 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1470 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1471 /// }
1472 /// ```
1473 ///
1474 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1475 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1476 ///
1477 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1478 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1479 /// requires us to evaluate the const argument.
1480 ///
1481 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1482 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1483 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1484 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1485 /// which results in a cycle.
1486 ///
1487 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1488 ///
1489 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1490 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1491 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1492 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1493 /// trivial to compute.
1494 ///
1495 /// If we now want to use that constant in a place which potentially needs its type
1496 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1497 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1498 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1499 /// to get the type of `did`.
1500 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, TypeVisitable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1501 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1502 #[derive(Hash, HashStable)]
1503 pub struct WithOptConstParam<T> {
1504     pub did: T,
1505     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1506     /// a const argument.
1507     ///
1508     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1509     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1510     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1511     pub const_param_did: Option<DefId>,
1512 }
1513
1514 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1515     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1516     #[inline(always)]
1517     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1518         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1519     }
1520 }
1521
1522 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1523     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1524     /// `None` otherwise.
1525     #[inline(always)]
1526     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1527         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1528     }
1529
1530     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1531     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1532     #[inline(always)]
1533     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1534         if self.const_param_did.is_none() {
1535             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1536                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1537             }
1538         }
1539
1540         None
1541     }
1542
1543     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1544         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1545     }
1546
1547     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1548         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1549     }
1550 }
1551
1552 impl WithOptConstParam<DefId> {
1553     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1554         self.did
1555             .as_local()
1556             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1557     }
1558
1559     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1560         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1561             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1562                 return Some((did, param_did));
1563             }
1564         }
1565
1566         None
1567     }
1568
1569     pub fn is_local(self) -> bool {
1570         self.did.is_local()
1571     }
1572
1573     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1574         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1575     }
1576 }
1577
1578 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1579 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1580 /// particular point.
1581 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1582 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1583     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1584     ///
1585     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1586     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1587     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1588     ///
1589     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1590     ///
1591     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1592     /// want `Reveal::All`.
1593     ///
1594     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1595     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, ParamTag, true>,
1596 }
1597
1598 #[derive(Copy, Clone)]
1599 struct ParamTag {
1600     reveal: traits::Reveal,
1601     constness: hir::Constness,
1602 }
1603
1604 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for ParamTag {
1605     const BITS: usize = 2;
1606     #[inline]
1607     fn into_usize(self) -> usize {
1608         match self {
1609             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst } => 0,
1610             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst } => 1,
1611             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const } => 2,
1612             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const } => 3,
1613         }
1614     }
1615     #[inline]
1616     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1617         match ptr {
1618             0 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst },
1619             1 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst },
1620             2 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const },
1621             3 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const },
1622             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1623         }
1624     }
1625 }
1626
1627 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1628     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1629         f.debug_struct("ParamEnv")
1630             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1631             .field("reveal", &self.reveal())
1632             .field("constness", &self.constness())
1633             .finish()
1634     }
1635 }
1636
1637 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1638     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1639         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1640         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1641         self.constness().hash_stable(hcx, hasher);
1642     }
1643 }
1644
1645 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1646     fn try_fold_with<F: ty::fold::FallibleTypeFolder<'tcx>>(
1647         self,
1648         folder: &mut F,
1649     ) -> Result<Self, F::Error> {
1650         Ok(ParamEnv::new(
1651             self.caller_bounds().try_fold_with(folder)?,
1652             self.reveal().try_fold_with(folder)?,
1653             self.constness(),
1654         ))
1655     }
1656 }
1657
1658 impl<'tcx> TypeVisitable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1659     fn visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1660         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1661         self.reveal().visit_with(visitor)
1662     }
1663 }
1664
1665 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1666     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1667     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1668     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1669     /// type-checking.
1670     #[inline]
1671     pub fn empty() -> Self {
1672         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, hir::Constness::NotConst)
1673     }
1674
1675     #[inline]
1676     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1677         self.packed.pointer()
1678     }
1679
1680     #[inline]
1681     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1682         self.packed.tag().reveal
1683     }
1684
1685     #[inline]
1686     pub fn constness(self) -> hir::Constness {
1687         self.packed.tag().constness
1688     }
1689
1690     #[inline]
1691     pub fn is_const(self) -> bool {
1692         self.packed.tag().constness == hir::Constness::Const
1693     }
1694
1695     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1696     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1697     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1698     /// environments like codegen or doing optimizations.
1699     ///
1700     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1701     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1702     #[inline]
1703     pub fn reveal_all() -> Self {
1704         Self::new(List::empty(), Reveal::All, hir::Constness::NotConst)
1705     }
1706
1707     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1708     #[inline]
1709     pub fn new(
1710         caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>,
1711         reveal: Reveal,
1712         constness: hir::Constness,
1713     ) -> Self {
1714         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, ParamTag { reveal, constness }) }
1715     }
1716
1717     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1718         self.packed.set_tag(ParamTag { reveal: Reveal::UserFacing, ..self.packed.tag() });
1719         self
1720     }
1721
1722     #[inline]
1723     pub fn with_constness(mut self, constness: hir::Constness) -> Self {
1724         self.packed.set_tag(ParamTag { constness, ..self.packed.tag() });
1725         self
1726     }
1727
1728     #[inline]
1729     pub fn with_const(mut self) -> Self {
1730         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::Const, ..self.packed.tag() });
1731         self
1732     }
1733
1734     #[inline]
1735     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1736         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::NotConst, ..self.packed.tag() });
1737         self
1738     }
1739
1740     #[inline]
1741     pub fn remap_constness_with(&mut self, mut constness: ty::BoundConstness) {
1742         *self = self.with_constness(constness.and(self.constness()))
1743     }
1744
1745     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1746     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1747     /// (even for associated types that are specializable). This is
1748     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1749     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1750     /// which is the default.
1751     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1752     /// will be normalized to their underlying types.
1753     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1754     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1755         if self.packed.tag().reveal == traits::Reveal::All {
1756             return self;
1757         }
1758
1759         ParamEnv::new(
1760             tcx.reveal_opaque_types_in_bounds(self.caller_bounds()),
1761             Reveal::All,
1762             self.constness(),
1763         )
1764     }
1765
1766     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1767     #[inline]
1768     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1769         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.constness())
1770     }
1771
1772     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1773     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1774     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1775     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1776     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1777     /// invisible.
1778     ///
1779     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1780     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1781     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1782     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1783     /// although the surrounding function is never reachable.
1784     pub fn and<T: TypeVisitable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1785         match self.reveal() {
1786             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1787
1788             Reveal::All => {
1789                 if value.is_global() {
1790                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1791                 } else {
1792                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1793                 }
1794             }
1795         }
1796     }
1797 }
1798
1799 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1800 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1801 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
1802     #[inline]
1803     pub fn with_constness(self, constness: BoundConstness) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1804         self.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate {
1805             trait_ref,
1806             constness,
1807             polarity: ty::ImplPolarity::Positive,
1808         })
1809     }
1810
1811     #[inline]
1812     pub fn without_const(self) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1813         self.with_constness(BoundConstness::NotConst)
1814     }
1815 }
1816
1817 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable, TypeVisitable)]
1818 #[derive(HashStable, Lift)]
1819 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1820     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1821     pub value: T,
1822 }
1823
1824 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1825     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1826         (self.param_env, self.value)
1827     }
1828
1829     #[inline]
1830     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1831         self.param_env = self.param_env.without_const();
1832         self
1833     }
1834 }
1835
1836 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable, Encodable, Decodable)]
1837 pub struct Destructor {
1838     /// The `DefId` of the destructor method
1839     pub did: DefId,
1840     /// The constness of the destructor method
1841     pub constness: hir::Constness,
1842 }
1843
1844 bitflags! {
1845     #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1846     pub struct VariantFlags: u32 {
1847         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1848         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1849         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1850         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1851         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1852         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1853     }
1854 }
1855
1856 /// Definition of a variant -- a struct's fields or an enum variant.
1857 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1858 pub struct VariantDef {
1859     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1860     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1861     pub def_id: DefId,
1862     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1863     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1864     pub ctor: Option<(CtorKind, DefId)>,
1865     /// Variant or struct name.
1866     pub name: Symbol,
1867     /// Discriminant of this variant.
1868     pub discr: VariantDiscr,
1869     /// Fields of this variant.
1870     pub fields: Vec<FieldDef>,
1871     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1872     flags: VariantFlags,
1873 }
1874
1875 impl VariantDef {
1876     /// Creates a new `VariantDef`.
1877     ///
1878     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1879     /// represents an enum variant).
1880     ///
1881     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1882     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1883     ///
1884     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1885     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1886     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1887     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1888     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1889     ///
1890     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1891     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1892     pub fn new(
1893         name: Symbol,
1894         variant_did: Option<DefId>,
1895         ctor: Option<(CtorKind, DefId)>,
1896         discr: VariantDiscr,
1897         fields: Vec<FieldDef>,
1898         adt_kind: AdtKind,
1899         parent_did: DefId,
1900         recovered: bool,
1901         is_field_list_non_exhaustive: bool,
1902     ) -> Self {
1903         debug!(
1904             "VariantDef::new(name = {:?}, variant_did = {:?}, ctor = {:?}, discr = {:?},
1905              fields = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1906             name, variant_did, ctor, discr, fields, adt_kind, parent_did,
1907         );
1908
1909         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1910         if is_field_list_non_exhaustive {
1911             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1912         }
1913
1914         if recovered {
1915             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
1916         }
1917
1918         VariantDef { def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did), ctor, name, discr, fields, flags }
1919     }
1920
1921     /// Is this field list non-exhaustive?
1922     #[inline]
1923     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1924         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1925     }
1926
1927     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
1928     #[inline]
1929     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
1930         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
1931     }
1932
1933     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1934     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1935         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.def_id).unwrap())
1936     }
1937
1938     #[inline]
1939     pub fn ctor_kind(&self) -> Option<CtorKind> {
1940         self.ctor.map(|(kind, _)| kind)
1941     }
1942
1943     #[inline]
1944     pub fn ctor_def_id(&self) -> Option<DefId> {
1945         self.ctor.map(|(_, def_id)| def_id)
1946     }
1947 }
1948
1949 impl PartialEq for VariantDef {
1950     #[inline]
1951     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1952         // There should be only one `VariantDef` for each `def_id`, therefore
1953         // it is fine to implement `PartialEq` only based on `def_id`.
1954         //
1955         // Below, we exhaustively destructure `self` and `other` so that if the
1956         // definition of `VariantDef` changes, a compile-error will be produced,
1957         // reminding us to revisit this assumption.
1958
1959         let Self { def_id: lhs_def_id, ctor: _, name: _, discr: _, fields: _, flags: _ } = &self;
1960         let Self { def_id: rhs_def_id, ctor: _, name: _, discr: _, fields: _, flags: _ } = other;
1961         lhs_def_id == rhs_def_id
1962     }
1963 }
1964
1965 impl Eq for VariantDef {}
1966
1967 impl Hash for VariantDef {
1968     #[inline]
1969     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1970         // There should be only one `VariantDef` for each `def_id`, therefore
1971         // it is fine to implement `Hash` only based on `def_id`.
1972         //
1973         // Below, we exhaustively destructure `self` so that if the definition
1974         // of `VariantDef` changes, a compile-error will be produced, reminding
1975         // us to revisit this assumption.
1976
1977         let Self { def_id, ctor: _, name: _, discr: _, fields: _, flags: _ } = &self;
1978         def_id.hash(s)
1979     }
1980 }
1981
1982 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1983 pub enum VariantDiscr {
1984     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1985     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1986     Explicit(DefId),
1987
1988     /// The previous variant's discriminant plus one.
1989     /// For efficiency reasons, the distance from the
1990     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1991     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1992     Relative(u32),
1993 }
1994
1995 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1996 pub struct FieldDef {
1997     pub did: DefId,
1998     pub name: Symbol,
1999     pub vis: Visibility<DefId>,
2000 }
2001
2002 impl PartialEq for FieldDef {
2003     #[inline]
2004     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2005         // There should be only one `FieldDef` for each `did`, therefore it is
2006         // fine to implement `PartialEq` only based on `did`.
2007         //
2008         // Below, we exhaustively destructure `self` so that if the definition
2009         // of `FieldDef` changes, a compile-error will be produced, reminding
2010         // us to revisit this assumption.
2011
2012         let Self { did: lhs_did, name: _, vis: _ } = &self;
2013
2014         let Self { did: rhs_did, name: _, vis: _ } = other;
2015
2016         lhs_did == rhs_did
2017     }
2018 }
2019
2020 impl Eq for FieldDef {}
2021
2022 impl Hash for FieldDef {
2023     #[inline]
2024     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2025         // There should be only one `FieldDef` for each `did`, therefore it is
2026         // fine to implement `Hash` only based on `did`.
2027         //
2028         // Below, we exhaustively destructure `self` so that if the definition
2029         // of `FieldDef` changes, a compile-error will be produced, reminding
2030         // us to revisit this assumption.
2031
2032         let Self { did, name: _, vis: _ } = &self;
2033
2034         did.hash(s)
2035     }
2036 }
2037
2038 impl<'tcx> FieldDef {
2039     /// Returns the type of this field. The resulting type is not normalized. The `subst` is
2040     /// typically obtained via the second field of [`TyKind::Adt`].
2041     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2042         tcx.bound_type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2043     }
2044
2045     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
2046     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
2047         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.did).unwrap())
2048     }
2049 }
2050
2051 pub type Attributes<'tcx> = impl Iterator<Item = &'tcx ast::Attribute>;
2052 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2053 pub enum ImplOverlapKind {
2054     /// These impls are always allowed to overlap.
2055     Permitted {
2056         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2057         marker: bool,
2058     },
2059     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2060     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2061     ///
2062     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2063     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2064     ///
2065     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2066     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2067     ///
2068     /// ```compile_fail,(E0119)
2069     /// trait Trait {}
2070     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2071     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2072     /// ```
2073     ///
2074     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2075     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2076     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2077     /// overlapping impls for it is sound.
2078     ///
2079     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2080     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2081     /// it has the following restrictions:
2082     ///
2083     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2084     /// positive impls.
2085     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2086     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2087     /// marker traits.
2088     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2089     ///
2090     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2091     Issue33140,
2092 }
2093
2094 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2095     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2096         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2097     }
2098
2099     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2100         self.associated_items(id)
2101             .in_definition_order()
2102             .filter(move |item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness(self).has_value())
2103     }
2104
2105     pub fn repr_options_of_def(self, did: DefId) -> ReprOptions {
2106         let mut flags = ReprFlags::empty();
2107         let mut size = None;
2108         let mut max_align: Option<Align> = None;
2109         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2110
2111         // Generate a deterministically-derived seed from the item's path hash
2112         // to allow for cross-crate compilation to actually work
2113         let mut field_shuffle_seed = self.def_path_hash(did).0.to_smaller_hash();
2114
2115         // If the user defined a custom seed for layout randomization, xor the item's
2116         // path hash with the user defined seed, this will allowing determinism while
2117         // still allowing users to further randomize layout generation for e.g. fuzzing
2118         if let Some(user_seed) = self.sess.opts.unstable_opts.layout_seed {
2119             field_shuffle_seed ^= user_seed;
2120         }
2121
2122         for attr in self.get_attrs(did, sym::repr) {
2123             for r in attr::parse_repr_attr(&self.sess, attr) {
2124                 flags.insert(match r {
2125                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2126                     attr::ReprPacked(pack) => {
2127                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2128                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2129                             min_pack.min(pack)
2130                         } else {
2131                             pack
2132                         });
2133                         ReprFlags::empty()
2134                     }
2135                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2136                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2137                     attr::ReprInt(i) => {
2138                         size = Some(match i {
2139                             attr::IntType::SignedInt(x) => match x {
2140                                 ast::IntTy::Isize => IntegerType::Pointer(true),
2141                                 ast::IntTy::I8 => IntegerType::Fixed(Integer::I8, true),
2142                                 ast::IntTy::I16 => IntegerType::Fixed(Integer::I16, true),
2143                                 ast::IntTy::I32 => IntegerType::Fixed(Integer::I32, true),
2144                                 ast::IntTy::I64 => IntegerType::Fixed(Integer::I64, true),
2145                                 ast::IntTy::I128 => IntegerType::Fixed(Integer::I128, true),
2146                             },
2147                             attr::IntType::UnsignedInt(x) => match x {
2148                                 ast::UintTy::Usize => IntegerType::Pointer(false),
2149                                 ast::UintTy::U8 => IntegerType::Fixed(Integer::I8, false),
2150                                 ast::UintTy::U16 => IntegerType::Fixed(Integer::I16, false),
2151                                 ast::UintTy::U32 => IntegerType::Fixed(Integer::I32, false),
2152                                 ast::UintTy::U64 => IntegerType::Fixed(Integer::I64, false),
2153                                 ast::UintTy::U128 => IntegerType::Fixed(Integer::I128, false),
2154                             },
2155                         });
2156                         ReprFlags::empty()
2157                     }
2158                     attr::ReprAlign(align) => {
2159                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2160                         ReprFlags::empty()
2161                     }
2162                 });
2163             }
2164         }
2165
2166         // If `-Z randomize-layout` was enabled for the type definition then we can
2167         // consider performing layout randomization
2168         if self.sess.opts.unstable_opts.randomize_layout {
2169             flags.insert(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT);
2170         }
2171
2172         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2173         if !self.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", self.def_path_str(did))) {
2174             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2175         }
2176
2177         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags, field_shuffle_seed }
2178     }
2179
2180     /// Look up the name of a definition across crates. This does not look at HIR.
2181     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
2182         if let Some(cnum) = def_id.as_crate_root() {
2183             Some(self.crate_name(cnum))
2184         } else {
2185             let def_key = self.def_key(def_id);
2186             match def_key.disambiguated_data.data {
2187                 // The name of a constructor is that of its parent.
2188                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self
2189                     .opt_item_name(DefId { krate: def_id.krate, index: def_key.parent.unwrap() }),
2190                 // The name of opaque types only exists in HIR.
2191                 rustc_hir::definitions::DefPathData::ImplTrait
2192                     if let Some(def_id) = def_id.as_local() =>
2193                     self.hir().opt_name(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)),
2194                 _ => def_key.get_opt_name(),
2195             }
2196         }
2197     }
2198
2199     /// Look up the name of a definition across crates. This does not look at HIR.
2200     ///
2201     /// This method will ICE if the corresponding item does not have a name.  In these cases, use
2202     /// [`opt_item_name`] instead.
2203     ///
2204     /// [`opt_item_name`]: Self::opt_item_name
2205     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2206         self.opt_item_name(id).unwrap_or_else(|| {
2207             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2208         })
2209     }
2210
2211     /// Look up the name and span of a definition.
2212     ///
2213     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
2214     pub fn opt_item_ident(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2215         let def = self.opt_item_name(def_id)?;
2216         let span = def_id
2217             .as_local()
2218             .and_then(|id| self.def_ident_span(id))
2219             .unwrap_or(rustc_span::DUMMY_SP);
2220         Some(Ident::new(def, span))
2221     }
2222
2223     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2224         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2225             Some(self.associated_item(def_id))
2226         } else {
2227             None
2228         }
2229     }
2230
2231     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2232         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2233     }
2234
2235     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2236         variant
2237             .fields
2238             .iter()
2239             .position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident(self), variant.def_id))
2240     }
2241
2242     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2243     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2244     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2245         self,
2246         def_id1: DefId,
2247         def_id2: DefId,
2248     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2249         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2250         // as one of them essentially doesn't exist.
2251         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2252             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2253         {
2254             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2255         }
2256
2257         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2258             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2259                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2260                 debug!(
2261                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2262                     def_id1, def_id2
2263                 );
2264                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2265             }
2266             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2267             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2268                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2269                 debug!(
2270                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2271                     def_id1, def_id2
2272                 );
2273                 return None;
2274             }
2275             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2276             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2277         };
2278
2279         let is_marker_overlap = {
2280             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2281                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2282                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2283             };
2284             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2285         };
2286
2287         if is_marker_overlap {
2288             debug!(
2289                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2290                 def_id1, def_id2
2291             );
2292             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2293         } else {
2294             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2295                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2296                     if self_ty1 == self_ty2 {
2297                         debug!(
2298                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2299                             def_id1, def_id2
2300                         );
2301                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2302                     } else {
2303                         debug!(
2304                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2305                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2306                         );
2307                     }
2308                 }
2309             }
2310
2311             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2312             None
2313         }
2314     }
2315
2316     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2317     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2318     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2319         match res {
2320             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2321                 let enum_did = self.parent(did);
2322                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2323             }
2324             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2325             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2326                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did);
2327                 let enum_did = self.parent(variant_did);
2328                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2329             }
2330             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2331                 let struct_did = self.parent(ctor_did);
2332                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2333             }
2334             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2335         }
2336     }
2337
2338     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2339     #[instrument(skip(self), level = "debug")]
2340     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2341         match instance {
2342             ty::InstanceDef::Item(def) => {
2343                 debug!("calling def_kind on def: {:?}", def);
2344                 let def_kind = self.def_kind(def.did);
2345                 debug!("returned from def_kind: {:?}", def_kind);
2346                 match def_kind {
2347                     DefKind::Const
2348                     | DefKind::Static(..)
2349                     | DefKind::AssocConst
2350                     | DefKind::Ctor(..)
2351                     | DefKind::AnonConst
2352                     | DefKind::InlineConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
2353                     // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
2354                     // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
2355                     _ => {
2356                         assert_eq!(def.const_param_did, None);
2357                         self.optimized_mir(def.did)
2358                     }
2359                 }
2360             }
2361             ty::InstanceDef::VTableShim(..)
2362             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2363             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2364             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2365             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2366             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2367             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2368             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2369         }
2370     }
2371
2372     // FIXME(@lcnr): Remove this function.
2373     pub fn get_attrs_unchecked(self, did: DefId) -> &'tcx [ast::Attribute] {
2374         if let Some(did) = did.as_local() {
2375             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2376         } else {
2377             self.item_attrs(did)
2378         }
2379     }
2380
2381     /// Gets all attributes with the given name.
2382     pub fn get_attrs(self, did: DefId, attr: Symbol) -> ty::Attributes<'tcx> {
2383         let filter_fn = move |a: &&ast::Attribute| a.has_name(attr);
2384         if let Some(did) = did.as_local() {
2385             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did)).iter().filter(filter_fn)
2386         } else if cfg!(debug_assertions) && rustc_feature::is_builtin_only_local(attr) {
2387             bug!("tried to access the `only_local` attribute `{}` from an extern crate", attr);
2388         } else {
2389             self.item_attrs(did).iter().filter(filter_fn)
2390         }
2391     }
2392
2393     pub fn get_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> Option<&'tcx ast::Attribute> {
2394         if cfg!(debug_assertions) && !rustc_feature::is_valid_for_get_attr(attr) {
2395             bug!("get_attr: unexpected called with DefId `{:?}`, attr `{:?}`", did, attr);
2396         } else {
2397             self.get_attrs(did, attr).next()
2398         }
2399     }
2400
2401     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2402     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2403         if cfg!(debug_assertions) && !did.is_local() && rustc_feature::is_builtin_only_local(attr) {
2404             bug!("tried to access the `only_local` attribute `{}` from an extern crate", attr);
2405         } else {
2406             self.get_attrs(did, attr).next().is_some()
2407         }
2408     }
2409
2410     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2411     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2412         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2413     }
2414
2415     pub fn trait_is_coinductive(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2416         self.trait_is_auto(trait_def_id) || self.lang_items().sized_trait() == Some(trait_def_id)
2417     }
2418
2419     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
2420     /// generator is tainted by errors.
2421     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
2422         self.optimized_mir(def_id).generator_layout()
2423     }
2424
2425     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2426     /// If it implements no trait, returns `None`.
2427     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2428         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2429     }
2430
2431     /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
2432     /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
2433     /// otherwise, returns `None`.
2434     pub fn trait_of_item(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2435         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2436             let parent = self.parent(def_id);
2437             if let DefKind::Trait | DefKind::TraitAlias = self.def_kind(parent) {
2438                 return Some(parent);
2439             }
2440         }
2441         None
2442     }
2443
2444     /// If the given `DefId` describes a method belonging to an impl, returns the
2445     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2446     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2447         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2448             let parent = self.parent(def_id);
2449             if let DefKind::Impl = self.def_kind(parent) {
2450                 return Some(parent);
2451             }
2452         }
2453         None
2454     }
2455
2456     /// If the given `DefId` belongs to a trait that was automatically derived, returns `true`.
2457     pub fn is_builtin_derive(self, def_id: DefId) -> bool {
2458         self.has_attr(def_id, sym::automatically_derived)
2459     }
2460
2461     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2462     /// with the name of the crate containing the impl.
2463     pub fn span_of_impl(self, impl_def_id: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2464         if let Some(impl_def_id) = impl_def_id.as_local() {
2465             Ok(self.def_span(impl_def_id))
2466         } else {
2467             Err(self.crate_name(impl_def_id.krate))
2468         }
2469     }
2470
2471     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
2472     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
2473     /// definition's parent/scope to perform comparison.
2474     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
2475         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
2476         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
2477         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
2478         use_name.name == def_name.name
2479             && use_name
2480                 .span
2481                 .ctxt()
2482                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expn_that_defined(def_parent_def_id))
2483     }
2484
2485     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
2486         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope));
2487         ident
2488     }
2489
2490     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
2491         self,
2492         mut ident: Ident,
2493         scope: DefId,
2494         block: hir::HirId,
2495     ) -> (Ident, DefId) {
2496         let scope = ident
2497             .span
2498             .normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope))
2499             .and_then(|actual_expansion| actual_expansion.expn_data().parent_module)
2500             .unwrap_or_else(|| self.parent_module(block).to_def_id());
2501         (ident, scope)
2502     }
2503
2504     /// Returns `true` if the debuginfo for `span` should be collapsed to the outermost expansion
2505     /// site. Only applies when `Span` is the result of macro expansion.
2506     ///
2507     /// - If the `collapse_debuginfo` feature is enabled then debuginfo is not collapsed by default
2508     ///   and only when a macro definition is annotated with `#[collapse_debuginfo]`.
2509     /// - If `collapse_debuginfo` is not enabled, then debuginfo is collapsed by default.
2510     ///
2511     /// When `-Zdebug-macros` is provided then debuginfo will never be collapsed.
2512     pub fn should_collapse_debuginfo(self, span: Span) -> bool {
2513         !self.sess.opts.unstable_opts.debug_macros
2514             && if self.features().collapse_debuginfo {
2515                 span.in_macro_expansion_with_collapse_debuginfo()
2516             } else {
2517                 // Inlined spans should not be collapsed as that leads to all of the
2518                 // inlined code being attributed to the inline callsite.
2519                 span.from_expansion() && !span.is_inlined()
2520             }
2521     }
2522
2523     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
2524         self.object_safety_violations(key).is_empty()
2525     }
2526
2527     #[inline]
2528     pub fn is_const_fn_raw(self, def_id: DefId) -> bool {
2529         matches!(self.def_kind(def_id), DefKind::Fn | DefKind::AssocFn | DefKind::Ctor(..))
2530             && self.constness(def_id) == hir::Constness::Const
2531     }
2532
2533     #[inline]
2534     pub fn is_const_default_method(self, def_id: DefId) -> bool {
2535         matches!(self.trait_of_item(def_id), Some(trait_id) if self.has_attr(trait_id, sym::const_trait))
2536     }
2537
2538     pub fn impl_trait_in_trait_parent(self, mut def_id: DefId) -> DefId {
2539         while let def_kind = self.def_kind(def_id) && def_kind != DefKind::AssocFn {
2540             debug_assert_eq!(def_kind, DefKind::ImplTraitPlaceholder);
2541             def_id = self.parent(def_id);
2542         }
2543         def_id
2544     }
2545 }
2546
2547 /// Yields the parent function's `LocalDefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
2548 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<LocalDefId> {
2549     let def_id = def_id.as_local()?;
2550     if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_def_id(def_id) {
2551         if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
2552             return match opaque_ty.origin {
2553                 hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn(parent) | hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn(parent) => {
2554                     Some(parent)
2555                 }
2556                 hir::OpaqueTyOrigin::TyAlias => None,
2557             };
2558         }
2559     }
2560     None
2561 }
2562
2563 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
2564     match ity {
2565         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
2566         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
2567         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
2568         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
2569         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
2570         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
2571     }
2572 }
2573
2574 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
2575     match uty {
2576         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
2577         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
2578         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
2579         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
2580         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
2581         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
2582     }
2583 }
2584
2585 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
2586     match fty {
2587         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
2588         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
2589     }
2590 }
2591
2592 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
2593     match ity {
2594         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
2595         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
2596         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
2597         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
2598         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
2599         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
2600     }
2601 }
2602
2603 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
2604     match uty {
2605         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
2606         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
2607         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
2608         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
2609         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
2610         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
2611     }
2612 }
2613
2614 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
2615     closure::provide(providers);
2616     context::provide(providers);
2617     erase_regions::provide(providers);
2618     inhabitedness::provide(providers);
2619     util::provide(providers);
2620     print::provide(providers);
2621     super::util::bug::provide(providers);
2622     super::middle::provide(providers);
2623     *providers = ty::query::Providers {
2624         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
2625         incoherent_impls: trait_def::incoherent_impls_provider,
2626         const_param_default: consts::const_param_default,
2627         vtable_allocation: vtable::vtable_allocation_provider,
2628         ..*providers
2629     };
2630 }
2631
2632 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
2633 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
2634 /// rather, you should request the vector for a specific type via
2635 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
2636 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
2637 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
2638 pub struct CrateInherentImpls {
2639     pub inherent_impls: LocalDefIdMap<Vec<DefId>>,
2640     pub incoherent_impls: FxHashMap<SimplifiedType, Vec<LocalDefId>>,
2641 }
2642
2643 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
2644 pub struct SymbolName<'tcx> {
2645     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
2646     pub name: &'tcx str,
2647 }
2648
2649 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
2650     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
2651         SymbolName {
2652             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
2653         }
2654     }
2655 }
2656
2657 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
2658     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2659         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2660     }
2661 }
2662
2663 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
2664     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2665         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2666     }
2667 }
2668
2669 #[derive(Debug, Default, Copy, Clone)]
2670 pub struct FoundRelationships {
2671     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `?T: Foo`
2672     /// obligation, where:
2673     ///
2674     ///  * `Foo` is not `Sized`
2675     ///  * `(): Foo` may be satisfied
2676     pub self_in_trait: bool,
2677     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `<_ as
2678     /// _>::AssocType = ?T`
2679     pub output: bool,
2680 }
2681
2682 /// The constituent parts of a type level constant of kind ADT or array.
2683 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
2684 pub struct DestructuredConst<'tcx> {
2685     pub variant: Option<VariantIdx>,
2686     pub fields: &'tcx [ty::Const<'tcx>],
2687 }
2688
2689 // Some types are used a lot. Make sure they don't unintentionally get bigger.
2690 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
2691 mod size_asserts {
2692     use super::*;
2693     use rustc_data_structures::static_assert_size;
2694     // tidy-alphabetical-start
2695     static_assert_size!(PredicateS<'_>, 48);
2696     static_assert_size!(TyS<'_>, 40);
2697     static_assert_size!(WithStableHash<TyS<'_>>, 56);
2698     // tidy-alphabetical-end
2699 }