]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
Auto merge of #88717 - tabokie:vecdeque-fast-append, r=m-ou-se
[rust.git] / compiler / rustc_middle / src / ty / mod.rs
1 //! Defines how the compiler represents types internally.
2 //!
3 //! Two important entities in this module are:
4 //!
5 //! - [`rustc_middle::ty::Ty`], used to represent the semantics of a type.
6 //! - [`rustc_middle::ty::TyCtxt`], the central data structure in the compiler.
7 //!
8 //! For more information, see ["The `ty` module: representing types"] in the ructc-dev-guide.
9 //!
10 //! ["The `ty` module: representing types"]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/ty.html
11
12 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeFolder, TypeVisitor};
13 pub use self::AssocItemContainer::*;
14 pub use self::BorrowKind::*;
15 pub use self::IntVarValue::*;
16 pub use self::Variance::*;
17 pub use adt::*;
18 pub use assoc::*;
19 pub use generics::*;
20 pub use vtable::*;
21
22 use crate::hir::exports::ExportMap;
23 use crate::mir::{Body, GeneratorLayout};
24 use crate::traits::{self, Reveal};
25 use crate::ty;
26 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
27 use crate::ty::util::Discr;
28 use rustc_ast as ast;
29 use rustc_attr as attr;
30 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
31 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
32 use rustc_data_structures::tagged_ptr::CopyTaggedPtr;
33 use rustc_hir as hir;
34 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Res};
35 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, LocalDefIdMap, CRATE_DEF_INDEX};
36 use rustc_hir::Node;
37 use rustc_macros::HashStable;
38 use rustc_query_system::ich::StableHashingContext;
39 use rustc_session::cstore::CrateStoreDyn;
40 use rustc_span::symbol::{kw, Ident, Symbol};
41 use rustc_span::{sym, Span};
42 use rustc_target::abi::Align;
43
44 use std::cmp::Ordering;
45 use std::collections::BTreeMap;
46 use std::hash::{Hash, Hasher};
47 use std::ops::ControlFlow;
48 use std::{fmt, ptr, str};
49
50 pub use crate::ty::diagnostics::*;
51 pub use rustc_type_ir::InferTy::*;
52 pub use rustc_type_ir::*;
53
54 pub use self::binding::BindingMode;
55 pub use self::binding::BindingMode::*;
56 pub use self::closure::{
57     is_ancestor_or_same_capture, place_to_string_for_capture, BorrowKind, CaptureInfo,
58     CapturedPlace, ClosureKind, MinCaptureInformationMap, MinCaptureList,
59     RootVariableMinCaptureList, UpvarBorrow, UpvarCapture, UpvarCaptureMap, UpvarId, UpvarListMap,
60     UpvarPath, CAPTURE_STRUCT_LOCAL,
61 };
62 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst, ScalarInt, Unevaluated, ValTree};
63 pub use self::context::{
64     tls, CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
65     CtxtInterners, DelaySpanBugEmitted, FreeRegionInfo, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt,
66     Lift, OnDiskCache, TyCtxt, TypeckResults, UserType, UserTypeAnnotationIndex,
67 };
68 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
69 pub use self::list::List;
70 pub use self::sty::BoundRegionKind::*;
71 pub use self::sty::RegionKind::*;
72 pub use self::sty::TyKind::*;
73 pub use self::sty::{
74     Binder, BoundRegion, BoundRegionKind, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, BoundVariableKind,
75     CanonicalPolyFnSig, ClosureSubsts, ClosureSubstsParts, ConstVid, EarlyBoundRegion,
76     ExistentialPredicate, ExistentialProjection, ExistentialTraitRef, FnSig, FreeRegion, GenSig,
77     GeneratorSubsts, GeneratorSubstsParts, ParamConst, ParamTy, PolyExistentialProjection,
78     PolyExistentialTraitRef, PolyFnSig, PolyGenSig, PolyTraitRef, ProjectionTy, Region, RegionKind,
79     RegionVid, TraitRef, TyKind, TypeAndMut, UpvarSubsts, VarianceDiagInfo, VarianceDiagMutKind,
80 };
81 pub use self::trait_def::TraitDef;
82
83 pub mod _match;
84 pub mod adjustment;
85 pub mod binding;
86 pub mod cast;
87 pub mod codec;
88 pub mod error;
89 pub mod fast_reject;
90 pub mod flags;
91 pub mod fold;
92 pub mod inhabitedness;
93 pub mod layout;
94 pub mod normalize_erasing_regions;
95 pub mod outlives;
96 pub mod print;
97 pub mod query;
98 pub mod relate;
99 pub mod subst;
100 pub mod trait_def;
101 pub mod util;
102 pub mod vtable;
103 pub mod walk;
104
105 mod adt;
106 mod assoc;
107 mod closure;
108 mod consts;
109 mod context;
110 mod diagnostics;
111 mod erase_regions;
112 mod generics;
113 mod impls_ty;
114 mod instance;
115 mod list;
116 mod structural_impls;
117 mod sty;
118
119 // Data types
120
121 #[derive(Debug)]
122 pub struct ResolverOutputs {
123     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
124     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
125     pub visibilities: FxHashMap<LocalDefId, Visibility>,
126     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
127     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
128     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
129     pub export_map: ExportMap,
130     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
131     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
132     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
133     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
134     pub main_def: Option<MainDefinition>,
135     pub trait_impls: BTreeMap<DefId, Vec<LocalDefId>>,
136     /// A list of proc macro LocalDefIds, written out in the order in which
137     /// they are declared in the static array generated by proc_macro_harness.
138     pub proc_macros: Vec<LocalDefId>,
139     /// Mapping from ident span to path span for paths that don't exist as written, but that
140     /// exist under `std`. For example, wrote `str::from_utf8` instead of `std::str::from_utf8`.
141     pub confused_type_with_std_module: FxHashMap<Span, Span>,
142 }
143
144 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
145 pub struct MainDefinition {
146     pub res: Res<ast::NodeId>,
147     pub is_import: bool,
148     pub span: Span,
149 }
150
151 impl MainDefinition {
152     pub fn opt_fn_def_id(self) -> Option<DefId> {
153         if let Res::Def(DefKind::Fn, def_id) = self.res { Some(def_id) } else { None }
154     }
155 }
156
157 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
158 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
159 /// bounds / where-clauses).
160 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
161 pub struct ImplHeader<'tcx> {
162     pub impl_def_id: DefId,
163     pub self_ty: Ty<'tcx>,
164     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
165     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
166 }
167
168 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, Debug)]
169 pub enum ImplPolarity {
170     /// `impl Trait for Type`
171     Positive,
172     /// `impl !Trait for Type`
173     Negative,
174     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
175     ///
176     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
177     /// See #64631 for details.
178     Reservation,
179 }
180
181 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
182 pub enum Visibility {
183     /// Visible everywhere (including in other crates).
184     Public,
185     /// Visible only in the given crate-local module.
186     Restricted(DefId),
187     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
188     Invisible,
189 }
190
191 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
192 pub enum BoundConstness {
193     /// `T: Trait`
194     NotConst,
195     /// `T: ~const Trait`
196     ///
197     /// Requires resolving to const only when we are in a const context.
198     ConstIfConst,
199 }
200
201 impl fmt::Display for BoundConstness {
202     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
203         match self {
204             Self::NotConst => f.write_str("normal"),
205             Self::ConstIfConst => f.write_str("`~const`"),
206         }
207     }
208 }
209
210 #[derive(
211     Clone,
212     Debug,
213     PartialEq,
214     Eq,
215     Copy,
216     Hash,
217     TyEncodable,
218     TyDecodable,
219     HashStable,
220     TypeFoldable
221 )]
222 pub struct ClosureSizeProfileData<'tcx> {
223     /// Tuple containing the types of closure captures before the feature `capture_disjoint_fields`
224     pub before_feature_tys: Ty<'tcx>,
225     /// Tuple containing the types of closure captures after the feature `capture_disjoint_fields`
226     pub after_feature_tys: Ty<'tcx>,
227 }
228
229 pub trait DefIdTree: Copy {
230     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
231
232     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
233         if descendant.krate != ancestor.krate {
234             return false;
235         }
236
237         while descendant != ancestor {
238             match self.parent(descendant) {
239                 Some(parent) => descendant = parent,
240                 None => return false,
241             }
242         }
243         true
244     }
245 }
246
247 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
248     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
249         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
250     }
251 }
252
253 impl Visibility {
254     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
255         match visibility.node {
256             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
257             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
258             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
259                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
260                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
261                 Res::Err => Visibility::Public,
262                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
263             },
264             hir::VisibilityKind::Inherited => {
265                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
266             }
267         }
268     }
269
270     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
271     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
272         let restriction = match self {
273             // Public items are visible everywhere.
274             Visibility::Public => return true,
275             // Private items from other crates are visible nowhere.
276             Visibility::Invisible => return false,
277             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
278             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
279             Visibility::Restricted(module) => module,
280         };
281
282         tree.is_descendant_of(module, restriction)
283     }
284
285     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
286     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
287         let vis_restriction = match vis {
288             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
289             Visibility::Invisible => return true,
290             Visibility::Restricted(module) => module,
291         };
292
293         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
294     }
295
296     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
297     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
298         match self {
299             Visibility::Public => true,
300             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
301             Visibility::Invisible => false,
302         }
303     }
304 }
305
306 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
307 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
308 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
309 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
310 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
311 /// item.
312 #[derive(HashStable, Debug)]
313 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
314     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
315     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
316     /// entry.
317     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
318 }
319
320 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
321 // the types of AST nodes.
322 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
323 pub struct CReaderCacheKey {
324     pub cnum: Option<CrateNum>,
325     pub pos: usize,
326 }
327
328 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
329 pub struct TyS<'tcx> {
330     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
331     /// Use `TyS::kind()` instead.
332     kind: TyKind<'tcx>,
333     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
334     /// Use `TyS::flags()` instead.
335     flags: TypeFlags,
336
337     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
338     /// binder such that
339     ///
340     /// (a) the binder itself captures nothing but
341     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
342     ///     by some sub-binder.
343     ///
344     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
345     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
346     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
347     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
348     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
349     /// by an inner binder.
350     ///
351     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
352     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
353     /// (exclusive).
354     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
355 }
356
357 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
358     /// A constructor used only for internal testing.
359     #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
360     pub fn make_for_test(
361         kind: TyKind<'tcx>,
362         flags: TypeFlags,
363         outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
364     ) -> TyS<'tcx> {
365         TyS { kind, flags, outer_exclusive_binder }
366     }
367 }
368
369 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
370 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
371 static_assert_size!(TyS<'_>, 40);
372
373 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
374     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
375         self.kind().cmp(other.kind())
376     }
377 }
378
379 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
380     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
381         Some(self.kind().cmp(other.kind()))
382     }
383 }
384
385 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
386     #[inline]
387     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
388         ptr::eq(self, other)
389     }
390 }
391 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
392
393 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
394     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
395         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
396     }
397 }
398
399 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
400     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
401         let ty::TyS {
402             ref kind,
403
404             // The other fields just provide fast access to information that is
405             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
406             flags: _,
407
408             outer_exclusive_binder: _,
409         } = *self;
410
411         kind.hash_stable(hcx, hasher);
412     }
413 }
414
415 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
416 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
417
418 impl ty::EarlyBoundRegion {
419     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
420     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
421     pub fn has_name(&self) -> bool {
422         self.name != kw::UnderscoreLifetime
423     }
424 }
425
426 #[derive(Debug)]
427 crate struct PredicateInner<'tcx> {
428     kind: Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>,
429     flags: TypeFlags,
430     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
431     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
432 }
433
434 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
435 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 48);
436
437 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
438 pub struct Predicate<'tcx> {
439     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
440 }
441
442 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
443     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
444         // `self.kind` is always interned.
445         ptr::eq(self.inner, other.inner)
446     }
447 }
448
449 impl Hash for Predicate<'_> {
450     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
451         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
452     }
453 }
454
455 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
456
457 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
458     /// Gets the inner `Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>`.
459     #[inline]
460     pub fn kind(self) -> Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
461         self.inner.kind
462     }
463 }
464
465 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
466     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
467         let PredicateInner {
468             ref kind,
469
470             // The other fields just provide fast access to information that is
471             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
472             flags: _,
473             outer_exclusive_binder: _,
474         } = self.inner;
475
476         kind.hash_stable(hcx, hasher);
477     }
478 }
479
480 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
481 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
482 pub enum PredicateKind<'tcx> {
483     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
484     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
485     /// would be the type parameters.
486     Trait(TraitPredicate<'tcx>),
487
488     /// `where 'a: 'b`
489     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
490
491     /// `where T: 'a`
492     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
493
494     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
495     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
496     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
497
498     /// No syntax: `T` well-formed.
499     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
500
501     /// Trait must be object-safe.
502     ObjectSafe(DefId),
503
504     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
505     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
506     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
507     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
508
509     /// `T1 <: T2`
510     ///
511     /// This obligation is created most often when we have two
512     /// unresolved type variables and hence don't have enough
513     /// information to process the subtyping obligation yet.
514     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
515
516     /// `T1` coerced to `T2`
517     ///
518     /// Like a subtyping obligation, this is created most often
519     /// when we have two unresolved type variables and hence
520     /// don't have enough information to process the coercion
521     /// obligation yet. At the moment, we actually process coercions
522     /// very much like subtyping and don't handle the full coercion
523     /// logic.
524     Coerce(CoercePredicate<'tcx>),
525
526     /// Constant initializer must evaluate successfully.
527     ConstEvaluatable(ty::Unevaluated<'tcx, ()>),
528
529     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
530     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
531
532     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
533     ///
534     /// Only used for Chalk.
535     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
536 }
537
538 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
539 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
540 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
541 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
542 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
543 /// item.
544 #[derive(HashStable, Debug)]
545 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
546     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
547     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
548     /// bounds, it will have no entry.
549     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
550 }
551
552 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
553     /// Performs a substitution suitable for going from a
554     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
555     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
556     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
557     /// lengthy comment below for details.
558     pub fn subst_supertrait(
559         self,
560         tcx: TyCtxt<'tcx>,
561         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
562     ) -> Predicate<'tcx> {
563         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
564         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
565         //
566         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
567         //
568         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
569         //     trait Bar<'b,'c> { }
570         //
571         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
572         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
573         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
574         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
575         // normal substitution.
576         //
577         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
578         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
579         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
580         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
581         // `'a`.
582         //
583         // Another example to be careful of is this:
584         //
585         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
586         //     trait Bar1<'b,'c> { }
587         //
588         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
589         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
590         // reason is similar to the previous example: any impl of
591         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
592         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
593         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
594         //
595         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
596         // consider the more complicated scenario:
597         //
598         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
599         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
600         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
601         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
602         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
603         // - The supertrait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
604         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
605         //   DB index of 1.
606         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
607         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
608         //   just as we wanted.
609         //
610         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
611         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
612         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
613         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
614         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
615         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
616         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
617         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
618         // rather than the trait reference itself (put another way, the
619         // substitution code expects equal binding levels in the values
620         // from the substitution and the value being substituted into, and
621         // this trick achieves that).
622
623         // Working through the second example:
624         // trait_ref: for<'x> T: Foo1<'^0.0>; substs: [T, '^0.0]
625         // predicate: for<'b> Self: Bar1<'a, '^0.0>; substs: [Self, 'a, '^0.0]
626         // We want to end up with:
627         //     for<'x, 'b> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
628         // To do this:
629         // 1) We must shift all bound vars in predicate by the length
630         //    of trait ref's bound vars. So, we would end up with predicate like
631         //    Self: Bar1<'a, '^0.1>
632         // 2) We can then apply the trait substs to this, ending up with
633         //    T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
634         // 3) Finally, to create the final bound vars, we concatenate the bound
635         //    vars of the trait ref with those of the predicate:
636         //    ['x, 'b]
637         let bound_pred = self.kind();
638         let pred_bound_vars = bound_pred.bound_vars();
639         let trait_bound_vars = trait_ref.bound_vars();
640         // 1) Self: Bar1<'a, '^0.0> -> Self: Bar1<'a, '^0.1>
641         let shifted_pred =
642             tcx.shift_bound_var_indices(trait_bound_vars.len(), bound_pred.skip_binder());
643         // 2) Self: Bar1<'a, '^0.1> -> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
644         let new = shifted_pred.subst(tcx, trait_ref.skip_binder().substs);
645         // 3) ['x] + ['b] -> ['x, 'b]
646         let bound_vars =
647             tcx.mk_bound_variable_kinds(trait_bound_vars.iter().chain(pred_bound_vars));
648         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind_with_vars(new, bound_vars))
649     }
650 }
651
652 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
653 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
654 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
655     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
656
657     pub constness: BoundConstness,
658 }
659
660 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TraitPredicate<'tcx>>;
661
662 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
663     pub fn def_id(self) -> DefId {
664         self.trait_ref.def_id
665     }
666
667     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
668         self.trait_ref.self_ty()
669     }
670 }
671
672 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
673     pub fn def_id(self) -> DefId {
674         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
675         self.skip_binder().def_id()
676     }
677
678     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
679         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
680     }
681 }
682
683 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
684 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
685 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
686 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
687 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
688 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
689 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
690
691 /// Encodes that `a` must be a subtype of `b`. The `a_is_expected` flag indicates
692 /// whether the `a` type is the type that we should label as "expected" when
693 /// presenting user diagnostics.
694 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
695 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
696 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
697     pub a_is_expected: bool,
698     pub a: Ty<'tcx>,
699     pub b: Ty<'tcx>,
700 }
701 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, SubtypePredicate<'tcx>>;
702
703 /// Encodes that we have to coerce *from* the `a` type to the `b` type.
704 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
705 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
706 pub struct CoercePredicate<'tcx> {
707     pub a: Ty<'tcx>,
708     pub b: Ty<'tcx>,
709 }
710 pub type PolyCoercePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, CoercePredicate<'tcx>>;
711
712 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
713 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
714 ///
715 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
716 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
717 ///
718 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
719 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
720 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
721 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
722 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
723 /// instances to normalize the LHS.
724 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
725 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
726 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
727     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
728     pub ty: Ty<'tcx>,
729 }
730
731 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<'tcx, ProjectionPredicate<'tcx>>;
732
733 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
734     /// Returns the `DefId` of the trait of the associated item being projected.
735     #[inline]
736     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
737         self.skip_binder().projection_ty.trait_def_id(tcx)
738     }
739
740     /// Get the [PolyTraitRef] required for this projection to be well formed.
741     /// Note that for generic associated types the predicates of the associated
742     /// type also need to be checked.
743     #[inline]
744     pub fn required_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
745         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
746         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
747         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
748         // return value, so we are preserving the number of binding
749         // levels.
750         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
751     }
752
753     pub fn ty(&self) -> Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
754         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
755     }
756
757     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
758     ///
759     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
760     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
761     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
762         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
763         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
764     }
765 }
766
767 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
768     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
769 }
770
771 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
772     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
773         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
774     }
775 }
776
777 pub trait ToPredicate<'tcx> {
778     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
779 }
780
781 impl ToPredicate<'tcx> for Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
782     #[inline(always)]
783     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
784         tcx.mk_predicate(self)
785     }
786 }
787
788 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
789     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
790         self.value
791             .map_bound(|trait_ref| {
792                 PredicateKind::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref, constness: self.constness })
793             })
794             .to_predicate(tcx)
795     }
796 }
797
798 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
799     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
800         self.map_bound(PredicateKind::Trait).to_predicate(tcx)
801     }
802 }
803
804 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
805     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
806         self.map_bound(PredicateKind::RegionOutlives).to_predicate(tcx)
807     }
808 }
809
810 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
811     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
812         self.map_bound(PredicateKind::TypeOutlives).to_predicate(tcx)
813     }
814 }
815
816 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
817     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
818         self.map_bound(PredicateKind::Projection).to_predicate(tcx)
819     }
820 }
821
822 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
823     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>>> {
824         let predicate = self.kind();
825         match predicate.skip_binder() {
826             PredicateKind::Trait(t) => {
827                 Some(ConstnessAnd { constness: t.constness, value: predicate.rebind(t.trait_ref) })
828             }
829             PredicateKind::Projection(..)
830             | PredicateKind::Subtype(..)
831             | PredicateKind::Coerce(..)
832             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
833             | PredicateKind::WellFormed(..)
834             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
835             | PredicateKind::ClosureKind(..)
836             | PredicateKind::TypeOutlives(..)
837             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
838             | PredicateKind::ConstEquate(..)
839             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
840         }
841     }
842
843     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
844         let predicate = self.kind();
845         match predicate.skip_binder() {
846             PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(predicate.rebind(data)),
847             PredicateKind::Trait(..)
848             | PredicateKind::Projection(..)
849             | PredicateKind::Subtype(..)
850             | PredicateKind::Coerce(..)
851             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
852             | PredicateKind::WellFormed(..)
853             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
854             | PredicateKind::ClosureKind(..)
855             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
856             | PredicateKind::ConstEquate(..)
857             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
858         }
859     }
860 }
861
862 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
863 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
864 /// where-clauses. You can obtain an `InstantiatedPredicates` list from a
865 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
866 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
867 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
868 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
869 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
870 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
871 /// their values.
872 ///
873 /// Example:
874 ///
875 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
876 ///
877 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
878 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
879 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
880 /// [usize:Bar<isize>]]`.
881 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
882 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
883     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
884     pub spans: Vec<Span>,
885 }
886
887 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
888     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
889         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
890     }
891
892     pub fn is_empty(&self) -> bool {
893         self.predicates.is_empty()
894     }
895 }
896
897 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, HashStable, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable)]
898 pub struct OpaqueTypeKey<'tcx> {
899     pub def_id: DefId,
900     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
901 }
902
903 rustc_index::newtype_index! {
904     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
905     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
906     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
907     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
908     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
909     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
910     /// new names.
911     ///
912     /// To make this more concrete, consider this program:
913     ///
914     /// ```
915     /// struct Foo { }
916     /// fn bar<T>(x: T) {
917     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
918     /// }
919     /// ```
920     ///
921     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
922     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
923     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
924     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
925     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
926     /// name it inside the fn type but not outside.
927     ///
928     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
929     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
930     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
931     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
932     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
933     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
934     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
935     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
936     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
937     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
938     /// use for checking generic functions.
939     pub struct UniverseIndex {
940         derive [HashStable]
941         DEBUG_FORMAT = "U{}",
942     }
943 }
944
945 impl UniverseIndex {
946     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
947
948     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
949     /// is considered to extend all previous universes. This
950     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
951     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
952     ///
953     /// ```
954     /// for<'a> fn(&'a u32)
955     /// ```
956     ///
957     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
958     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
959     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
960     /// `U` because it was not in scope there.
961     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
962         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
963     }
964
965     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
966     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
967     /// `other` (`self >= other`).
968     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
969         self.private >= other.private
970     }
971
972     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
973     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
974     /// those in `other` (`self < other`).
975     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
976         self.private < other.private
977     }
978 }
979
980 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
981 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
982 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
983 /// another.
984 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
985 pub struct Placeholder<T> {
986     pub universe: UniverseIndex,
987     pub name: T,
988 }
989
990 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
991 where
992     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
993 {
994     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
995         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
996         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
997     }
998 }
999
1000 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1001
1002 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1003
1004 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1005 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1006 pub struct BoundConst<'tcx> {
1007     pub var: BoundVar,
1008     pub ty: Ty<'tcx>,
1009 }
1010
1011 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundConst<'tcx>>;
1012
1013 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1014 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1015 ///
1016 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1017 /// which cause cycle errors.
1018 ///
1019 /// ```rust
1020 /// struct A;
1021 /// impl A {
1022 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1023 ///     //           ^ const parameter
1024 /// }
1025 /// struct B;
1026 /// impl B {
1027 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1028 ///     //           ^ const parameter
1029 /// }
1030 ///
1031 /// fn main() {
1032 ///     let a = A;
1033 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1034 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1035 /// }
1036 /// ```
1037 ///
1038 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1039 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1040 ///
1041 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1042 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1043 /// requires us to evaluate the const argument.
1044 ///
1045 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1046 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1047 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1048 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1049 /// which results in a cycle.
1050 ///
1051 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1052 ///
1053 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1054 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1055 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1056 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1057 /// trivial to compute.
1058 ///
1059 /// If we now want to use that constant in a place which potentionally needs its type
1060 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1061 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1062 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1063 /// to get the type of `did`.
1064 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1065 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1066 #[derive(Hash, HashStable)]
1067 pub struct WithOptConstParam<T> {
1068     pub did: T,
1069     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1070     /// a const argument.
1071     ///
1072     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1073     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1074     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1075     pub const_param_did: Option<DefId>,
1076 }
1077
1078 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1079     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1080     #[inline(always)]
1081     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1082         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1083     }
1084 }
1085
1086 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1087     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1088     /// `None` otherwise.
1089     #[inline(always)]
1090     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1091         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1092     }
1093
1094     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1095     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1096     #[inline(always)]
1097     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1098         if self.const_param_did.is_none() {
1099             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1100                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1101             }
1102         }
1103
1104         None
1105     }
1106
1107     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1108         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1109     }
1110
1111     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1112         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1113     }
1114 }
1115
1116 impl WithOptConstParam<DefId> {
1117     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1118         self.did
1119             .as_local()
1120             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1121     }
1122
1123     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1124         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1125             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1126                 return Some((did, param_did));
1127             }
1128         }
1129
1130         None
1131     }
1132
1133     pub fn is_local(self) -> bool {
1134         self.did.is_local()
1135     }
1136
1137     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1138         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1139     }
1140 }
1141
1142 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1143 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1144 /// particular point.
1145 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1146 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1147     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1148     ///
1149     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1150     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1151     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1152     ///
1153     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1154     ///
1155     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1156     /// want `Reveal::All`.
1157     ///
1158     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1159     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, traits::Reveal, true>,
1160 }
1161
1162 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for traits::Reveal {
1163     const BITS: usize = 1;
1164     #[inline]
1165     fn into_usize(self) -> usize {
1166         match self {
1167             traits::Reveal::UserFacing => 0,
1168             traits::Reveal::All => 1,
1169         }
1170     }
1171     #[inline]
1172     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1173         match ptr {
1174             0 => traits::Reveal::UserFacing,
1175             1 => traits::Reveal::All,
1176             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1177         }
1178     }
1179 }
1180
1181 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1182     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1183         f.debug_struct("ParamEnv")
1184             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1185             .field("reveal", &self.reveal())
1186             .finish()
1187     }
1188 }
1189
1190 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1191     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1192         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1193         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1194     }
1195 }
1196
1197 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1198     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(self, folder: &mut F) -> Self {
1199         ParamEnv::new(self.caller_bounds().fold_with(folder), self.reveal().fold_with(folder))
1200     }
1201
1202     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1203         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1204         self.reveal().visit_with(visitor)
1205     }
1206 }
1207
1208 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1209     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1210     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1211     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1212     /// type-checking.
1213     #[inline]
1214     pub fn empty() -> Self {
1215         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing)
1216     }
1217
1218     #[inline]
1219     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1220         self.packed.pointer()
1221     }
1222
1223     #[inline]
1224     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1225         self.packed.tag()
1226     }
1227
1228     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1229     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1230     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1231     /// environments like codegen or doing optimizations.
1232     ///
1233     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1234     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1235     #[inline]
1236     pub fn reveal_all() -> Self {
1237         Self::new(List::empty(), Reveal::All)
1238     }
1239
1240     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1241     #[inline]
1242     pub fn new(caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>, reveal: Reveal) -> Self {
1243         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, reveal) }
1244     }
1245
1246     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1247         self.packed.set_tag(Reveal::UserFacing);
1248         self
1249     }
1250
1251     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1252     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1253     /// (even for associated types that are specializable). This is
1254     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1255     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1256     /// which is the default.
1257     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1258     /// will be normalized to their underlying types.
1259     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1260     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1261         if self.packed.tag() == traits::Reveal::All {
1262             return self;
1263         }
1264
1265         ParamEnv::new(tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()), Reveal::All)
1266     }
1267
1268     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1269     #[inline]
1270     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1271         Self::new(List::empty(), self.reveal())
1272     }
1273
1274     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1275     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1276     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1277     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1278     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1279     /// invisible.
1280     ///
1281     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1282     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1283     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1284     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1285     /// although the surrounding function is never reachable.
1286     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1287         match self.reveal() {
1288             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1289
1290             Reveal::All => {
1291                 if value.is_known_global() {
1292                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1293                 } else {
1294                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1295                 }
1296             }
1297         }
1298     }
1299 }
1300
1301 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1302 pub struct ConstnessAnd<T> {
1303     pub constness: BoundConstness,
1304     pub value: T,
1305 }
1306
1307 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1308 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1309 pub trait WithConstness: Sized {
1310     #[inline]
1311     fn with_constness(self, constness: BoundConstness) -> ConstnessAnd<Self> {
1312         ConstnessAnd { constness, value: self }
1313     }
1314
1315     #[inline]
1316     fn with_const_if_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1317         self.with_constness(BoundConstness::ConstIfConst)
1318     }
1319
1320     #[inline]
1321     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1322         self.with_constness(BoundConstness::NotConst)
1323     }
1324 }
1325
1326 impl<T> WithConstness for T {}
1327
1328 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1329 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1330     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1331     pub value: T,
1332 }
1333
1334 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1335     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1336         (self.param_env, self.value)
1337     }
1338 }
1339
1340 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1341 where
1342     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1343 {
1344     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1345         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1346
1347         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1348         value.hash_stable(hcx, hasher);
1349     }
1350 }
1351
1352 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1353 pub struct Destructor {
1354     /// The `DefId` of the destructor method
1355     pub did: DefId,
1356     /// The constness of the destructor method
1357     pub constness: hir::Constness,
1358 }
1359
1360 bitflags! {
1361     #[derive(HashStable)]
1362     pub struct VariantFlags: u32 {
1363         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1364         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1365         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1366         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1367         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1368         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1369     }
1370 }
1371
1372 /// Definition of a variant -- a struct's fields or an enum variant.
1373 #[derive(Debug, HashStable)]
1374 pub struct VariantDef {
1375     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1376     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1377     pub def_id: DefId,
1378     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1379     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1380     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1381     /// Variant or struct name.
1382     #[stable_hasher(project(name))]
1383     pub ident: Ident,
1384     /// Discriminant of this variant.
1385     pub discr: VariantDiscr,
1386     /// Fields of this variant.
1387     pub fields: Vec<FieldDef>,
1388     /// Type of constructor of variant.
1389     pub ctor_kind: CtorKind,
1390     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1391     flags: VariantFlags,
1392 }
1393
1394 impl VariantDef {
1395     /// Creates a new `VariantDef`.
1396     ///
1397     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1398     /// represents an enum variant).
1399     ///
1400     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1401     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1402     ///
1403     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1404     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1405     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1406     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1407     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1408     ///
1409     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1410     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1411     pub fn new(
1412         ident: Ident,
1413         variant_did: Option<DefId>,
1414         ctor_def_id: Option<DefId>,
1415         discr: VariantDiscr,
1416         fields: Vec<FieldDef>,
1417         ctor_kind: CtorKind,
1418         adt_kind: AdtKind,
1419         parent_did: DefId,
1420         recovered: bool,
1421         is_field_list_non_exhaustive: bool,
1422     ) -> Self {
1423         debug!(
1424             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1425              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1426             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1427         );
1428
1429         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1430         if is_field_list_non_exhaustive {
1431             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1432         }
1433
1434         if recovered {
1435             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
1436         }
1437
1438         VariantDef {
1439             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1440             ctor_def_id,
1441             ident,
1442             discr,
1443             fields,
1444             ctor_kind,
1445             flags,
1446         }
1447     }
1448
1449     /// Is this field list non-exhaustive?
1450     #[inline]
1451     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1452         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1453     }
1454
1455     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
1456     #[inline]
1457     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
1458         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
1459     }
1460 }
1461
1462 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1463 pub enum VariantDiscr {
1464     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1465     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1466     Explicit(DefId),
1467
1468     /// The previous variant's discriminant plus one.
1469     /// For efficiency reasons, the distance from the
1470     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1471     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1472     Relative(u32),
1473 }
1474
1475 #[derive(Debug, HashStable)]
1476 pub struct FieldDef {
1477     pub did: DefId,
1478     #[stable_hasher(project(name))]
1479     pub ident: Ident,
1480     pub vis: Visibility,
1481 }
1482
1483 bitflags! {
1484     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1485     pub struct ReprFlags: u8 {
1486         const IS_C               = 1 << 0;
1487         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1488         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1489         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1490         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1491         // If true, don't expose any niche to type's context.
1492         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
1493         // If true, the type's layout can be randomized using
1494         // the seed stored in `ReprOptions.layout_seed`
1495         const RANDOMIZE_LAYOUT   = 1 << 5;
1496         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1497         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
1498                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
1499                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1500     }
1501 }
1502
1503 /// Represents the repr options provided by the user,
1504 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1505 pub struct ReprOptions {
1506     pub int: Option<attr::IntType>,
1507     pub align: Option<Align>,
1508     pub pack: Option<Align>,
1509     pub flags: ReprFlags,
1510     /// The seed to be used for randomizing a type's layout
1511     ///
1512     /// Note: This could technically be a `[u8; 16]` (a `u128`) which would
1513     /// be the "most accurate" hash as it'd encompass the item and crate
1514     /// hash without loss, but it does pay the price of being larger.
1515     /// Everything's a tradeoff, a `u64` seed should be sufficient for our
1516     /// purposes (primarily `-Z randomize-layout`)
1517     pub field_shuffle_seed: u64,
1518 }
1519
1520 impl ReprOptions {
1521     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
1522         let mut flags = ReprFlags::empty();
1523         let mut size = None;
1524         let mut max_align: Option<Align> = None;
1525         let mut min_pack: Option<Align> = None;
1526
1527         // Generate a deterministically-derived seed from the item's path hash
1528         // to allow for cross-crate compilation to actually work
1529         let field_shuffle_seed = tcx.def_path_hash(did).0.to_smaller_hash();
1530
1531         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
1532             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
1533                 flags.insert(match r {
1534                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
1535                     attr::ReprPacked(pack) => {
1536                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
1537                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
1538                             min_pack.min(pack)
1539                         } else {
1540                             pack
1541                         });
1542                         ReprFlags::empty()
1543                     }
1544                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
1545                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
1546                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
1547                     attr::ReprInt(i) => {
1548                         size = Some(i);
1549                         ReprFlags::empty()
1550                     }
1551                     attr::ReprAlign(align) => {
1552                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
1553                         ReprFlags::empty()
1554                     }
1555                 });
1556             }
1557         }
1558
1559         // If `-Z randomize-layout` was enabled for the type definition then we can
1560         // consider performing layout randomization
1561         if tcx.sess.opts.debugging_opts.randomize_layout {
1562             flags.insert(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT);
1563         }
1564
1565         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
1566         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
1567             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
1568         }
1569
1570         Self { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags, field_shuffle_seed }
1571     }
1572
1573     #[inline]
1574     pub fn simd(&self) -> bool {
1575         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
1576     }
1577
1578     #[inline]
1579     pub fn c(&self) -> bool {
1580         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
1581     }
1582
1583     #[inline]
1584     pub fn packed(&self) -> bool {
1585         self.pack.is_some()
1586     }
1587
1588     #[inline]
1589     pub fn transparent(&self) -> bool {
1590         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
1591     }
1592
1593     #[inline]
1594     pub fn linear(&self) -> bool {
1595         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
1596     }
1597
1598     #[inline]
1599     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
1600         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
1601     }
1602
1603     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
1604     /// This must only be called on enums!
1605     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
1606         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
1607     }
1608
1609     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
1610     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
1611     /// single pointer.
1612     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
1613         self.c() || self.int.is_some()
1614     }
1615
1616     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
1617     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
1618     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
1619         if let Some(pack) = self.pack {
1620             if pack.bytes() == 1 {
1621                 return true;
1622             }
1623         }
1624
1625         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
1626     }
1627
1628     /// Returns `true` if this type is valid for reordering and `-Z randomize-layout`
1629     /// was enabled for its declaration crate
1630     pub fn can_randomize_type_layout(&self) -> bool {
1631         !self.inhibit_struct_field_reordering_opt()
1632             && self.flags.contains(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT)
1633     }
1634
1635     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
1636     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
1637         self.c()
1638     }
1639 }
1640
1641 impl<'tcx> FieldDef {
1642     /// Returns the type of this field. The resulting type is not normalized. The `subst` is
1643     /// typically obtained via the second field of `TyKind::AdtDef`.
1644     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1645         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
1646     }
1647 }
1648
1649 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
1650
1651 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
1652 pub enum ImplOverlapKind {
1653     /// These impls are always allowed to overlap.
1654     Permitted {
1655         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
1656         marker: bool,
1657     },
1658     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
1659     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
1660     ///
1661     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
1662     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
1663     ///
1664     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
1665     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
1666     ///
1667     /// ```
1668     /// trait Trait {}
1669     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
1670     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
1671     /// ```
1672     ///
1673     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
1674     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
1675     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
1676     /// overlapping impls for it is sound.
1677     ///
1678     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
1679     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
1680     /// it has the following restrictions:
1681     ///
1682     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
1683     /// positive impls.
1684     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
1685     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
1686     /// marker traits.
1687     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
1688     ///
1689     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
1690     Issue33140,
1691 }
1692
1693 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
1694     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
1695         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
1696     }
1697
1698     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
1699         self.associated_items(id)
1700             .in_definition_order()
1701             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
1702     }
1703
1704     fn item_name_from_hir(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
1705         self.hir().get_if_local(def_id).and_then(|node| node.ident())
1706     }
1707
1708     fn item_name_from_def_id(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
1709         if def_id.index == CRATE_DEF_INDEX {
1710             Some(self.crate_name(def_id.krate))
1711         } else {
1712             let def_key = self.def_key(def_id);
1713             match def_key.disambiguated_data.data {
1714                 // The name of a constructor is that of its parent.
1715                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self.item_name_from_def_id(DefId {
1716                     krate: def_id.krate,
1717                     index: def_key.parent.unwrap(),
1718                 }),
1719                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name(),
1720             }
1721         }
1722     }
1723
1724     /// Look up the name of an item across crates. This does not look at HIR.
1725     ///
1726     /// When possible, this function should be used for cross-crate lookups over
1727     /// [`opt_item_name`] to avoid invalidating the incremental cache. If you
1728     /// need to handle items without a name, or HIR items that will not be
1729     /// serialized cross-crate, or if you need the span of the item, use
1730     /// [`opt_item_name`] instead.
1731     ///
1732     /// [`opt_item_name`]: Self::opt_item_name
1733     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
1734         // Look at cross-crate items first to avoid invalidating the incremental cache
1735         // unless we have to.
1736         self.item_name_from_def_id(id).unwrap_or_else(|| {
1737             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
1738         })
1739     }
1740
1741     /// Look up the name and span of an item or [`Node`].
1742     ///
1743     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
1744     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
1745         // Look at the HIR first so the span will be correct if this is a local item.
1746         self.item_name_from_hir(def_id)
1747             .or_else(|| self.item_name_from_def_id(def_id).map(Ident::with_dummy_span))
1748     }
1749
1750     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
1751         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
1752             Some(self.associated_item(def_id))
1753         } else {
1754             None
1755         }
1756     }
1757
1758     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
1759         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
1760     }
1761
1762     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
1763         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
1764     }
1765
1766     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
1767     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
1768     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
1769         self,
1770         def_id1: DefId,
1771         def_id2: DefId,
1772     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
1773         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
1774         // as one of them essentially doesn't exist.
1775         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
1776             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
1777         {
1778             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
1779         }
1780
1781         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
1782             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
1783                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
1784                 debug!(
1785                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
1786                     def_id1, def_id2
1787                 );
1788                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
1789             }
1790             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
1791             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
1792                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
1793                 debug!(
1794                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
1795                     def_id1, def_id2
1796                 );
1797                 return None;
1798             }
1799             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
1800             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
1801         };
1802
1803         let is_marker_overlap = {
1804             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
1805                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
1806                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
1807             };
1808             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
1809         };
1810
1811         if is_marker_overlap {
1812             debug!(
1813                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
1814                 def_id1, def_id2
1815             );
1816             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
1817         } else {
1818             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
1819                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
1820                     if self_ty1 == self_ty2 {
1821                         debug!(
1822                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
1823                             def_id1, def_id2
1824                         );
1825                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
1826                     } else {
1827                         debug!(
1828                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
1829                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
1830                         );
1831                     }
1832                 }
1833             }
1834
1835             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
1836             None
1837         }
1838     }
1839
1840     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
1841     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
1842     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
1843         match res {
1844             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
1845                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
1846                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
1847             }
1848             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
1849             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
1850                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
1851                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
1852                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
1853             }
1854             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
1855                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
1856                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
1857             }
1858             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
1859         }
1860     }
1861
1862     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
1863     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
1864         match instance {
1865             ty::InstanceDef::Item(def) => match self.def_kind(def.did) {
1866                 DefKind::Const
1867                 | DefKind::Static
1868                 | DefKind::AssocConst
1869                 | DefKind::Ctor(..)
1870                 | DefKind::AnonConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
1871                 // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
1872                 // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
1873                 _ => {
1874                     assert_eq!(def.const_param_did, None);
1875                     self.optimized_mir(def.did)
1876                 }
1877             },
1878             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
1879             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
1880             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
1881             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
1882             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
1883             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
1884             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
1885             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
1886         }
1887     }
1888
1889     /// Gets the attributes of a definition.
1890     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
1891         if let Some(did) = did.as_local() {
1892             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
1893         } else {
1894             self.item_attrs(did)
1895         }
1896     }
1897
1898     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
1899     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
1900         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
1901     }
1902
1903     /// Determines whether an item is annotated with `doc(hidden)`.
1904     pub fn is_doc_hidden(self, did: DefId) -> bool {
1905         self.get_attrs(did)
1906             .iter()
1907             .filter_map(|attr| if attr.has_name(sym::doc) { attr.meta_item_list() } else { None })
1908             .any(|items| items.iter().any(|item| item.has_name(sym::hidden)))
1909     }
1910
1911     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
1912     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
1913         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
1914     }
1915
1916     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
1917     /// generator is tainted by errors.
1918     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
1919         self.optimized_mir(def_id).generator_layout()
1920     }
1921
1922     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
1923     /// If it implements no trait, returns `None`.
1924     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
1925         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
1926     }
1927
1928     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
1929     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
1930     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
1931         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
1932             TraitContainer(_) => None,
1933             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
1934         })
1935     }
1936
1937     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
1938     /// with the name of the crate containing the impl.
1939     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
1940         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
1941             let hir_id = self.hir().local_def_id_to_hir_id(impl_did);
1942             Ok(self.hir().span(hir_id))
1943         } else {
1944             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
1945         }
1946     }
1947
1948     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
1949     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
1950     /// definition's parent/scope to perform comparison.
1951     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
1952         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
1953         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
1954         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
1955         use_name.name == def_name.name
1956             && use_name
1957                 .span
1958                 .ctxt()
1959                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expn_that_defined(def_parent_def_id))
1960     }
1961
1962     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
1963         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope));
1964         ident
1965     }
1966
1967     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
1968         self,
1969         mut ident: Ident,
1970         scope: DefId,
1971         block: hir::HirId,
1972     ) -> (Ident, DefId) {
1973         let scope = ident
1974             .span
1975             .normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope))
1976             .and_then(|actual_expansion| actual_expansion.expn_data().parent_module)
1977             .unwrap_or_else(|| self.parent_module(block).to_def_id());
1978         (ident, scope)
1979     }
1980
1981     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
1982         self.object_safety_violations(key).is_empty()
1983     }
1984 }
1985
1986 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
1987 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
1988     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
1989         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
1990             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
1991                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
1992             }
1993         }
1994     }
1995     None
1996 }
1997
1998 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
1999     match ity {
2000         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
2001         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
2002         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
2003         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
2004         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
2005         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
2006     }
2007 }
2008
2009 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
2010     match uty {
2011         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
2012         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
2013         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
2014         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
2015         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
2016         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
2017     }
2018 }
2019
2020 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
2021     match fty {
2022         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
2023         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
2024     }
2025 }
2026
2027 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
2028     match ity {
2029         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
2030         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
2031         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
2032         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
2033         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
2034         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
2035     }
2036 }
2037
2038 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
2039     match uty {
2040         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
2041         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
2042         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
2043         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
2044         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
2045         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
2046     }
2047 }
2048
2049 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
2050     closure::provide(providers);
2051     context::provide(providers);
2052     erase_regions::provide(providers);
2053     layout::provide(providers);
2054     util::provide(providers);
2055     print::provide(providers);
2056     super::util::bug::provide(providers);
2057     super::middle::provide(providers);
2058     *providers = ty::query::Providers {
2059         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
2060         type_uninhabited_from: inhabitedness::type_uninhabited_from,
2061         const_param_default: consts::const_param_default,
2062         vtable_allocation: vtable::vtable_allocation_provider,
2063         ..*providers
2064     };
2065 }
2066
2067 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
2068 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
2069 /// rather, you should request the vector for a specific type via
2070 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
2071 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
2072 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
2073 pub struct CrateInherentImpls {
2074     pub inherent_impls: LocalDefIdMap<Vec<DefId>>,
2075 }
2076
2077 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
2078 pub struct SymbolName<'tcx> {
2079     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
2080     pub name: &'tcx str,
2081 }
2082
2083 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
2084     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
2085         SymbolName {
2086             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
2087         }
2088     }
2089 }
2090
2091 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
2092     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2093         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2094     }
2095 }
2096
2097 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
2098     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2099         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2100     }
2101 }
2102
2103 #[derive(Debug, Default, Copy, Clone)]
2104 pub struct FoundRelationships {
2105     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `?T: Foo`
2106     /// obligation, where:
2107     ///
2108     ///  * `Foo` is not `Sized`
2109     ///  * `(): Foo` may be satisfied
2110     pub self_in_trait: bool,
2111     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `<_ as
2112     /// _>::AssocType = ?T`
2113     pub output: bool,
2114 }