]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
Auto merge of #95519 - oli-obk:tait_ub2, r=compiler-errors
[rust.git] / compiler / rustc_middle / src / ty / mod.rs
1 //! Defines how the compiler represents types internally.
2 //!
3 //! Two important entities in this module are:
4 //!
5 //! - [`rustc_middle::ty::Ty`], used to represent the semantics of a type.
6 //! - [`rustc_middle::ty::TyCtxt`], the central data structure in the compiler.
7 //!
8 //! For more information, see ["The `ty` module: representing types"] in the rustc-dev-guide.
9 //!
10 //! ["The `ty` module: representing types"]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/ty.html
11
12 pub use self::fold::{FallibleTypeFolder, TypeFoldable, TypeFolder, TypeVisitor};
13 pub use self::AssocItemContainer::*;
14 pub use self::BorrowKind::*;
15 pub use self::IntVarValue::*;
16 pub use self::Variance::*;
17 pub use adt::*;
18 pub use assoc::*;
19 pub use generics::*;
20 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
21 pub use vtable::*;
22
23 use crate::metadata::ModChild;
24 use crate::middle::privacy::AccessLevels;
25 use crate::mir::{Body, GeneratorLayout};
26 use crate::traits::{self, Reveal};
27 use crate::ty;
28 use crate::ty::fast_reject::SimplifiedType;
29 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
30 use crate::ty::util::Discr;
31 use rustc_ast as ast;
32 use rustc_attr as attr;
33 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet, FxIndexMap};
34 use rustc_data_structures::intern::Interned;
35 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, NodeIdHashingMode, StableHasher};
36 use rustc_data_structures::tagged_ptr::CopyTaggedPtr;
37 use rustc_hir as hir;
38 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Res};
39 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, LocalDefIdMap, CRATE_DEF_INDEX};
40 use rustc_hir::Node;
41 use rustc_macros::HashStable;
42 use rustc_query_system::ich::StableHashingContext;
43 use rustc_session::cstore::CrateStoreDyn;
44 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
45 use rustc_span::Span;
46 use rustc_target::abi::Align;
47
48 use std::fmt::Debug;
49 use std::hash::Hash;
50 use std::ops::ControlFlow;
51 use std::{fmt, str};
52
53 pub use crate::ty::diagnostics::*;
54 pub use rustc_type_ir::InferTy::*;
55 pub use rustc_type_ir::*;
56
57 pub use self::binding::BindingMode;
58 pub use self::binding::BindingMode::*;
59 pub use self::closure::{
60     is_ancestor_or_same_capture, place_to_string_for_capture, BorrowKind, CaptureInfo,
61     CapturedPlace, ClosureKind, MinCaptureInformationMap, MinCaptureList,
62     RootVariableMinCaptureList, UpvarCapture, UpvarCaptureMap, UpvarId, UpvarListMap, UpvarPath,
63     CAPTURE_STRUCT_LOCAL,
64 };
65 pub use self::consts::{
66     Const, ConstInt, ConstKind, ConstS, InferConst, ScalarInt, Unevaluated, ValTree,
67 };
68 pub use self::context::{
69     tls, CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
70     CtxtInterners, DelaySpanBugEmitted, FreeRegionInfo, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt,
71     Lift, OnDiskCache, TyCtxt, TypeckResults, UserType, UserTypeAnnotationIndex,
72 };
73 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
74 pub use self::list::List;
75 pub use self::sty::BoundRegionKind::*;
76 pub use self::sty::RegionKind::*;
77 pub use self::sty::TyKind::*;
78 pub use self::sty::{
79     Binder, BoundRegion, BoundRegionKind, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, BoundVariableKind,
80     CanonicalPolyFnSig, ClosureSubsts, ClosureSubstsParts, ConstVid, EarlyBoundRegion,
81     ExistentialPredicate, ExistentialProjection, ExistentialTraitRef, FnSig, FreeRegion, GenSig,
82     GeneratorSubsts, GeneratorSubstsParts, InlineConstSubsts, InlineConstSubstsParts, ParamConst,
83     ParamTy, PolyExistentialProjection, PolyExistentialTraitRef, PolyFnSig, PolyGenSig,
84     PolyTraitRef, ProjectionTy, Region, RegionKind, RegionVid, TraitRef, TyKind, TypeAndMut,
85     UpvarSubsts, VarianceDiagInfo,
86 };
87 pub use self::trait_def::TraitDef;
88
89 pub mod _match;
90 pub mod adjustment;
91 pub mod binding;
92 pub mod cast;
93 pub mod codec;
94 pub mod error;
95 pub mod fast_reject;
96 pub mod flags;
97 pub mod fold;
98 pub mod inhabitedness;
99 pub mod layout;
100 pub mod normalize_erasing_regions;
101 pub mod print;
102 pub mod query;
103 pub mod relate;
104 pub mod subst;
105 pub mod trait_def;
106 pub mod util;
107 pub mod vtable;
108 pub mod walk;
109
110 mod adt;
111 mod assoc;
112 mod closure;
113 mod consts;
114 mod context;
115 mod diagnostics;
116 mod erase_regions;
117 mod generics;
118 mod impls_ty;
119 mod instance;
120 mod list;
121 mod structural_impls;
122 mod sty;
123
124 // Data types
125
126 pub type RegisteredTools = FxHashSet<Ident>;
127
128 #[derive(Debug)]
129 pub struct ResolverOutputs {
130     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
131     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
132     pub visibilities: FxHashMap<LocalDefId, Visibility>,
133     pub access_levels: AccessLevels,
134     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
135     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
136     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
137     pub reexport_map: FxHashMap<LocalDefId, Vec<ModChild>>,
138     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
139     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
140     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
141     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
142     pub main_def: Option<MainDefinition>,
143     pub trait_impls: FxIndexMap<DefId, Vec<LocalDefId>>,
144     /// A list of proc macro LocalDefIds, written out in the order in which
145     /// they are declared in the static array generated by proc_macro_harness.
146     pub proc_macros: Vec<LocalDefId>,
147     /// Mapping from ident span to path span for paths that don't exist as written, but that
148     /// exist under `std`. For example, wrote `str::from_utf8` instead of `std::str::from_utf8`.
149     pub confused_type_with_std_module: FxHashMap<Span, Span>,
150     pub registered_tools: RegisteredTools,
151 }
152
153 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
154 pub struct MainDefinition {
155     pub res: Res<ast::NodeId>,
156     pub is_import: bool,
157     pub span: Span,
158 }
159
160 impl MainDefinition {
161     pub fn opt_fn_def_id(self) -> Option<DefId> {
162         if let Res::Def(DefKind::Fn, def_id) = self.res { Some(def_id) } else { None }
163     }
164 }
165
166 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
167 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
168 /// bounds / where-clauses).
169 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
170 pub struct ImplHeader<'tcx> {
171     pub impl_def_id: DefId,
172     pub self_ty: Ty<'tcx>,
173     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
174     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
175 }
176
177 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
178 pub enum ImplSubject<'tcx> {
179     Trait(TraitRef<'tcx>),
180     Inherent(Ty<'tcx>),
181 }
182
183 #[derive(
184     Copy,
185     Clone,
186     PartialEq,
187     Eq,
188     Hash,
189     TyEncodable,
190     TyDecodable,
191     HashStable,
192     Debug,
193     TypeFoldable
194 )]
195 pub enum ImplPolarity {
196     /// `impl Trait for Type`
197     Positive,
198     /// `impl !Trait for Type`
199     Negative,
200     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
201     ///
202     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
203     /// See #64631 for details.
204     Reservation,
205 }
206
207 impl ImplPolarity {
208     /// Flips polarity by turning `Positive` into `Negative` and `Negative` into `Positive`.
209     pub fn flip(&self) -> Option<ImplPolarity> {
210         match self {
211             ImplPolarity::Positive => Some(ImplPolarity::Negative),
212             ImplPolarity::Negative => Some(ImplPolarity::Positive),
213             ImplPolarity::Reservation => None,
214         }
215     }
216 }
217
218 impl fmt::Display for ImplPolarity {
219     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
220         match self {
221             Self::Positive => f.write_str("positive"),
222             Self::Negative => f.write_str("negative"),
223             Self::Reservation => f.write_str("reservation"),
224         }
225     }
226 }
227
228 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
229 pub enum Visibility {
230     /// Visible everywhere (including in other crates).
231     Public,
232     /// Visible only in the given crate-local module.
233     Restricted(DefId),
234     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
235     Invisible,
236 }
237
238 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
239 pub enum BoundConstness {
240     /// `T: Trait`
241     NotConst,
242     /// `T: ~const Trait`
243     ///
244     /// Requires resolving to const only when we are in a const context.
245     ConstIfConst,
246 }
247
248 impl BoundConstness {
249     /// Reduce `self` and `constness` to two possible combined states instead of four.
250     pub fn and(&mut self, constness: hir::Constness) -> hir::Constness {
251         match (constness, self) {
252             (hir::Constness::Const, BoundConstness::ConstIfConst) => hir::Constness::Const,
253             (_, this) => {
254                 *this = BoundConstness::NotConst;
255                 hir::Constness::NotConst
256             }
257         }
258     }
259 }
260
261 impl fmt::Display for BoundConstness {
262     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
263         match self {
264             Self::NotConst => f.write_str("normal"),
265             Self::ConstIfConst => f.write_str("`~const`"),
266         }
267     }
268 }
269
270 #[derive(
271     Clone,
272     Debug,
273     PartialEq,
274     Eq,
275     Copy,
276     Hash,
277     TyEncodable,
278     TyDecodable,
279     HashStable,
280     TypeFoldable
281 )]
282 pub struct ClosureSizeProfileData<'tcx> {
283     /// Tuple containing the types of closure captures before the feature `capture_disjoint_fields`
284     pub before_feature_tys: Ty<'tcx>,
285     /// Tuple containing the types of closure captures after the feature `capture_disjoint_fields`
286     pub after_feature_tys: Ty<'tcx>,
287 }
288
289 pub trait DefIdTree: Copy {
290     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
291
292     #[inline]
293     fn local_parent(self, id: LocalDefId) -> Option<LocalDefId> {
294         Some(self.parent(id.to_def_id())?.expect_local())
295     }
296
297     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
298         if descendant.krate != ancestor.krate {
299             return false;
300         }
301
302         while descendant != ancestor {
303             match self.parent(descendant) {
304                 Some(parent) => descendant = parent,
305                 None => return false,
306             }
307         }
308         true
309     }
310 }
311
312 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
313     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
314         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
315     }
316 }
317
318 impl Visibility {
319     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
320         match visibility.node {
321             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
322             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
323             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
324                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
325                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
326                 Res::Err => Visibility::Public,
327                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
328             },
329             hir::VisibilityKind::Inherited => {
330                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
331             }
332         }
333     }
334
335     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
336     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
337         let restriction = match self {
338             // Public items are visible everywhere.
339             Visibility::Public => return true,
340             // Private items from other crates are visible nowhere.
341             Visibility::Invisible => return false,
342             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
343             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
344             Visibility::Restricted(module) => module,
345         };
346
347         tree.is_descendant_of(module, restriction)
348     }
349
350     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
351     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
352         let vis_restriction = match vis {
353             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
354             Visibility::Invisible => return true,
355             Visibility::Restricted(module) => module,
356         };
357
358         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
359     }
360
361     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
362     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
363         match self {
364             Visibility::Public => true,
365             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
366             Visibility::Invisible => false,
367         }
368     }
369
370     pub fn is_public(self) -> bool {
371         matches!(self, Visibility::Public)
372     }
373 }
374
375 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
376 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
377 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
378 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
379 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
380 /// item.
381 #[derive(HashStable, Debug)]
382 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
383     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
384     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
385     /// entry.
386     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
387 }
388
389 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
390 // the types of AST nodes.
391 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
392 pub struct CReaderCacheKey {
393     pub cnum: Option<CrateNum>,
394     pub pos: usize,
395 }
396
397 /// Represents a type.
398 ///
399 /// IMPORTANT:
400 /// - This is a very "dumb" struct (with no derives and no `impls`).
401 /// - Values of this type are always interned and thus unique, and are stored
402 ///   as an `Interned<TyS>`.
403 /// - `Ty` (which contains a reference to a `Interned<TyS>`) or `Interned<TyS>`
404 ///   should be used everywhere instead of `TyS`. In particular, `Ty` has most
405 ///   of the relevant methods.
406 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
407 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
408 crate struct TyS<'tcx> {
409     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
410     /// Use `Ty::kind()` instead.
411     kind: TyKind<'tcx>,
412
413     /// This field provides fast access to information that is also contained
414     /// in `kind`.
415     ///
416     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
417     /// Use `Ty::flags()` instead.
418     flags: TypeFlags,
419
420     /// This field provides fast access to information that is also contained
421     /// in `kind`.
422     ///
423     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
424     /// binder such that
425     ///
426     /// (a) the binder itself captures nothing but
427     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
428     ///     by some sub-binder.
429     ///
430     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
431     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
432     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
433     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
434     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
435     /// by an inner binder.
436     ///
437     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
438     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
439     /// (exclusive).
440     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
441
442     /// The stable hash of the type. This way hashing of types will not have to work
443     /// on the address of the type anymore, but can instead just read this field
444     stable_hash: Fingerprint,
445 }
446
447 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
448 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
449 static_assert_size!(TyS<'_>, 56);
450
451 /// Use this rather than `TyS`, whenever possible.
452 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
453 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
454 #[rustc_pass_by_value]
455 pub struct Ty<'tcx>(Interned<'tcx, TyS<'tcx>>);
456
457 // Statics only used for internal testing.
458 pub static BOOL_TY: Ty<'static> = Ty(Interned::new_unchecked(&BOOL_TYS));
459 static BOOL_TYS: TyS<'static> = TyS {
460     kind: ty::Bool,
461     flags: TypeFlags::empty(),
462     outer_exclusive_binder: DebruijnIndex::from_usize(0),
463     stable_hash: Fingerprint::ZERO,
464 };
465
466 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Ty<'tcx> {
467     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
468         let TyS {
469             kind,
470
471             // The other fields just provide fast access to information that is
472             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
473             flags: _,
474
475             outer_exclusive_binder: _,
476
477             stable_hash,
478         } = self.0.0;
479
480         if *stable_hash == Fingerprint::ZERO {
481             // No cached hash available. This can only mean that incremental is disabled.
482             // We don't cache stable hashes in non-incremental mode, because they are used
483             // so rarely that the performance actually suffers.
484
485             let stable_hash: Fingerprint = {
486                 let mut hasher = StableHasher::new();
487                 hcx.while_hashing_spans(false, |hcx| {
488                     hcx.with_node_id_hashing_mode(NodeIdHashingMode::HashDefPath, |hcx| {
489                         kind.hash_stable(hcx, &mut hasher)
490                     })
491                 });
492                 hasher.finish()
493             };
494             stable_hash.hash_stable(hcx, hasher);
495         } else {
496             stable_hash.hash_stable(hcx, hasher);
497         }
498     }
499 }
500
501 impl ty::EarlyBoundRegion {
502     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
503     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
504     pub fn has_name(&self) -> bool {
505         self.name != kw::UnderscoreLifetime
506     }
507 }
508
509 /// Represents a predicate.
510 ///
511 /// See comments on `TyS`, which apply here too (albeit for
512 /// `PredicateS`/`Predicate` rather than `TyS`/`Ty`).
513 #[derive(Debug)]
514 crate struct PredicateS<'tcx> {
515     kind: Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>,
516     flags: TypeFlags,
517     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
518     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
519 }
520
521 // This type is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
522 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
523 static_assert_size!(PredicateS<'_>, 56);
524
525 /// Use this rather than `PredicateS`, whenever possible.
526 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
527 #[rustc_pass_by_value]
528 pub struct Predicate<'tcx>(Interned<'tcx, PredicateS<'tcx>>);
529
530 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
531     /// Gets the inner `Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>>`.
532     #[inline]
533     pub fn kind(self) -> Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
534         self.0.kind
535     }
536
537     #[inline(always)]
538     pub fn flags(self) -> TypeFlags {
539         self.0.flags
540     }
541
542     #[inline(always)]
543     pub fn outer_exclusive_binder(self) -> DebruijnIndex {
544         self.0.outer_exclusive_binder
545     }
546
547     /// Flips the polarity of a Predicate.
548     ///
549     /// Given `T: Trait` predicate it returns `T: !Trait` and given `T: !Trait` returns `T: Trait`.
550     pub fn flip_polarity(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Predicate<'tcx>> {
551         let kind = self
552             .kind()
553             .map_bound(|kind| match kind {
554                 PredicateKind::Trait(TraitPredicate { trait_ref, constness, polarity }) => {
555                     Some(PredicateKind::Trait(TraitPredicate {
556                         trait_ref,
557                         constness,
558                         polarity: polarity.flip()?,
559                     }))
560                 }
561
562                 _ => None,
563             })
564             .transpose()?;
565
566         Some(tcx.mk_predicate(kind))
567     }
568 }
569
570 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
571     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
572         let PredicateS {
573             ref kind,
574
575             // The other fields just provide fast access to information that is
576             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
577             flags: _,
578             outer_exclusive_binder: _,
579         } = self.0.0;
580
581         kind.hash_stable(hcx, hasher);
582     }
583 }
584
585 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
586 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
587 pub enum PredicateKind<'tcx> {
588     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
589     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
590     /// would be the type parameters.
591     Trait(TraitPredicate<'tcx>),
592
593     /// `where 'a: 'b`
594     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
595
596     /// `where T: 'a`
597     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
598
599     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
600     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
601     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
602
603     /// No syntax: `T` well-formed.
604     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
605
606     /// Trait must be object-safe.
607     ObjectSafe(DefId),
608
609     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
610     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
611     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
612     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
613
614     /// `T1 <: T2`
615     ///
616     /// This obligation is created most often when we have two
617     /// unresolved type variables and hence don't have enough
618     /// information to process the subtyping obligation yet.
619     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
620
621     /// `T1` coerced to `T2`
622     ///
623     /// Like a subtyping obligation, this is created most often
624     /// when we have two unresolved type variables and hence
625     /// don't have enough information to process the coercion
626     /// obligation yet. At the moment, we actually process coercions
627     /// very much like subtyping and don't handle the full coercion
628     /// logic.
629     Coerce(CoercePredicate<'tcx>),
630
631     /// Constant initializer must evaluate successfully.
632     ConstEvaluatable(ty::Unevaluated<'tcx, ()>),
633
634     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
635     ConstEquate(Const<'tcx>, Const<'tcx>),
636
637     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
638     ///
639     /// Only used for Chalk.
640     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
641 }
642
643 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
644 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
645 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
646 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
647 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
648 /// item.
649 #[derive(HashStable, Debug)]
650 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
651     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
652     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
653     /// bounds, it will have no entry.
654     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
655 }
656
657 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
658     /// Performs a substitution suitable for going from a
659     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
660     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
661     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
662     /// lengthy comment below for details.
663     pub fn subst_supertrait(
664         self,
665         tcx: TyCtxt<'tcx>,
666         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
667     ) -> Predicate<'tcx> {
668         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
669         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
670         //
671         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
672         //
673         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
674         //     trait Bar<'b,'c> { }
675         //
676         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
677         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
678         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
679         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
680         // normal substitution.
681         //
682         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
683         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
684         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
685         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
686         // `'a`.
687         //
688         // Another example to be careful of is this:
689         //
690         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
691         //     trait Bar1<'b,'c> { }
692         //
693         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
694         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
695         // reason is similar to the previous example: any impl of
696         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
697         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
698         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
699         //
700         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
701         // consider the more complicated scenario:
702         //
703         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
704         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
705         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
706         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
707         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
708         // - The supertrait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
709         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
710         //   DB index of 1.
711         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
712         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
713         //   just as we wanted.
714         //
715         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
716         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
717         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
718         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
719         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
720         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
721         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
722         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
723         // rather than the trait reference itself (put another way, the
724         // substitution code expects equal binding levels in the values
725         // from the substitution and the value being substituted into, and
726         // this trick achieves that).
727
728         // Working through the second example:
729         // trait_ref: for<'x> T: Foo1<'^0.0>; substs: [T, '^0.0]
730         // predicate: for<'b> Self: Bar1<'a, '^0.0>; substs: [Self, 'a, '^0.0]
731         // We want to end up with:
732         //     for<'x, 'b> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
733         // To do this:
734         // 1) We must shift all bound vars in predicate by the length
735         //    of trait ref's bound vars. So, we would end up with predicate like
736         //    Self: Bar1<'a, '^0.1>
737         // 2) We can then apply the trait substs to this, ending up with
738         //    T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
739         // 3) Finally, to create the final bound vars, we concatenate the bound
740         //    vars of the trait ref with those of the predicate:
741         //    ['x, 'b]
742         let bound_pred = self.kind();
743         let pred_bound_vars = bound_pred.bound_vars();
744         let trait_bound_vars = trait_ref.bound_vars();
745         // 1) Self: Bar1<'a, '^0.0> -> Self: Bar1<'a, '^0.1>
746         let shifted_pred =
747             tcx.shift_bound_var_indices(trait_bound_vars.len(), bound_pred.skip_binder());
748         // 2) Self: Bar1<'a, '^0.1> -> T: Bar1<'^0.0, '^0.1>
749         let new = shifted_pred.subst(tcx, trait_ref.skip_binder().substs);
750         // 3) ['x] + ['b] -> ['x, 'b]
751         let bound_vars =
752             tcx.mk_bound_variable_kinds(trait_bound_vars.iter().chain(pred_bound_vars));
753         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind_with_vars(new, bound_vars))
754     }
755 }
756
757 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
758 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
759 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
760     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
761
762     pub constness: BoundConstness,
763
764     /// If polarity is Positive: we are proving that the trait is implemented.
765     ///
766     /// If polarity is Negative: we are proving that a negative impl of this trait
767     /// exists. (Note that coherence also checks whether negative impls of supertraits
768     /// exist via a series of predicates.)
769     ///
770     /// If polarity is Reserved: that's a bug.
771     pub polarity: ImplPolarity,
772 }
773
774 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TraitPredicate<'tcx>>;
775
776 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
777     pub fn remap_constness(&mut self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: &mut ParamEnv<'tcx>) {
778         if unlikely!(Some(self.trait_ref.def_id) == tcx.lang_items().drop_trait()) {
779             // remap without changing constness of this predicate.
780             // this is because `T: ~const Drop` has a different meaning to `T: Drop`
781             // FIXME(fee1-dead): remove this logic after beta bump
782             param_env.remap_constness_with(self.constness)
783         } else {
784             *param_env = param_env.with_constness(self.constness.and(param_env.constness()))
785         }
786     }
787
788     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
789     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
790         // this is different to `remap_constness` that callees want to print this predicate
791         // in case of selection errors. `T: ~const Drop` bounds cannot end up here when the
792         // param_env is not const because we it is always satisfied in non-const contexts.
793         if let hir::Constness::NotConst = param_env.constness() {
794             self.constness = ty::BoundConstness::NotConst;
795         }
796     }
797
798     pub fn def_id(self) -> DefId {
799         self.trait_ref.def_id
800     }
801
802     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
803         self.trait_ref.self_ty()
804     }
805
806     #[inline]
807     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
808         self.constness == BoundConstness::ConstIfConst
809     }
810 }
811
812 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
813     pub fn def_id(self) -> DefId {
814         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
815         self.skip_binder().def_id()
816     }
817
818     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
819         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
820     }
821
822     /// Remap the constness of this predicate before emitting it for diagnostics.
823     pub fn remap_constness_diag(&mut self, param_env: ParamEnv<'tcx>) {
824         *self = self.map_bound(|mut p| {
825             p.remap_constness_diag(param_env);
826             p
827         });
828     }
829
830     #[inline]
831     pub fn is_const_if_const(self) -> bool {
832         self.skip_binder().is_const_if_const()
833     }
834 }
835
836 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
837 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
838 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
839 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
840 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
841 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
842 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
843
844 /// Encodes that `a` must be a subtype of `b`. The `a_is_expected` flag indicates
845 /// whether the `a` type is the type that we should label as "expected" when
846 /// presenting user diagnostics.
847 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
848 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
849 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
850     pub a_is_expected: bool,
851     pub a: Ty<'tcx>,
852     pub b: Ty<'tcx>,
853 }
854 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, SubtypePredicate<'tcx>>;
855
856 /// Encodes that we have to coerce *from* the `a` type to the `b` type.
857 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
858 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
859 pub struct CoercePredicate<'tcx> {
860     pub a: Ty<'tcx>,
861     pub b: Ty<'tcx>,
862 }
863 pub type PolyCoercePredicate<'tcx> = ty::Binder<'tcx, CoercePredicate<'tcx>>;
864
865 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, PartialOrd, Ord, TyEncodable, TyDecodable)]
866 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
867 pub enum Term<'tcx> {
868     Ty(Ty<'tcx>),
869     Const(Const<'tcx>),
870 }
871
872 impl<'tcx> From<Ty<'tcx>> for Term<'tcx> {
873     fn from(ty: Ty<'tcx>) -> Self {
874         Term::Ty(ty)
875     }
876 }
877
878 impl<'tcx> From<Const<'tcx>> for Term<'tcx> {
879     fn from(c: Const<'tcx>) -> Self {
880         Term::Const(c)
881     }
882 }
883
884 impl<'tcx> Term<'tcx> {
885     pub fn ty(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
886         if let Term::Ty(ty) = self { Some(*ty) } else { None }
887     }
888     pub fn ct(&self) -> Option<Const<'tcx>> {
889         if let Term::Const(c) = self { Some(*c) } else { None }
890     }
891 }
892
893 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
894 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
895 ///
896 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
897 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
898 ///
899 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
900 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
901 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
902 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
903 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
904 /// instances to normalize the LHS.
905 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
906 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
907 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
908     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
909     pub term: Term<'tcx>,
910 }
911
912 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<'tcx, ProjectionPredicate<'tcx>>;
913
914 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
915     /// Returns the `DefId` of the trait of the associated item being projected.
916     #[inline]
917     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
918         self.skip_binder().projection_ty.trait_def_id(tcx)
919     }
920
921     /// Get the [PolyTraitRef] required for this projection to be well formed.
922     /// Note that for generic associated types the predicates of the associated
923     /// type also need to be checked.
924     #[inline]
925     pub fn required_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
926         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
927         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
928         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
929         // return value, so we are preserving the number of binding
930         // levels.
931         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
932     }
933
934     pub fn term(&self) -> Binder<'tcx, Term<'tcx>> {
935         self.map_bound(|predicate| predicate.term)
936     }
937
938     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
939     ///
940     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
941     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
942     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
943         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
944         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
945     }
946 }
947
948 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
949     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
950 }
951
952 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
953     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
954         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
955     }
956 }
957
958 pub trait ToPredicate<'tcx> {
959     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
960 }
961
962 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for Binder<'tcx, PredicateKind<'tcx>> {
963     #[inline(always)]
964     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
965         tcx.mk_predicate(self)
966     }
967 }
968
969 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
970     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
971         self.map_bound(PredicateKind::Trait).to_predicate(tcx)
972     }
973 }
974
975 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
976     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
977         self.map_bound(PredicateKind::RegionOutlives).to_predicate(tcx)
978     }
979 }
980
981 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
982     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
983         self.map_bound(PredicateKind::TypeOutlives).to_predicate(tcx)
984     }
985 }
986
987 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
988     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
989         self.map_bound(PredicateKind::Projection).to_predicate(tcx)
990     }
991 }
992
993 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
994     pub fn to_opt_poly_trait_pred(self) -> Option<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
995         let predicate = self.kind();
996         match predicate.skip_binder() {
997             PredicateKind::Trait(t) => Some(predicate.rebind(t)),
998             PredicateKind::Projection(..)
999             | PredicateKind::Subtype(..)
1000             | PredicateKind::Coerce(..)
1001             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1002             | PredicateKind::WellFormed(..)
1003             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1004             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1005             | PredicateKind::TypeOutlives(..)
1006             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1007             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1008             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1009         }
1010     }
1011
1012     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1013         let predicate = self.kind();
1014         match predicate.skip_binder() {
1015             PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(predicate.rebind(data)),
1016             PredicateKind::Trait(..)
1017             | PredicateKind::Projection(..)
1018             | PredicateKind::Subtype(..)
1019             | PredicateKind::Coerce(..)
1020             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1021             | PredicateKind::WellFormed(..)
1022             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1023             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1024             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1025             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1026             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1027         }
1028     }
1029 }
1030
1031 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1032 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1033 /// where-clauses. You can obtain an `InstantiatedPredicates` list from a
1034 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1035 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1036 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1037 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1038 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1039 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1040 /// their values.
1041 ///
1042 /// Example:
1043 ///
1044 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1045 ///
1046 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1047 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1048 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1049 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1050 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1051 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1052     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1053     pub spans: Vec<Span>,
1054 }
1055
1056 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1057     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1058         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1059     }
1060
1061     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1062         self.predicates.is_empty()
1063     }
1064 }
1065
1066 #[derive(
1067     Copy,
1068     Clone,
1069     Debug,
1070     PartialEq,
1071     Eq,
1072     HashStable,
1073     TyEncodable,
1074     TyDecodable,
1075     TypeFoldable,
1076     Lift
1077 )]
1078 pub struct OpaqueTypeKey<'tcx> {
1079     pub def_id: DefId,
1080     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1081 }
1082
1083 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1084 pub struct OpaqueHiddenType<'tcx> {
1085     /// The span of this particular definition of the opaque type. So
1086     /// for example:
1087     ///
1088     /// ```ignore (incomplete snippet)
1089     /// type Foo = impl Baz;
1090     /// fn bar() -> Foo {
1091     /// //          ^^^ This is the span we are looking for!
1092     /// }
1093     /// ```
1094     ///
1095     /// In cases where the fn returns `(impl Trait, impl Trait)` or
1096     /// other such combinations, the result is currently
1097     /// over-approximated, but better than nothing.
1098     pub span: Span,
1099
1100     /// The type variable that represents the value of the opaque type
1101     /// that we require. In other words, after we compile this function,
1102     /// we will be created a constraint like:
1103     ///
1104     ///     Foo<'a, T> = ?C
1105     ///
1106     /// where `?C` is the value of this type variable. =) It may
1107     /// naturally refer to the type and lifetime parameters in scope
1108     /// in this function, though ultimately it should only reference
1109     /// those that are arguments to `Foo` in the constraint above. (In
1110     /// other words, `?C` should not include `'b`, even though it's a
1111     /// lifetime parameter on `foo`.)
1112     pub ty: Ty<'tcx>,
1113 }
1114
1115 impl<'tcx> OpaqueHiddenType<'tcx> {
1116     pub fn report_mismatch(&self, other: &Self, tcx: TyCtxt<'tcx>) {
1117         // Found different concrete types for the opaque type.
1118         let mut err = tcx.sess.struct_span_err(
1119             other.span,
1120             "concrete type differs from previous defining opaque type use",
1121         );
1122         err.span_label(other.span, format!("expected `{}`, got `{}`", self.ty, other.ty));
1123         if self.span == other.span {
1124             err.span_label(
1125                 self.span,
1126                 "this expression supplies two conflicting concrete types for the same opaque type",
1127             );
1128         } else {
1129             err.span_note(self.span, "previous use here");
1130         }
1131         err.emit();
1132     }
1133 }
1134
1135 rustc_index::newtype_index! {
1136     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1137     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1138     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1139     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1140     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1141     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1142     /// new names.
1143     ///
1144     /// To make this more concrete, consider this program:
1145     ///
1146     /// ```
1147     /// struct Foo { }
1148     /// fn bar<T>(x: T) {
1149     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1150     /// }
1151     /// ```
1152     ///
1153     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1154     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1155     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1156     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1157     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1158     /// name it inside the fn type but not outside.
1159     ///
1160     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1161     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1162     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1163     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1164     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1165     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1166     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1167     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1168     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1169     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1170     /// use for checking generic functions.
1171     pub struct UniverseIndex {
1172         derive [HashStable]
1173         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1174     }
1175 }
1176
1177 impl UniverseIndex {
1178     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1179
1180     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1181     /// is considered to extend all previous universes. This
1182     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1183     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1184     ///
1185     /// ```
1186     /// for<'a> fn(&'a u32)
1187     /// ```
1188     ///
1189     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1190     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1191     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1192     /// `U` because it was not in scope there.
1193     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1194         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1195     }
1196
1197     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1198     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1199     /// `other` (`self >= other`).
1200     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1201         self.private >= other.private
1202     }
1203
1204     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1205     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1206     /// those in `other` (`self < other`).
1207     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1208         self.private < other.private
1209     }
1210 }
1211
1212 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
1213 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
1214 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
1215 /// another.
1216 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1217 pub struct Placeholder<T> {
1218     pub universe: UniverseIndex,
1219     pub name: T,
1220 }
1221
1222 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1223 where
1224     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1225 {
1226     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1227         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1228         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1229     }
1230 }
1231
1232 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1233
1234 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1235
1236 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1237 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1238 pub struct BoundConst<'tcx> {
1239     pub var: BoundVar,
1240     pub ty: Ty<'tcx>,
1241 }
1242
1243 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundConst<'tcx>>;
1244
1245 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1246 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1247 ///
1248 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1249 /// which cause cycle errors.
1250 ///
1251 /// ```rust
1252 /// struct A;
1253 /// impl A {
1254 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1255 ///     //           ^ const parameter
1256 /// }
1257 /// struct B;
1258 /// impl B {
1259 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1260 ///     //           ^ const parameter
1261 /// }
1262 ///
1263 /// fn main() {
1264 ///     let a = A;
1265 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1266 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1267 /// }
1268 /// ```
1269 ///
1270 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1271 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1272 ///
1273 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1274 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1275 /// requires us to evaluate the const argument.
1276 ///
1277 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1278 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1279 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1280 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1281 /// which results in a cycle.
1282 ///
1283 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1284 ///
1285 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1286 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1287 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1288 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1289 /// trivial to compute.
1290 ///
1291 /// If we now want to use that constant in a place which potentially needs its type
1292 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1293 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1294 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1295 /// to get the type of `did`.
1296 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1297 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1298 #[derive(Hash, HashStable)]
1299 pub struct WithOptConstParam<T> {
1300     pub did: T,
1301     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1302     /// a const argument.
1303     ///
1304     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1305     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1306     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1307     pub const_param_did: Option<DefId>,
1308 }
1309
1310 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1311     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1312     #[inline(always)]
1313     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1314         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1315     }
1316 }
1317
1318 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1319     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1320     /// `None` otherwise.
1321     #[inline(always)]
1322     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1323         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1324     }
1325
1326     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1327     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1328     #[inline(always)]
1329     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1330         if self.const_param_did.is_none() {
1331             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1332                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1333             }
1334         }
1335
1336         None
1337     }
1338
1339     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1340         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1341     }
1342
1343     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1344         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1345     }
1346 }
1347
1348 impl WithOptConstParam<DefId> {
1349     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1350         self.did
1351             .as_local()
1352             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1353     }
1354
1355     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1356         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1357             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1358                 return Some((did, param_did));
1359             }
1360         }
1361
1362         None
1363     }
1364
1365     pub fn is_local(self) -> bool {
1366         self.did.is_local()
1367     }
1368
1369     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1370         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1371     }
1372 }
1373
1374 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1375 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1376 /// particular point.
1377 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1378 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1379     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1380     ///
1381     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1382     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1383     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1384     ///
1385     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1386     ///
1387     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1388     /// want `Reveal::All`.
1389     ///
1390     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1391     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, ParamTag, true>,
1392 }
1393
1394 #[derive(Copy, Clone)]
1395 struct ParamTag {
1396     reveal: traits::Reveal,
1397     constness: hir::Constness,
1398 }
1399
1400 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for ParamTag {
1401     const BITS: usize = 2;
1402     #[inline]
1403     fn into_usize(self) -> usize {
1404         match self {
1405             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst } => 0,
1406             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst } => 1,
1407             Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const } => 2,
1408             Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const } => 3,
1409         }
1410     }
1411     #[inline]
1412     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1413         match ptr {
1414             0 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::NotConst },
1415             1 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::NotConst },
1416             2 => Self { reveal: traits::Reveal::UserFacing, constness: hir::Constness::Const },
1417             3 => Self { reveal: traits::Reveal::All, constness: hir::Constness::Const },
1418             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1419         }
1420     }
1421 }
1422
1423 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1424     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1425         f.debug_struct("ParamEnv")
1426             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1427             .field("reveal", &self.reveal())
1428             .field("constness", &self.constness())
1429             .finish()
1430     }
1431 }
1432
1433 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1434     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1435         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1436         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1437         self.constness().hash_stable(hcx, hasher);
1438     }
1439 }
1440
1441 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1442     fn try_super_fold_with<F: ty::fold::FallibleTypeFolder<'tcx>>(
1443         self,
1444         folder: &mut F,
1445     ) -> Result<Self, F::Error> {
1446         Ok(ParamEnv::new(
1447             self.caller_bounds().try_fold_with(folder)?,
1448             self.reveal().try_fold_with(folder)?,
1449             self.constness().try_fold_with(folder)?,
1450         ))
1451     }
1452
1453     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1454         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1455         self.reveal().visit_with(visitor)?;
1456         self.constness().visit_with(visitor)
1457     }
1458 }
1459
1460 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1461     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1462     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1463     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1464     /// type-checking.
1465     #[inline]
1466     pub fn empty() -> Self {
1467         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, hir::Constness::NotConst)
1468     }
1469
1470     #[inline]
1471     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1472         self.packed.pointer()
1473     }
1474
1475     #[inline]
1476     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1477         self.packed.tag().reveal
1478     }
1479
1480     #[inline]
1481     pub fn constness(self) -> hir::Constness {
1482         self.packed.tag().constness
1483     }
1484
1485     #[inline]
1486     pub fn is_const(self) -> bool {
1487         self.packed.tag().constness == hir::Constness::Const
1488     }
1489
1490     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1491     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1492     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1493     /// environments like codegen or doing optimizations.
1494     ///
1495     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1496     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1497     #[inline]
1498     pub fn reveal_all() -> Self {
1499         Self::new(List::empty(), Reveal::All, hir::Constness::NotConst)
1500     }
1501
1502     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1503     #[inline]
1504     pub fn new(
1505         caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>,
1506         reveal: Reveal,
1507         constness: hir::Constness,
1508     ) -> Self {
1509         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, ParamTag { reveal, constness }) }
1510     }
1511
1512     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1513         self.packed.set_tag(ParamTag { reveal: Reveal::UserFacing, ..self.packed.tag() });
1514         self
1515     }
1516
1517     #[inline]
1518     pub fn with_constness(mut self, constness: hir::Constness) -> Self {
1519         self.packed.set_tag(ParamTag { constness, ..self.packed.tag() });
1520         self
1521     }
1522
1523     #[inline]
1524     pub fn with_const(mut self) -> Self {
1525         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::Const, ..self.packed.tag() });
1526         self
1527     }
1528
1529     #[inline]
1530     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1531         self.packed.set_tag(ParamTag { constness: hir::Constness::NotConst, ..self.packed.tag() });
1532         self
1533     }
1534
1535     #[inline]
1536     pub fn remap_constness_with(&mut self, mut constness: ty::BoundConstness) {
1537         *self = self.with_constness(constness.and(self.constness()))
1538     }
1539
1540     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1541     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1542     /// (even for associated types that are specializable). This is
1543     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1544     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1545     /// which is the default.
1546     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1547     /// will be normalized to their underlying types.
1548     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1549     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1550         if self.packed.tag().reveal == traits::Reveal::All {
1551             return self;
1552         }
1553
1554         ParamEnv::new(
1555             tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()),
1556             Reveal::All,
1557             self.constness(),
1558         )
1559     }
1560
1561     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1562     #[inline]
1563     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1564         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.constness())
1565     }
1566
1567     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1568     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1569     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1570     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1571     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1572     /// invisible.
1573     ///
1574     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1575     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1576     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1577     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1578     /// although the surrounding function is never reachable.
1579     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1580         match self.reveal() {
1581             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1582
1583             Reveal::All => {
1584                 if value.is_global() {
1585                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1586                 } else {
1587                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1588                 }
1589             }
1590         }
1591     }
1592 }
1593
1594 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1595 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1596 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
1597     #[inline]
1598     pub fn with_constness(self, constness: BoundConstness) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1599         self.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate {
1600             trait_ref,
1601             constness,
1602             polarity: ty::ImplPolarity::Positive,
1603         })
1604     }
1605
1606     #[inline]
1607     pub fn without_const(self) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1608         self.with_constness(BoundConstness::NotConst)
1609     }
1610 }
1611
1612 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1613 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1614     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1615     pub value: T,
1616 }
1617
1618 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1619     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1620         (self.param_env, self.value)
1621     }
1622
1623     #[inline]
1624     pub fn without_const(mut self) -> Self {
1625         self.param_env = self.param_env.without_const();
1626         self
1627     }
1628 }
1629
1630 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1631 where
1632     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1633 {
1634     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1635         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1636
1637         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1638         value.hash_stable(hcx, hasher);
1639     }
1640 }
1641
1642 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1643 pub struct Destructor {
1644     /// The `DefId` of the destructor method
1645     pub did: DefId,
1646     /// The constness of the destructor method
1647     pub constness: hir::Constness,
1648 }
1649
1650 bitflags! {
1651     #[derive(HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1652     pub struct VariantFlags: u32 {
1653         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1654         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1655         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1656         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1657         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1658         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1659     }
1660 }
1661
1662 /// Definition of a variant -- a struct's fields or an enum variant.
1663 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1664 pub struct VariantDef {
1665     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1666     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1667     pub def_id: DefId,
1668     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1669     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1670     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1671     /// Variant or struct name.
1672     pub name: Symbol,
1673     /// Discriminant of this variant.
1674     pub discr: VariantDiscr,
1675     /// Fields of this variant.
1676     pub fields: Vec<FieldDef>,
1677     /// Type of constructor of variant.
1678     pub ctor_kind: CtorKind,
1679     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1680     flags: VariantFlags,
1681 }
1682
1683 impl VariantDef {
1684     /// Creates a new `VariantDef`.
1685     ///
1686     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1687     /// represents an enum variant).
1688     ///
1689     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1690     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1691     ///
1692     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1693     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1694     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1695     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1696     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1697     ///
1698     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1699     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1700     pub fn new(
1701         name: Symbol,
1702         variant_did: Option<DefId>,
1703         ctor_def_id: Option<DefId>,
1704         discr: VariantDiscr,
1705         fields: Vec<FieldDef>,
1706         ctor_kind: CtorKind,
1707         adt_kind: AdtKind,
1708         parent_did: DefId,
1709         recovered: bool,
1710         is_field_list_non_exhaustive: bool,
1711     ) -> Self {
1712         debug!(
1713             "VariantDef::new(name = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1714              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1715             name, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1716         );
1717
1718         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1719         if is_field_list_non_exhaustive {
1720             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1721         }
1722
1723         if recovered {
1724             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
1725         }
1726
1727         VariantDef {
1728             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1729             ctor_def_id,
1730             name,
1731             discr,
1732             fields,
1733             ctor_kind,
1734             flags,
1735         }
1736     }
1737
1738     /// Is this field list non-exhaustive?
1739     #[inline]
1740     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1741         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1742     }
1743
1744     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
1745     #[inline]
1746     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
1747         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
1748     }
1749
1750     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1751     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1752         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.def_id).unwrap())
1753     }
1754 }
1755
1756 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
1757 pub enum VariantDiscr {
1758     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1759     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1760     Explicit(DefId),
1761
1762     /// The previous variant's discriminant plus one.
1763     /// For efficiency reasons, the distance from the
1764     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1765     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1766     Relative(u32),
1767 }
1768
1769 #[derive(Debug, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
1770 pub struct FieldDef {
1771     pub did: DefId,
1772     pub name: Symbol,
1773     pub vis: Visibility,
1774 }
1775
1776 bitflags! {
1777     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1778     pub struct ReprFlags: u8 {
1779         const IS_C               = 1 << 0;
1780         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1781         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1782         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1783         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1784         // If true, don't expose any niche to type's context.
1785         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
1786         // If true, the type's layout can be randomized using
1787         // the seed stored in `ReprOptions.layout_seed`
1788         const RANDOMIZE_LAYOUT   = 1 << 5;
1789         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1790         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits
1791                                  | ReprFlags::IS_SIMD.bits
1792                                  | ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1793     }
1794 }
1795
1796 /// Represents the repr options provided by the user,
1797 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
1798 pub struct ReprOptions {
1799     pub int: Option<attr::IntType>,
1800     pub align: Option<Align>,
1801     pub pack: Option<Align>,
1802     pub flags: ReprFlags,
1803     /// The seed to be used for randomizing a type's layout
1804     ///
1805     /// Note: This could technically be a `[u8; 16]` (a `u128`) which would
1806     /// be the "most accurate" hash as it'd encompass the item and crate
1807     /// hash without loss, but it does pay the price of being larger.
1808     /// Everything's a tradeoff, a `u64` seed should be sufficient for our
1809     /// purposes (primarily `-Z randomize-layout`)
1810     pub field_shuffle_seed: u64,
1811 }
1812
1813 impl ReprOptions {
1814     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
1815         let mut flags = ReprFlags::empty();
1816         let mut size = None;
1817         let mut max_align: Option<Align> = None;
1818         let mut min_pack: Option<Align> = None;
1819
1820         // Generate a deterministically-derived seed from the item's path hash
1821         // to allow for cross-crate compilation to actually work
1822         let mut field_shuffle_seed = tcx.def_path_hash(did).0.to_smaller_hash();
1823
1824         // If the user defined a custom seed for layout randomization, xor the item's
1825         // path hash with the user defined seed, this will allowing determinism while
1826         // still allowing users to further randomize layout generation for e.g. fuzzing
1827         if let Some(user_seed) = tcx.sess.opts.debugging_opts.layout_seed {
1828             field_shuffle_seed ^= user_seed;
1829         }
1830
1831         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
1832             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
1833                 flags.insert(match r {
1834                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
1835                     attr::ReprPacked(pack) => {
1836                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
1837                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
1838                             min_pack.min(pack)
1839                         } else {
1840                             pack
1841                         });
1842                         ReprFlags::empty()
1843                     }
1844                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
1845                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
1846                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
1847                     attr::ReprInt(i) => {
1848                         size = Some(i);
1849                         ReprFlags::empty()
1850                     }
1851                     attr::ReprAlign(align) => {
1852                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
1853                         ReprFlags::empty()
1854                     }
1855                 });
1856             }
1857         }
1858
1859         // If `-Z randomize-layout` was enabled for the type definition then we can
1860         // consider performing layout randomization
1861         if tcx.sess.opts.debugging_opts.randomize_layout {
1862             flags.insert(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT);
1863         }
1864
1865         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
1866         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
1867             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
1868         }
1869
1870         Self { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags, field_shuffle_seed }
1871     }
1872
1873     #[inline]
1874     pub fn simd(&self) -> bool {
1875         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
1876     }
1877
1878     #[inline]
1879     pub fn c(&self) -> bool {
1880         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
1881     }
1882
1883     #[inline]
1884     pub fn packed(&self) -> bool {
1885         self.pack.is_some()
1886     }
1887
1888     #[inline]
1889     pub fn transparent(&self) -> bool {
1890         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
1891     }
1892
1893     #[inline]
1894     pub fn linear(&self) -> bool {
1895         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
1896     }
1897
1898     #[inline]
1899     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
1900         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
1901     }
1902
1903     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
1904     /// This must only be called on enums!
1905     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
1906         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
1907     }
1908
1909     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
1910     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
1911     /// single pointer.
1912     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
1913         self.c() || self.int.is_some()
1914     }
1915
1916     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
1917     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
1918     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
1919         if let Some(pack) = self.pack {
1920             if pack.bytes() == 1 {
1921                 return true;
1922             }
1923         }
1924
1925         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
1926     }
1927
1928     /// Returns `true` if this type is valid for reordering and `-Z randomize-layout`
1929     /// was enabled for its declaration crate
1930     pub fn can_randomize_type_layout(&self) -> bool {
1931         !self.inhibit_struct_field_reordering_opt()
1932             && self.flags.contains(ReprFlags::RANDOMIZE_LAYOUT)
1933     }
1934
1935     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
1936     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
1937         self.c()
1938     }
1939 }
1940
1941 impl<'tcx> FieldDef {
1942     /// Returns the type of this field. The resulting type is not normalized. The `subst` is
1943     /// typically obtained via the second field of [`TyKind::Adt`].
1944     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1945         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
1946     }
1947
1948     /// Computes the `Ident` of this variant by looking up the `Span`
1949     pub fn ident(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Ident {
1950         Ident::new(self.name, tcx.def_ident_span(self.did).unwrap())
1951     }
1952 }
1953
1954 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
1955
1956 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
1957 pub enum ImplOverlapKind {
1958     /// These impls are always allowed to overlap.
1959     Permitted {
1960         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
1961         marker: bool,
1962     },
1963     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
1964     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
1965     ///
1966     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
1967     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
1968     ///
1969     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
1970     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
1971     ///
1972     /// ```
1973     /// trait Trait {}
1974     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
1975     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
1976     /// ```
1977     ///
1978     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
1979     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
1980     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
1981     /// overlapping impls for it is sound.
1982     ///
1983     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
1984     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
1985     /// it has the following restrictions:
1986     ///
1987     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
1988     /// positive impls.
1989     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
1990     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
1991     /// marker traits.
1992     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
1993     ///
1994     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
1995     Issue33140,
1996 }
1997
1998 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
1999     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2000         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2001     }
2002
2003     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2004         self.associated_items(id)
2005             .in_definition_order()
2006             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2007     }
2008
2009     fn item_name_from_hir(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2010         self.hir().get_if_local(def_id).and_then(|node| node.ident())
2011     }
2012
2013     fn item_name_from_def_id(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
2014         if def_id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2015             Some(self.crate_name(def_id.krate))
2016         } else {
2017             let def_key = self.def_key(def_id);
2018             match def_key.disambiguated_data.data {
2019                 // The name of a constructor is that of its parent.
2020                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self.item_name_from_def_id(DefId {
2021                     krate: def_id.krate,
2022                     index: def_key.parent.unwrap(),
2023                 }),
2024                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name(),
2025             }
2026         }
2027     }
2028
2029     /// Look up the name of an item across crates. This does not look at HIR.
2030     ///
2031     /// When possible, this function should be used for cross-crate lookups over
2032     /// [`opt_item_name`] to avoid invalidating the incremental cache. If you
2033     /// need to handle items without a name, or HIR items that will not be
2034     /// serialized cross-crate, or if you need the span of the item, use
2035     /// [`opt_item_name`] instead.
2036     ///
2037     /// [`opt_item_name`]: Self::opt_item_name
2038     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2039         // Look at cross-crate items first to avoid invalidating the incremental cache
2040         // unless we have to.
2041         self.item_name_from_def_id(id).unwrap_or_else(|| {
2042             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2043         })
2044     }
2045
2046     /// Look up the name and span of an item or [`Node`].
2047     ///
2048     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
2049     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2050         // Look at the HIR first so the span will be correct if this is a local item.
2051         self.item_name_from_hir(def_id)
2052             .or_else(|| self.item_name_from_def_id(def_id).map(Ident::with_dummy_span))
2053     }
2054
2055     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2056         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2057             Some(self.associated_item(def_id))
2058         } else {
2059             None
2060         }
2061     }
2062
2063     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2064         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2065     }
2066
2067     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2068         variant
2069             .fields
2070             .iter()
2071             .position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident(self), variant.def_id))
2072     }
2073
2074     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2075     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2076     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2077         self,
2078         def_id1: DefId,
2079         def_id2: DefId,
2080     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2081         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2082         // as one of them essentially doesn't exist.
2083         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2084             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2085         {
2086             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2087         }
2088
2089         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2090             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2091                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2092                 debug!(
2093                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2094                     def_id1, def_id2
2095                 );
2096                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2097             }
2098             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2099             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2100                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2101                 debug!(
2102                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2103                     def_id1, def_id2
2104                 );
2105                 return None;
2106             }
2107             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2108             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2109         };
2110
2111         let is_marker_overlap = {
2112             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2113                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2114                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2115             };
2116             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2117         };
2118
2119         if is_marker_overlap {
2120             debug!(
2121                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2122                 def_id1, def_id2
2123             );
2124             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2125         } else {
2126             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2127                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2128                     if self_ty1 == self_ty2 {
2129                         debug!(
2130                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2131                             def_id1, def_id2
2132                         );
2133                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2134                     } else {
2135                         debug!(
2136                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2137                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2138                         );
2139                     }
2140                 }
2141             }
2142
2143             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2144             None
2145         }
2146     }
2147
2148     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2149     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2150     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2151         match res {
2152             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2153                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2154                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2155             }
2156             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2157             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2158                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2159                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2160                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2161             }
2162             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2163                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2164                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2165             }
2166             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2167         }
2168     }
2169
2170     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2171     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2172         match instance {
2173             ty::InstanceDef::Item(def) => match self.def_kind(def.did) {
2174                 DefKind::Const
2175                 | DefKind::Static(..)
2176                 | DefKind::AssocConst
2177                 | DefKind::Ctor(..)
2178                 | DefKind::AnonConst
2179                 | DefKind::InlineConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
2180                 // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
2181                 // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
2182                 _ => {
2183                     assert_eq!(def.const_param_did, None);
2184                     self.optimized_mir(def.did)
2185                 }
2186             },
2187             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2188             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2189             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2190             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2191             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2192             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2193             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2194             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2195         }
2196     }
2197
2198     /// Gets the attributes of a definition.
2199     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2200         if let Some(did) = did.as_local() {
2201             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2202         } else {
2203             self.item_attrs(did)
2204         }
2205     }
2206
2207     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2208     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2209         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2210     }
2211
2212     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2213     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2214         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2215     }
2216
2217     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
2218     /// generator is tainted by errors.
2219     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
2220         self.optimized_mir(def_id).generator_layout()
2221     }
2222
2223     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2224     /// If it implements no trait, returns `None`.
2225     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2226         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2227     }
2228
2229     /// If the given `DefId` describes a method belonging to an impl, returns the
2230     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2231     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2232         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
2233             TraitContainer(_) => None,
2234             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2235         })
2236     }
2237
2238     /// If the given `DefId` belongs to a trait that was automatically derived, returns `true`.
2239     pub fn is_builtin_derive(self, def_id: DefId) -> bool {
2240         self.has_attr(def_id, sym::automatically_derived)
2241     }
2242
2243     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2244     /// with the name of the crate containing the impl.
2245     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2246         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
2247             Ok(self.def_span(impl_did))
2248         } else {
2249             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
2250         }
2251     }
2252
2253     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
2254     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
2255     /// definition's parent/scope to perform comparison.
2256     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
2257         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
2258         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
2259         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
2260         use_name.name == def_name.name
2261             && use_name
2262                 .span
2263                 .ctxt()
2264                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expn_that_defined(def_parent_def_id))
2265     }
2266
2267     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
2268         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope));
2269         ident
2270     }
2271
2272     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
2273         self,
2274         mut ident: Ident,
2275         scope: DefId,
2276         block: hir::HirId,
2277     ) -> (Ident, DefId) {
2278         let scope = ident
2279             .span
2280             .normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expn_that_defined(scope))
2281             .and_then(|actual_expansion| actual_expansion.expn_data().parent_module)
2282             .unwrap_or_else(|| self.parent_module(block).to_def_id());
2283         (ident, scope)
2284     }
2285
2286     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
2287         self.object_safety_violations(key).is_empty()
2288     }
2289
2290     #[inline]
2291     pub fn is_const_fn_raw(self, def_id: DefId) -> bool {
2292         matches!(self.def_kind(def_id), DefKind::Fn | DefKind::AssocFn | DefKind::Ctor(..))
2293             && self.impl_constness(def_id) == hir::Constness::Const
2294     }
2295 }
2296
2297 /// Yields the parent function's `LocalDefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
2298 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<LocalDefId> {
2299     let def_id = def_id.as_local()?;
2300     if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_def_id(def_id) {
2301         if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
2302             return match opaque_ty.origin {
2303                 hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn(parent) | hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn(parent) => {
2304                     Some(parent)
2305                 }
2306                 hir::OpaqueTyOrigin::TyAlias => None,
2307             };
2308         }
2309     }
2310     None
2311 }
2312
2313 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
2314     match ity {
2315         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
2316         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
2317         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
2318         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
2319         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
2320         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
2321     }
2322 }
2323
2324 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
2325     match uty {
2326         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
2327         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
2328         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
2329         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
2330         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
2331         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
2332     }
2333 }
2334
2335 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
2336     match fty {
2337         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
2338         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
2339     }
2340 }
2341
2342 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
2343     match ity {
2344         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
2345         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
2346         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
2347         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
2348         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
2349         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
2350     }
2351 }
2352
2353 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
2354     match uty {
2355         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
2356         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
2357         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
2358         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
2359         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
2360         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
2361     }
2362 }
2363
2364 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
2365     closure::provide(providers);
2366     context::provide(providers);
2367     erase_regions::provide(providers);
2368     layout::provide(providers);
2369     util::provide(providers);
2370     print::provide(providers);
2371     super::util::bug::provide(providers);
2372     super::middle::provide(providers);
2373     *providers = ty::query::Providers {
2374         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
2375         incoherent_impls: trait_def::incoherent_impls_provider,
2376         type_uninhabited_from: inhabitedness::type_uninhabited_from,
2377         const_param_default: consts::const_param_default,
2378         vtable_allocation: vtable::vtable_allocation_provider,
2379         ..*providers
2380     };
2381 }
2382
2383 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
2384 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
2385 /// rather, you should request the vector for a specific type via
2386 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
2387 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
2388 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
2389 pub struct CrateInherentImpls {
2390     pub inherent_impls: LocalDefIdMap<Vec<DefId>>,
2391     pub incoherent_impls: FxHashMap<SimplifiedType, Vec<LocalDefId>>,
2392 }
2393
2394 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
2395 pub struct SymbolName<'tcx> {
2396     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
2397     pub name: &'tcx str,
2398 }
2399
2400 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
2401     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
2402         SymbolName {
2403             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
2404         }
2405     }
2406 }
2407
2408 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
2409     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2410         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2411     }
2412 }
2413
2414 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
2415     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2416         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2417     }
2418 }
2419
2420 #[derive(Debug, Default, Copy, Clone)]
2421 pub struct FoundRelationships {
2422     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `?T: Foo`
2423     /// obligation, where:
2424     ///
2425     ///  * `Foo` is not `Sized`
2426     ///  * `(): Foo` may be satisfied
2427     pub self_in_trait: bool,
2428     /// This is true if we identified that this Ty (`?T`) is found in a `<_ as
2429     /// _>::AssocType = ?T`
2430     pub output: bool,
2431 }