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[rust.git] / compiler / rustc_middle / src / ty / sty.rs
1 //! This module contains `TyKind` and its major components.
2
3 #![allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
4
5 use self::TyKind::*;
6
7 use crate::infer::canonical::Canonical;
8 use crate::ty::fold::ValidateBoundVars;
9 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
10 use crate::ty::InferTy::{self, *};
11 use crate::ty::{
12     self, AdtDef, DefIdTree, Discr, Term, Ty, TyCtxt, TypeFlags, TypeFoldable, TypeVisitor,
13 };
14 use crate::ty::{DelaySpanBugEmitted, List, ParamEnv};
15 use polonius_engine::Atom;
16 use rustc_data_structures::captures::Captures;
17 use rustc_data_structures::intern::Interned;
18 use rustc_hir as hir;
19 use rustc_hir::def_id::DefId;
20 use rustc_index::vec::Idx;
21 use rustc_macros::HashStable;
22 use rustc_span::symbol::{kw, Symbol};
23 use rustc_target::abi::VariantIdx;
24 use rustc_target::spec::abi;
25 use std::borrow::Cow;
26 use std::cmp::Ordering;
27 use std::fmt;
28 use std::marker::PhantomData;
29 use std::ops::{ControlFlow, Deref, Range};
30 use ty::util::IntTypeExt;
31
32 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
33 #[derive(HashStable, TypeFoldable, Lift)]
34 pub struct TypeAndMut<'tcx> {
35     pub ty: Ty<'tcx>,
36     pub mutbl: hir::Mutability,
37 }
38
39 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Copy)]
40 #[derive(HashStable)]
41 /// A "free" region `fr` can be interpreted as "some region
42 /// at least as big as the scope `fr.scope`".
43 pub struct FreeRegion {
44     pub scope: DefId,
45     pub bound_region: BoundRegionKind,
46 }
47
48 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Copy)]
49 #[derive(HashStable)]
50 pub enum BoundRegionKind {
51     /// An anonymous region parameter for a given fn (&T)
52     BrAnon(u32),
53
54     /// Named region parameters for functions (a in &'a T)
55     ///
56     /// The `DefId` is needed to distinguish free regions in
57     /// the event of shadowing.
58     BrNamed(DefId, Symbol),
59
60     /// Anonymous region for the implicit env pointer parameter
61     /// to a closure
62     BrEnv,
63 }
64
65 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Debug, PartialOrd, Ord)]
66 #[derive(HashStable)]
67 pub struct BoundRegion {
68     pub var: BoundVar,
69     pub kind: BoundRegionKind,
70 }
71
72 impl BoundRegionKind {
73     pub fn is_named(&self) -> bool {
74         match *self {
75             BoundRegionKind::BrNamed(_, name) => name != kw::UnderscoreLifetime,
76             _ => false,
77         }
78     }
79 }
80
81 /// Defines the kinds of types used by the type system.
82 ///
83 /// Types written by the user start out as [hir::TyKind](rustc_hir::TyKind) and get
84 /// converted to this representation using `AstConv::ast_ty_to_ty`.
85 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Debug)]
86 #[derive(HashStable)]
87 #[rustc_diagnostic_item = "TyKind"]
88 pub enum TyKind<'tcx> {
89     /// The primitive boolean type. Written as `bool`.
90     Bool,
91
92     /// The primitive character type; holds a Unicode scalar value
93     /// (a non-surrogate code point). Written as `char`.
94     Char,
95
96     /// A primitive signed integer type. For example, `i32`.
97     Int(ty::IntTy),
98
99     /// A primitive unsigned integer type. For example, `u32`.
100     Uint(ty::UintTy),
101
102     /// A primitive floating-point type. For example, `f64`.
103     Float(ty::FloatTy),
104
105     /// Algebraic data types (ADT). For example: structures, enumerations and unions.
106     ///
107     /// For example, the type `List<i32>` would be represented using the `AdtDef`
108     /// for `struct List<T>` and the substs `[i32]`.
109     ///
110     /// Note that generic parameters in fields only get lazily substituted
111     /// by using something like `adt_def.all_fields().map(|field| field.ty(tcx, substs))`.
112     Adt(&'tcx AdtDef, SubstsRef<'tcx>),
113
114     /// An unsized FFI type that is opaque to Rust. Written as `extern type T`.
115     Foreign(DefId),
116
117     /// The pointee of a string slice. Written as `str`.
118     Str,
119
120     /// An array with the given length. Written as `[T; N]`.
121     Array(Ty<'tcx>, ty::Const<'tcx>),
122
123     /// The pointee of an array slice. Written as `[T]`.
124     Slice(Ty<'tcx>),
125
126     /// A raw pointer. Written as `*mut T` or `*const T`
127     RawPtr(TypeAndMut<'tcx>),
128
129     /// A reference; a pointer with an associated lifetime. Written as
130     /// `&'a mut T` or `&'a T`.
131     Ref(Region<'tcx>, Ty<'tcx>, hir::Mutability),
132
133     /// The anonymous type of a function declaration/definition. Each
134     /// function has a unique type.
135     ///
136     /// For the function `fn foo() -> i32 { 3 }` this type would be
137     /// shown to the user as `fn() -> i32 {foo}`.
138     ///
139     /// For example the type of `bar` here:
140     /// ```rust
141     /// fn foo() -> i32 { 1 }
142     /// let bar = foo; // bar: fn() -> i32 {foo}
143     /// ```
144     FnDef(DefId, SubstsRef<'tcx>),
145
146     /// A pointer to a function. Written as `fn() -> i32`.
147     ///
148     /// Note that both functions and closures start out as either
149     /// [FnDef] or [Closure] which can be then be coerced to this variant.
150     ///
151     /// For example the type of `bar` here:
152     ///
153     /// ```rust
154     /// fn foo() -> i32 { 1 }
155     /// let bar: fn() -> i32 = foo;
156     /// ```
157     FnPtr(PolyFnSig<'tcx>),
158
159     /// A trait object. Written as `dyn for<'b> Trait<'b, Assoc = u32> + Send + 'a`.
160     Dynamic(&'tcx List<Binder<'tcx, ExistentialPredicate<'tcx>>>, ty::Region<'tcx>),
161
162     /// The anonymous type of a closure. Used to represent the type of `|a| a`.
163     ///
164     /// Closure substs contain both the - potentially substituted - generic parameters
165     /// of its parent and some synthetic parameters. See the documentation for
166     /// [ClosureSubsts] for more details.
167     Closure(DefId, SubstsRef<'tcx>),
168
169     /// The anonymous type of a generator. Used to represent the type of
170     /// `|a| yield a`.
171     ///
172     /// For more info about generator substs, visit the documentation for
173     /// [GeneratorSubsts].
174     Generator(DefId, SubstsRef<'tcx>, hir::Movability),
175
176     /// A type representing the types stored inside a generator.
177     /// This should only appear as part of the [GeneratorSubsts].
178     ///
179     /// Note that the captured variables for generators are stored separately
180     /// using a tuple in the same way as for closures.
181     ///
182     /// Unlike upvars, the witness can reference lifetimes from
183     /// inside of the generator itself. To deal with them in
184     /// the type of the generator, we convert them to higher ranked
185     /// lifetimes bound by the witness itself.
186     ///
187     /// Looking at the following example, the witness for this generator
188     /// may end up as something like `for<'a> [Vec<i32>, &'a Vec<i32>]`:
189     ///
190     /// ```rust
191     /// |a| {
192     ///     let x = &vec![3];
193     ///     yield a;
194     ///     yield x[0];
195     /// }
196     /// ```
197     GeneratorWitness(Binder<'tcx, &'tcx List<Ty<'tcx>>>),
198
199     /// The never type `!`.
200     Never,
201
202     /// A tuple type. For example, `(i32, bool)`.
203     /// Use `Ty::tuple_fields` to iterate over the field types.
204     Tuple(SubstsRef<'tcx>),
205
206     /// The projection of an associated type. For example,
207     /// `<T as Trait<..>>::N`.
208     Projection(ProjectionTy<'tcx>),
209
210     /// Opaque (`impl Trait`) type found in a return type.
211     ///
212     /// The `DefId` comes either from
213     /// * the `impl Trait` ast::Ty node,
214     /// * or the `type Foo = impl Trait` declaration
215     ///
216     /// For RPIT the substitutions are for the generics of the function,
217     /// while for TAIT it is used for the generic parameters of the alias.
218     ///
219     /// During codegen, `tcx.type_of(def_id)` can be used to get the underlying type.
220     Opaque(DefId, SubstsRef<'tcx>),
221
222     /// A type parameter; for example, `T` in `fn f<T>(x: T) {}`.
223     Param(ParamTy),
224
225     /// Bound type variable, used to represent the `'a` in `for<'a> fn(&'a ())`.
226     ///
227     /// For canonical queries, we replace inference variables with bound variables,
228     /// so e.g. when checking whether `&'_ (): Trait<_>` holds, we canonicalize that to
229     /// `for<'a, T> &'a (): Trait<T>` and then convert the introduced bound variables
230     /// back to inference variables in a new inference context when inside of the query.
231     ///
232     /// See the `rustc-dev-guide` for more details about
233     /// [higher-ranked trait bounds][1] and [canonical queries][2].
234     ///
235     /// [1]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/traits/hrtb.html
236     /// [2]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/traits/canonical-queries.html
237     Bound(ty::DebruijnIndex, BoundTy),
238
239     /// A placeholder type, used during higher ranked subtyping to instantiate
240     /// bound variables.
241     Placeholder(ty::PlaceholderType),
242
243     /// A type variable used during type checking.
244     ///
245     /// Similar to placeholders, inference variables also live in a universe to
246     /// correctly deal with higher ranked types. Though unlike placeholders,
247     /// that universe is stored in the `InferCtxt` instead of directly
248     /// inside of the type.
249     Infer(InferTy),
250
251     /// A placeholder for a type which could not be computed; this is
252     /// propagated to avoid useless error messages.
253     Error(DelaySpanBugEmitted),
254 }
255
256 impl<'tcx> TyKind<'tcx> {
257     #[inline]
258     pub fn is_primitive(&self) -> bool {
259         matches!(self, Bool | Char | Int(_) | Uint(_) | Float(_))
260     }
261
262     /// Get the article ("a" or "an") to use with this type.
263     pub fn article(&self) -> &'static str {
264         match self {
265             Int(_) | Float(_) | Array(_, _) => "an",
266             Adt(def, _) if def.is_enum() => "an",
267             // This should never happen, but ICEing and causing the user's code
268             // to not compile felt too harsh.
269             Error(_) => "a",
270             _ => "a",
271         }
272     }
273 }
274
275 // `TyKind` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
276 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
277 static_assert_size!(TyKind<'_>, 32);
278
279 /// A closure can be modeled as a struct that looks like:
280 ///
281 ///     struct Closure<'l0...'li, T0...Tj, CK, CS, U>(...U);
282 ///
283 /// where:
284 ///
285 /// - 'l0...'li and T0...Tj are the generic parameters
286 ///   in scope on the function that defined the closure,
287 /// - CK represents the *closure kind* (Fn vs FnMut vs FnOnce). This
288 ///   is rather hackily encoded via a scalar type. See
289 ///   `Ty::to_opt_closure_kind` for details.
290 /// - CS represents the *closure signature*, representing as a `fn()`
291 ///   type. For example, `fn(u32, u32) -> u32` would mean that the closure
292 ///   implements `CK<(u32, u32), Output = u32>`, where `CK` is the trait
293 ///   specified above.
294 /// - U is a type parameter representing the types of its upvars, tupled up
295 ///   (borrowed, if appropriate; that is, if a U field represents a by-ref upvar,
296 ///    and the up-var has the type `Foo`, then that field of U will be `&Foo`).
297 ///
298 /// So, for example, given this function:
299 ///
300 ///     fn foo<'a, T>(data: &'a mut T) {
301 ///          do(|| data.count += 1)
302 ///     }
303 ///
304 /// the type of the closure would be something like:
305 ///
306 ///     struct Closure<'a, T, U>(...U);
307 ///
308 /// Note that the type of the upvar is not specified in the struct.
309 /// You may wonder how the impl would then be able to use the upvar,
310 /// if it doesn't know it's type? The answer is that the impl is
311 /// (conceptually) not fully generic over Closure but rather tied to
312 /// instances with the expected upvar types:
313 ///
314 ///     impl<'b, 'a, T> FnMut() for Closure<'a, T, (&'b mut &'a mut T,)> {
315 ///         ...
316 ///     }
317 ///
318 /// You can see that the *impl* fully specified the type of the upvar
319 /// and thus knows full well that `data` has type `&'b mut &'a mut T`.
320 /// (Here, I am assuming that `data` is mut-borrowed.)
321 ///
322 /// Now, the last question you may ask is: Why include the upvar types
323 /// in an extra type parameter? The reason for this design is that the
324 /// upvar types can reference lifetimes that are internal to the
325 /// creating function. In my example above, for example, the lifetime
326 /// `'b` represents the scope of the closure itself; this is some
327 /// subset of `foo`, probably just the scope of the call to the to
328 /// `do()`. If we just had the lifetime/type parameters from the
329 /// enclosing function, we couldn't name this lifetime `'b`. Note that
330 /// there can also be lifetimes in the types of the upvars themselves,
331 /// if one of them happens to be a reference to something that the
332 /// creating fn owns.
333 ///
334 /// OK, you say, so why not create a more minimal set of parameters
335 /// that just includes the extra lifetime parameters? The answer is
336 /// primarily that it would be hard --- we don't know at the time when
337 /// we create the closure type what the full types of the upvars are,
338 /// nor do we know which are borrowed and which are not. In this
339 /// design, we can just supply a fresh type parameter and figure that
340 /// out later.
341 ///
342 /// All right, you say, but why include the type parameters from the
343 /// original function then? The answer is that codegen may need them
344 /// when monomorphizing, and they may not appear in the upvars. A
345 /// closure could capture no variables but still make use of some
346 /// in-scope type parameter with a bound (e.g., if our example above
347 /// had an extra `U: Default`, and the closure called `U::default()`).
348 ///
349 /// There is another reason. This design (implicitly) prohibits
350 /// closures from capturing themselves (except via a trait
351 /// object). This simplifies closure inference considerably, since it
352 /// means that when we infer the kind of a closure or its upvars, we
353 /// don't have to handle cycles where the decisions we make for
354 /// closure C wind up influencing the decisions we ought to make for
355 /// closure C (which would then require fixed point iteration to
356 /// handle). Plus it fixes an ICE. :P
357 ///
358 /// ## Generators
359 ///
360 /// Generators are handled similarly in `GeneratorSubsts`.  The set of
361 /// type parameters is similar, but `CK` and `CS` are replaced by the
362 /// following type parameters:
363 ///
364 /// * `GS`: The generator's "resume type", which is the type of the
365 ///   argument passed to `resume`, and the type of `yield` expressions
366 ///   inside the generator.
367 /// * `GY`: The "yield type", which is the type of values passed to
368 ///   `yield` inside the generator.
369 /// * `GR`: The "return type", which is the type of value returned upon
370 ///   completion of the generator.
371 /// * `GW`: The "generator witness".
372 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
373 pub struct ClosureSubsts<'tcx> {
374     /// Lifetime and type parameters from the enclosing function,
375     /// concatenated with a tuple containing the types of the upvars.
376     ///
377     /// These are separated out because codegen wants to pass them around
378     /// when monomorphizing.
379     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
380 }
381
382 /// Struct returned by `split()`.
383 pub struct ClosureSubstsParts<'tcx, T> {
384     pub parent_substs: &'tcx [GenericArg<'tcx>],
385     pub closure_kind_ty: T,
386     pub closure_sig_as_fn_ptr_ty: T,
387     pub tupled_upvars_ty: T,
388 }
389
390 impl<'tcx> ClosureSubsts<'tcx> {
391     /// Construct `ClosureSubsts` from `ClosureSubstsParts`, containing `Substs`
392     /// for the closure parent, alongside additional closure-specific components.
393     pub fn new(
394         tcx: TyCtxt<'tcx>,
395         parts: ClosureSubstsParts<'tcx, Ty<'tcx>>,
396     ) -> ClosureSubsts<'tcx> {
397         ClosureSubsts {
398             substs: tcx.mk_substs(
399                 parts.parent_substs.iter().copied().chain(
400                     [parts.closure_kind_ty, parts.closure_sig_as_fn_ptr_ty, parts.tupled_upvars_ty]
401                         .iter()
402                         .map(|&ty| ty.into()),
403                 ),
404             ),
405         }
406     }
407
408     /// Divides the closure substs into their respective components.
409     /// The ordering assumed here must match that used by `ClosureSubsts::new` above.
410     fn split(self) -> ClosureSubstsParts<'tcx, GenericArg<'tcx>> {
411         match self.substs[..] {
412             [
413                 ref parent_substs @ ..,
414                 closure_kind_ty,
415                 closure_sig_as_fn_ptr_ty,
416                 tupled_upvars_ty,
417             ] => ClosureSubstsParts {
418                 parent_substs,
419                 closure_kind_ty,
420                 closure_sig_as_fn_ptr_ty,
421                 tupled_upvars_ty,
422             },
423             _ => bug!("closure substs missing synthetics"),
424         }
425     }
426
427     /// Returns `true` only if enough of the synthetic types are known to
428     /// allow using all of the methods on `ClosureSubsts` without panicking.
429     ///
430     /// Used primarily by `ty::print::pretty` to be able to handle closure
431     /// types that haven't had their synthetic types substituted in.
432     pub fn is_valid(self) -> bool {
433         self.substs.len() >= 3
434             && matches!(self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty().kind(), Tuple(_))
435     }
436
437     /// Returns the substitutions of the closure's parent.
438     pub fn parent_substs(self) -> &'tcx [GenericArg<'tcx>] {
439         self.split().parent_substs
440     }
441
442     /// Returns an iterator over the list of types of captured paths by the closure.
443     /// In case there was a type error in figuring out the types of the captured path, an
444     /// empty iterator is returned.
445     #[inline]
446     pub fn upvar_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'tcx {
447         match self.tupled_upvars_ty().kind() {
448             TyKind::Error(_) => None,
449             TyKind::Tuple(..) => Some(self.tupled_upvars_ty().tuple_fields()),
450             TyKind::Infer(_) => bug!("upvar_tys called before capture types are inferred"),
451             ty => bug!("Unexpected representation of upvar types tuple {:?}", ty),
452         }
453         .into_iter()
454         .flatten()
455     }
456
457     /// Returns the tuple type representing the upvars for this closure.
458     #[inline]
459     pub fn tupled_upvars_ty(self) -> Ty<'tcx> {
460         self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty()
461     }
462
463     /// Returns the closure kind for this closure; may return a type
464     /// variable during inference. To get the closure kind during
465     /// inference, use `infcx.closure_kind(substs)`.
466     pub fn kind_ty(self) -> Ty<'tcx> {
467         self.split().closure_kind_ty.expect_ty()
468     }
469
470     /// Returns the `fn` pointer type representing the closure signature for this
471     /// closure.
472     // FIXME(eddyb) this should be unnecessary, as the shallowly resolved
473     // type is known at the time of the creation of `ClosureSubsts`,
474     // see `rustc_typeck::check::closure`.
475     pub fn sig_as_fn_ptr_ty(self) -> Ty<'tcx> {
476         self.split().closure_sig_as_fn_ptr_ty.expect_ty()
477     }
478
479     /// Returns the closure kind for this closure; only usable outside
480     /// of an inference context, because in that context we know that
481     /// there are no type variables.
482     ///
483     /// If you have an inference context, use `infcx.closure_kind()`.
484     pub fn kind(self) -> ty::ClosureKind {
485         self.kind_ty().to_opt_closure_kind().unwrap()
486     }
487
488     /// Extracts the signature from the closure.
489     pub fn sig(self) -> ty::PolyFnSig<'tcx> {
490         let ty = self.sig_as_fn_ptr_ty();
491         match ty.kind() {
492             ty::FnPtr(sig) => *sig,
493             _ => bug!("closure_sig_as_fn_ptr_ty is not a fn-ptr: {:?}", ty.kind()),
494         }
495     }
496 }
497
498 /// Similar to `ClosureSubsts`; see the above documentation for more.
499 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
500 pub struct GeneratorSubsts<'tcx> {
501     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
502 }
503
504 pub struct GeneratorSubstsParts<'tcx, T> {
505     pub parent_substs: &'tcx [GenericArg<'tcx>],
506     pub resume_ty: T,
507     pub yield_ty: T,
508     pub return_ty: T,
509     pub witness: T,
510     pub tupled_upvars_ty: T,
511 }
512
513 impl<'tcx> GeneratorSubsts<'tcx> {
514     /// Construct `GeneratorSubsts` from `GeneratorSubstsParts`, containing `Substs`
515     /// for the generator parent, alongside additional generator-specific components.
516     pub fn new(
517         tcx: TyCtxt<'tcx>,
518         parts: GeneratorSubstsParts<'tcx, Ty<'tcx>>,
519     ) -> GeneratorSubsts<'tcx> {
520         GeneratorSubsts {
521             substs: tcx.mk_substs(
522                 parts.parent_substs.iter().copied().chain(
523                     [
524                         parts.resume_ty,
525                         parts.yield_ty,
526                         parts.return_ty,
527                         parts.witness,
528                         parts.tupled_upvars_ty,
529                     ]
530                     .iter()
531                     .map(|&ty| ty.into()),
532                 ),
533             ),
534         }
535     }
536
537     /// Divides the generator substs into their respective components.
538     /// The ordering assumed here must match that used by `GeneratorSubsts::new` above.
539     fn split(self) -> GeneratorSubstsParts<'tcx, GenericArg<'tcx>> {
540         match self.substs[..] {
541             [ref parent_substs @ .., resume_ty, yield_ty, return_ty, witness, tupled_upvars_ty] => {
542                 GeneratorSubstsParts {
543                     parent_substs,
544                     resume_ty,
545                     yield_ty,
546                     return_ty,
547                     witness,
548                     tupled_upvars_ty,
549                 }
550             }
551             _ => bug!("generator substs missing synthetics"),
552         }
553     }
554
555     /// Returns `true` only if enough of the synthetic types are known to
556     /// allow using all of the methods on `GeneratorSubsts` without panicking.
557     ///
558     /// Used primarily by `ty::print::pretty` to be able to handle generator
559     /// types that haven't had their synthetic types substituted in.
560     pub fn is_valid(self) -> bool {
561         self.substs.len() >= 5
562             && matches!(self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty().kind(), Tuple(_))
563     }
564
565     /// Returns the substitutions of the generator's parent.
566     pub fn parent_substs(self) -> &'tcx [GenericArg<'tcx>] {
567         self.split().parent_substs
568     }
569
570     /// This describes the types that can be contained in a generator.
571     /// It will be a type variable initially and unified in the last stages of typeck of a body.
572     /// It contains a tuple of all the types that could end up on a generator frame.
573     /// The state transformation MIR pass may only produce layouts which mention types
574     /// in this tuple. Upvars are not counted here.
575     pub fn witness(self) -> Ty<'tcx> {
576         self.split().witness.expect_ty()
577     }
578
579     /// Returns an iterator over the list of types of captured paths by the generator.
580     /// In case there was a type error in figuring out the types of the captured path, an
581     /// empty iterator is returned.
582     #[inline]
583     pub fn upvar_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'tcx {
584         match self.tupled_upvars_ty().kind() {
585             TyKind::Error(_) => None,
586             TyKind::Tuple(..) => Some(self.tupled_upvars_ty().tuple_fields()),
587             TyKind::Infer(_) => bug!("upvar_tys called before capture types are inferred"),
588             ty => bug!("Unexpected representation of upvar types tuple {:?}", ty),
589         }
590         .into_iter()
591         .flatten()
592     }
593
594     /// Returns the tuple type representing the upvars for this generator.
595     #[inline]
596     pub fn tupled_upvars_ty(self) -> Ty<'tcx> {
597         self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty()
598     }
599
600     /// Returns the type representing the resume type of the generator.
601     pub fn resume_ty(self) -> Ty<'tcx> {
602         self.split().resume_ty.expect_ty()
603     }
604
605     /// Returns the type representing the yield type of the generator.
606     pub fn yield_ty(self) -> Ty<'tcx> {
607         self.split().yield_ty.expect_ty()
608     }
609
610     /// Returns the type representing the return type of the generator.
611     pub fn return_ty(self) -> Ty<'tcx> {
612         self.split().return_ty.expect_ty()
613     }
614
615     /// Returns the "generator signature", which consists of its yield
616     /// and return types.
617     ///
618     /// N.B., some bits of the code prefers to see this wrapped in a
619     /// binder, but it never contains bound regions. Probably this
620     /// function should be removed.
621     pub fn poly_sig(self) -> PolyGenSig<'tcx> {
622         ty::Binder::dummy(self.sig())
623     }
624
625     /// Returns the "generator signature", which consists of its resume, yield
626     /// and return types.
627     pub fn sig(self) -> GenSig<'tcx> {
628         ty::GenSig {
629             resume_ty: self.resume_ty(),
630             yield_ty: self.yield_ty(),
631             return_ty: self.return_ty(),
632         }
633     }
634 }
635
636 impl<'tcx> GeneratorSubsts<'tcx> {
637     /// Generator has not been resumed yet.
638     pub const UNRESUMED: usize = 0;
639     /// Generator has returned or is completed.
640     pub const RETURNED: usize = 1;
641     /// Generator has been poisoned.
642     pub const POISONED: usize = 2;
643
644     const UNRESUMED_NAME: &'static str = "Unresumed";
645     const RETURNED_NAME: &'static str = "Returned";
646     const POISONED_NAME: &'static str = "Panicked";
647
648     /// The valid variant indices of this generator.
649     #[inline]
650     pub fn variant_range(&self, def_id: DefId, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Range<VariantIdx> {
651         // FIXME requires optimized MIR
652         let num_variants = tcx.generator_layout(def_id).unwrap().variant_fields.len();
653         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(num_variants)
654     }
655
656     /// The discriminant for the given variant. Panics if the `variant_index` is
657     /// out of range.
658     #[inline]
659     pub fn discriminant_for_variant(
660         &self,
661         def_id: DefId,
662         tcx: TyCtxt<'tcx>,
663         variant_index: VariantIdx,
664     ) -> Discr<'tcx> {
665         // Generators don't support explicit discriminant values, so they are
666         // the same as the variant index.
667         assert!(self.variant_range(def_id, tcx).contains(&variant_index));
668         Discr { val: variant_index.as_usize() as u128, ty: self.discr_ty(tcx) }
669     }
670
671     /// The set of all discriminants for the generator, enumerated with their
672     /// variant indices.
673     #[inline]
674     pub fn discriminants(
675         self,
676         def_id: DefId,
677         tcx: TyCtxt<'tcx>,
678     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
679         self.variant_range(def_id, tcx).map(move |index| {
680             (index, Discr { val: index.as_usize() as u128, ty: self.discr_ty(tcx) })
681         })
682     }
683
684     /// Calls `f` with a reference to the name of the enumerator for the given
685     /// variant `v`.
686     pub fn variant_name(v: VariantIdx) -> Cow<'static, str> {
687         match v.as_usize() {
688             Self::UNRESUMED => Cow::from(Self::UNRESUMED_NAME),
689             Self::RETURNED => Cow::from(Self::RETURNED_NAME),
690             Self::POISONED => Cow::from(Self::POISONED_NAME),
691             _ => Cow::from(format!("Suspend{}", v.as_usize() - 3)),
692         }
693     }
694
695     /// The type of the state discriminant used in the generator type.
696     #[inline]
697     pub fn discr_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
698         tcx.types.u32
699     }
700
701     /// This returns the types of the MIR locals which had to be stored across suspension points.
702     /// It is calculated in rustc_const_eval::transform::generator::StateTransform.
703     /// All the types here must be in the tuple in GeneratorInterior.
704     ///
705     /// The locals are grouped by their variant number. Note that some locals may
706     /// be repeated in multiple variants.
707     #[inline]
708     pub fn state_tys(
709         self,
710         def_id: DefId,
711         tcx: TyCtxt<'tcx>,
712     ) -> impl Iterator<Item = impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + Captures<'tcx>> {
713         let layout = tcx.generator_layout(def_id).unwrap();
714         layout.variant_fields.iter().map(move |variant| {
715             variant.iter().map(move |field| layout.field_tys[*field].subst(tcx, self.substs))
716         })
717     }
718
719     /// This is the types of the fields of a generator which are not stored in a
720     /// variant.
721     #[inline]
722     pub fn prefix_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> {
723         self.upvar_tys()
724     }
725 }
726
727 #[derive(Debug, Copy, Clone, HashStable)]
728 pub enum UpvarSubsts<'tcx> {
729     Closure(SubstsRef<'tcx>),
730     Generator(SubstsRef<'tcx>),
731 }
732
733 impl<'tcx> UpvarSubsts<'tcx> {
734     /// Returns an iterator over the list of types of captured paths by the closure/generator.
735     /// In case there was a type error in figuring out the types of the captured path, an
736     /// empty iterator is returned.
737     #[inline]
738     pub fn upvar_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'tcx {
739         let tupled_tys = match self {
740             UpvarSubsts::Closure(substs) => substs.as_closure().tupled_upvars_ty(),
741             UpvarSubsts::Generator(substs) => substs.as_generator().tupled_upvars_ty(),
742         };
743
744         match tupled_tys.kind() {
745             TyKind::Error(_) => None,
746             TyKind::Tuple(..) => Some(self.tupled_upvars_ty().tuple_fields()),
747             TyKind::Infer(_) => bug!("upvar_tys called before capture types are inferred"),
748             ty => bug!("Unexpected representation of upvar types tuple {:?}", ty),
749         }
750         .into_iter()
751         .flatten()
752     }
753
754     #[inline]
755     pub fn tupled_upvars_ty(self) -> Ty<'tcx> {
756         match self {
757             UpvarSubsts::Closure(substs) => substs.as_closure().tupled_upvars_ty(),
758             UpvarSubsts::Generator(substs) => substs.as_generator().tupled_upvars_ty(),
759         }
760     }
761 }
762
763 /// An inline const is modeled like
764 ///
765 ///     const InlineConst<'l0...'li, T0...Tj, R>: R;
766 ///
767 /// where:
768 ///
769 /// - 'l0...'li and T0...Tj are the generic parameters
770 ///   inherited from the item that defined the inline const,
771 /// - R represents the type of the constant.
772 ///
773 /// When the inline const is instantiated, `R` is substituted as the actual inferred
774 /// type of the constant. The reason that `R` is represented as an extra type parameter
775 /// is the same reason that [`ClosureSubsts`] have `CS` and `U` as type parameters:
776 /// inline const can reference lifetimes that are internal to the creating function.
777 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
778 pub struct InlineConstSubsts<'tcx> {
779     /// Generic parameters from the enclosing item,
780     /// concatenated with the inferred type of the constant.
781     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
782 }
783
784 /// Struct returned by `split()`.
785 pub struct InlineConstSubstsParts<'tcx, T> {
786     pub parent_substs: &'tcx [GenericArg<'tcx>],
787     pub ty: T,
788 }
789
790 impl<'tcx> InlineConstSubsts<'tcx> {
791     /// Construct `InlineConstSubsts` from `InlineConstSubstsParts`.
792     pub fn new(
793         tcx: TyCtxt<'tcx>,
794         parts: InlineConstSubstsParts<'tcx, Ty<'tcx>>,
795     ) -> InlineConstSubsts<'tcx> {
796         InlineConstSubsts {
797             substs: tcx.mk_substs(
798                 parts.parent_substs.iter().copied().chain(std::iter::once(parts.ty.into())),
799             ),
800         }
801     }
802
803     /// Divides the inline const substs into their respective components.
804     /// The ordering assumed here must match that used by `InlineConstSubsts::new` above.
805     fn split(self) -> InlineConstSubstsParts<'tcx, GenericArg<'tcx>> {
806         match self.substs[..] {
807             [ref parent_substs @ .., ty] => InlineConstSubstsParts { parent_substs, ty },
808             _ => bug!("inline const substs missing synthetics"),
809         }
810     }
811
812     /// Returns the substitutions of the inline const's parent.
813     pub fn parent_substs(self) -> &'tcx [GenericArg<'tcx>] {
814         self.split().parent_substs
815     }
816
817     /// Returns the type of this inline const.
818     pub fn ty(self) -> Ty<'tcx> {
819         self.split().ty.expect_ty()
820     }
821 }
822
823 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, PartialOrd, Ord, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
824 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
825 pub enum ExistentialPredicate<'tcx> {
826     /// E.g., `Iterator`.
827     Trait(ExistentialTraitRef<'tcx>),
828     /// E.g., `Iterator::Item = T`.
829     Projection(ExistentialProjection<'tcx>),
830     /// E.g., `Send`.
831     AutoTrait(DefId),
832 }
833
834 impl<'tcx> ExistentialPredicate<'tcx> {
835     /// Compares via an ordering that will not change if modules are reordered or other changes are
836     /// made to the tree. In particular, this ordering is preserved across incremental compilations.
837     pub fn stable_cmp(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, other: &Self) -> Ordering {
838         use self::ExistentialPredicate::*;
839         match (*self, *other) {
840             (Trait(_), Trait(_)) => Ordering::Equal,
841             (Projection(ref a), Projection(ref b)) => {
842                 tcx.def_path_hash(a.item_def_id).cmp(&tcx.def_path_hash(b.item_def_id))
843             }
844             (AutoTrait(ref a), AutoTrait(ref b)) => {
845                 tcx.def_path_hash(*a).cmp(&tcx.def_path_hash(*b))
846             }
847             (Trait(_), _) => Ordering::Less,
848             (Projection(_), Trait(_)) => Ordering::Greater,
849             (Projection(_), _) => Ordering::Less,
850             (AutoTrait(_), _) => Ordering::Greater,
851         }
852     }
853 }
854
855 impl<'tcx> Binder<'tcx, ExistentialPredicate<'tcx>> {
856     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> ty::Predicate<'tcx> {
857         use crate::ty::ToPredicate;
858         match self.skip_binder() {
859             ExistentialPredicate::Trait(tr) => {
860                 self.rebind(tr).with_self_ty(tcx, self_ty).without_const().to_predicate(tcx)
861             }
862             ExistentialPredicate::Projection(p) => {
863                 self.rebind(p.with_self_ty(tcx, self_ty)).to_predicate(tcx)
864             }
865             ExistentialPredicate::AutoTrait(did) => {
866                 let trait_ref = self.rebind(ty::TraitRef {
867                     def_id: did,
868                     substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, &[]),
869                 });
870                 trait_ref.without_const().to_predicate(tcx)
871             }
872         }
873     }
874 }
875
876 impl<'tcx> List<ty::Binder<'tcx, ExistentialPredicate<'tcx>>> {
877     /// Returns the "principal `DefId`" of this set of existential predicates.
878     ///
879     /// A Rust trait object type consists (in addition to a lifetime bound)
880     /// of a set of trait bounds, which are separated into any number
881     /// of auto-trait bounds, and at most one non-auto-trait bound. The
882     /// non-auto-trait bound is called the "principal" of the trait
883     /// object.
884     ///
885     /// Only the principal can have methods or type parameters (because
886     /// auto traits can have neither of them). This is important, because
887     /// it means the auto traits can be treated as an unordered set (methods
888     /// would force an order for the vtable, while relating traits with
889     /// type parameters without knowing the order to relate them in is
890     /// a rather non-trivial task).
891     ///
892     /// For example, in the trait object `dyn fmt::Debug + Sync`, the
893     /// principal bound is `Some(fmt::Debug)`, while the auto-trait bounds
894     /// are the set `{Sync}`.
895     ///
896     /// It is also possible to have a "trivial" trait object that
897     /// consists only of auto traits, with no principal - for example,
898     /// `dyn Send + Sync`. In that case, the set of auto-trait bounds
899     /// is `{Send, Sync}`, while there is no principal. These trait objects
900     /// have a "trivial" vtable consisting of just the size, alignment,
901     /// and destructor.
902     pub fn principal(&self) -> Option<ty::Binder<'tcx, ExistentialTraitRef<'tcx>>> {
903         self[0]
904             .map_bound(|this| match this {
905                 ExistentialPredicate::Trait(tr) => Some(tr),
906                 _ => None,
907             })
908             .transpose()
909     }
910
911     pub fn principal_def_id(&self) -> Option<DefId> {
912         self.principal().map(|trait_ref| trait_ref.skip_binder().def_id)
913     }
914
915     #[inline]
916     pub fn projection_bounds<'a>(
917         &'a self,
918     ) -> impl Iterator<Item = ty::Binder<'tcx, ExistentialProjection<'tcx>>> + 'a {
919         self.iter().filter_map(|predicate| {
920             predicate
921                 .map_bound(|pred| match pred {
922                     ExistentialPredicate::Projection(projection) => Some(projection),
923                     _ => None,
924                 })
925                 .transpose()
926         })
927     }
928
929     #[inline]
930     pub fn auto_traits<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = DefId> + 'a {
931         self.iter().filter_map(|predicate| match predicate.skip_binder() {
932             ExistentialPredicate::AutoTrait(did) => Some(did),
933             _ => None,
934         })
935     }
936 }
937
938 /// A complete reference to a trait. These take numerous guises in syntax,
939 /// but perhaps the most recognizable form is in a where-clause:
940 ///
941 ///     T: Foo<U>
942 ///
943 /// This would be represented by a trait-reference where the `DefId` is the
944 /// `DefId` for the trait `Foo` and the substs define `T` as parameter 0,
945 /// and `U` as parameter 1.
946 ///
947 /// Trait references also appear in object types like `Foo<U>`, but in
948 /// that case the `Self` parameter is absent from the substitutions.
949 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
950 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
951 pub struct TraitRef<'tcx> {
952     pub def_id: DefId,
953     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
954 }
955
956 impl<'tcx> TraitRef<'tcx> {
957     pub fn new(def_id: DefId, substs: SubstsRef<'tcx>) -> TraitRef<'tcx> {
958         TraitRef { def_id, substs }
959     }
960
961     /// Returns a `TraitRef` of the form `P0: Foo<P1..Pn>` where `Pi`
962     /// are the parameters defined on trait.
963     pub fn identity(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: DefId) -> Binder<'tcx, TraitRef<'tcx>> {
964         ty::Binder::dummy(TraitRef {
965             def_id,
966             substs: InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def_id),
967         })
968     }
969
970     #[inline]
971     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
972         self.substs.type_at(0)
973     }
974
975     pub fn from_method(
976         tcx: TyCtxt<'tcx>,
977         trait_id: DefId,
978         substs: SubstsRef<'tcx>,
979     ) -> ty::TraitRef<'tcx> {
980         let defs = tcx.generics_of(trait_id);
981
982         ty::TraitRef { def_id: trait_id, substs: tcx.intern_substs(&substs[..defs.params.len()]) }
983     }
984 }
985
986 pub type PolyTraitRef<'tcx> = Binder<'tcx, TraitRef<'tcx>>;
987
988 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
989     pub fn self_ty(&self) -> Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
990         self.map_bound_ref(|tr| tr.self_ty())
991     }
992
993     pub fn def_id(&self) -> DefId {
994         self.skip_binder().def_id
995     }
996
997     pub fn to_poly_trait_predicate(&self) -> ty::PolyTraitPredicate<'tcx> {
998         self.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate {
999             trait_ref,
1000             constness: ty::BoundConstness::NotConst,
1001             polarity: ty::ImplPolarity::Positive,
1002         })
1003     }
1004 }
1005
1006 /// An existential reference to a trait, where `Self` is erased.
1007 /// For example, the trait object `Trait<'a, 'b, X, Y>` is:
1008 ///
1009 ///     exists T. T: Trait<'a, 'b, X, Y>
1010 ///
1011 /// The substitutions don't include the erased `Self`, only trait
1012 /// type and lifetime parameters (`[X, Y]` and `['a, 'b]` above).
1013 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1014 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1015 pub struct ExistentialTraitRef<'tcx> {
1016     pub def_id: DefId,
1017     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1018 }
1019
1020 impl<'tcx> ExistentialTraitRef<'tcx> {
1021     pub fn erase_self_ty(
1022         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1023         trait_ref: ty::TraitRef<'tcx>,
1024     ) -> ty::ExistentialTraitRef<'tcx> {
1025         // Assert there is a Self.
1026         trait_ref.substs.type_at(0);
1027
1028         ty::ExistentialTraitRef {
1029             def_id: trait_ref.def_id,
1030             substs: tcx.intern_substs(&trait_ref.substs[1..]),
1031         }
1032     }
1033
1034     /// Object types don't have a self type specified. Therefore, when
1035     /// we convert the principal trait-ref into a normal trait-ref,
1036     /// you must give *some* self type. A common choice is `mk_err()`
1037     /// or some placeholder type.
1038     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> ty::TraitRef<'tcx> {
1039         // otherwise the escaping vars would be captured by the binder
1040         // debug_assert!(!self_ty.has_escaping_bound_vars());
1041
1042         ty::TraitRef { def_id: self.def_id, substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, self.substs) }
1043     }
1044 }
1045
1046 pub type PolyExistentialTraitRef<'tcx> = Binder<'tcx, ExistentialTraitRef<'tcx>>;
1047
1048 impl<'tcx> PolyExistentialTraitRef<'tcx> {
1049     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1050         self.skip_binder().def_id
1051     }
1052
1053     /// Object types don't have a self type specified. Therefore, when
1054     /// we convert the principal trait-ref into a normal trait-ref,
1055     /// you must give *some* self type. A common choice is `mk_err()`
1056     /// or some placeholder type.
1057     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> ty::PolyTraitRef<'tcx> {
1058         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.with_self_ty(tcx, self_ty))
1059     }
1060 }
1061
1062 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1063 #[derive(HashStable)]
1064 pub enum BoundVariableKind {
1065     Ty(BoundTyKind),
1066     Region(BoundRegionKind),
1067     Const,
1068 }
1069
1070 /// Binder is a binder for higher-ranked lifetimes or types. It is part of the
1071 /// compiler's representation for things like `for<'a> Fn(&'a isize)`
1072 /// (which would be represented by the type `PolyTraitRef ==
1073 /// Binder<'tcx, TraitRef>`). Note that when we instantiate,
1074 /// erase, or otherwise "discharge" these bound vars, we change the
1075 /// type from `Binder<'tcx, T>` to just `T` (see
1076 /// e.g., `liberate_late_bound_regions`).
1077 ///
1078 /// `Decodable` and `Encodable` are implemented for `Binder<T>` using the `impl_binder_encode_decode!` macro.
1079 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug)]
1080 pub struct Binder<'tcx, T>(T, &'tcx List<BoundVariableKind>);
1081
1082 impl<'tcx, T> Binder<'tcx, T>
1083 where
1084     T: TypeFoldable<'tcx>,
1085 {
1086     /// Wraps `value` in a binder, asserting that `value` does not
1087     /// contain any bound vars that would be bound by the
1088     /// binder. This is commonly used to 'inject' a value T into a
1089     /// different binding level.
1090     pub fn dummy(value: T) -> Binder<'tcx, T> {
1091         assert!(!value.has_escaping_bound_vars());
1092         Binder(value, ty::List::empty())
1093     }
1094
1095     pub fn bind_with_vars(value: T, vars: &'tcx List<BoundVariableKind>) -> Binder<'tcx, T> {
1096         if cfg!(debug_assertions) {
1097             let mut validator = ValidateBoundVars::new(vars);
1098             value.visit_with(&mut validator);
1099         }
1100         Binder(value, vars)
1101     }
1102 }
1103
1104 impl<'tcx, T> Binder<'tcx, T> {
1105     /// Skips the binder and returns the "bound" value. This is a
1106     /// risky thing to do because it's easy to get confused about
1107     /// De Bruijn indices and the like. It is usually better to
1108     /// discharge the binder using `no_bound_vars` or
1109     /// `replace_late_bound_regions` or something like
1110     /// that. `skip_binder` is only valid when you are either
1111     /// extracting data that has nothing to do with bound vars, you
1112     /// are doing some sort of test that does not involve bound
1113     /// regions, or you are being very careful about your depth
1114     /// accounting.
1115     ///
1116     /// Some examples where `skip_binder` is reasonable:
1117     ///
1118     /// - extracting the `DefId` from a PolyTraitRef;
1119     /// - comparing the self type of a PolyTraitRef to see if it is equal to
1120     ///   a type parameter `X`, since the type `X` does not reference any regions
1121     pub fn skip_binder(self) -> T {
1122         self.0
1123     }
1124
1125     pub fn bound_vars(&self) -> &'tcx List<BoundVariableKind> {
1126         self.1
1127     }
1128
1129     pub fn as_ref(&self) -> Binder<'tcx, &T> {
1130         Binder(&self.0, self.1)
1131     }
1132
1133     pub fn map_bound_ref_unchecked<F, U>(&self, f: F) -> Binder<'tcx, U>
1134     where
1135         F: FnOnce(&T) -> U,
1136     {
1137         let value = f(&self.0);
1138         Binder(value, self.1)
1139     }
1140
1141     pub fn map_bound_ref<F, U: TypeFoldable<'tcx>>(&self, f: F) -> Binder<'tcx, U>
1142     where
1143         F: FnOnce(&T) -> U,
1144     {
1145         self.as_ref().map_bound(f)
1146     }
1147
1148     pub fn map_bound<F, U: TypeFoldable<'tcx>>(self, f: F) -> Binder<'tcx, U>
1149     where
1150         F: FnOnce(T) -> U,
1151     {
1152         let value = f(self.0);
1153         if cfg!(debug_assertions) {
1154             let mut validator = ValidateBoundVars::new(self.1);
1155             value.visit_with(&mut validator);
1156         }
1157         Binder(value, self.1)
1158     }
1159
1160     pub fn try_map_bound<F, U: TypeFoldable<'tcx>, E>(self, f: F) -> Result<Binder<'tcx, U>, E>
1161     where
1162         F: FnOnce(T) -> Result<U, E>,
1163     {
1164         let value = f(self.0)?;
1165         if cfg!(debug_assertions) {
1166             let mut validator = ValidateBoundVars::new(self.1);
1167             value.visit_with(&mut validator);
1168         }
1169         Ok(Binder(value, self.1))
1170     }
1171
1172     /// Wraps a `value` in a binder, using the same bound variables as the
1173     /// current `Binder`. This should not be used if the new value *changes*
1174     /// the bound variables. Note: the (old or new) value itself does not
1175     /// necessarily need to *name* all the bound variables.
1176     ///
1177     /// This currently doesn't do anything different than `bind`, because we
1178     /// don't actually track bound vars. However, semantically, it is different
1179     /// because bound vars aren't allowed to change here, whereas they are
1180     /// in `bind`. This may be (debug) asserted in the future.
1181     pub fn rebind<U>(&self, value: U) -> Binder<'tcx, U>
1182     where
1183         U: TypeFoldable<'tcx>,
1184     {
1185         if cfg!(debug_assertions) {
1186             let mut validator = ValidateBoundVars::new(self.bound_vars());
1187             value.visit_with(&mut validator);
1188         }
1189         Binder(value, self.1)
1190     }
1191
1192     /// Unwraps and returns the value within, but only if it contains
1193     /// no bound vars at all. (In other words, if this binder --
1194     /// and indeed any enclosing binder -- doesn't bind anything at
1195     /// all.) Otherwise, returns `None`.
1196     ///
1197     /// (One could imagine having a method that just unwraps a single
1198     /// binder, but permits late-bound vars bound by enclosing
1199     /// binders, but that would require adjusting the debruijn
1200     /// indices, and given the shallow binding structure we often use,
1201     /// would not be that useful.)
1202     pub fn no_bound_vars(self) -> Option<T>
1203     where
1204         T: TypeFoldable<'tcx>,
1205     {
1206         if self.0.has_escaping_bound_vars() { None } else { Some(self.skip_binder()) }
1207     }
1208
1209     /// Splits the contents into two things that share the same binder
1210     /// level as the original, returning two distinct binders.
1211     ///
1212     /// `f` should consider bound regions at depth 1 to be free, and
1213     /// anything it produces with bound regions at depth 1 will be
1214     /// bound in the resulting return values.
1215     pub fn split<U, V, F>(self, f: F) -> (Binder<'tcx, U>, Binder<'tcx, V>)
1216     where
1217         F: FnOnce(T) -> (U, V),
1218     {
1219         let (u, v) = f(self.0);
1220         (Binder(u, self.1), Binder(v, self.1))
1221     }
1222 }
1223
1224 impl<'tcx, T> Binder<'tcx, Option<T>> {
1225     pub fn transpose(self) -> Option<Binder<'tcx, T>> {
1226         let bound_vars = self.1;
1227         self.0.map(|v| Binder(v, bound_vars))
1228     }
1229 }
1230
1231 /// Represents the projection of an associated type. In explicit UFCS
1232 /// form this would be written `<T as Trait<..>>::N`.
1233 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1234 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1235 pub struct ProjectionTy<'tcx> {
1236     /// The parameters of the associated item.
1237     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1238
1239     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type `N`.
1240     ///
1241     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1242     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(item_def_id).container`.
1243     pub item_def_id: DefId,
1244 }
1245
1246 impl<'tcx> ProjectionTy<'tcx> {
1247     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
1248         tcx.associated_item(self.item_def_id).container.id()
1249     }
1250
1251     /// Extracts the underlying trait reference and own substs from this projection.
1252     /// For example, if this is a projection of `<T as StreamingIterator>::Item<'a>`,
1253     /// then this function would return a `T: Iterator` trait reference and `['a]` as the own substs
1254     pub fn trait_ref_and_own_substs(
1255         &self,
1256         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1257     ) -> (ty::TraitRef<'tcx>, &'tcx [ty::GenericArg<'tcx>]) {
1258         let def_id = tcx.associated_item(self.item_def_id).container.id();
1259         let trait_generics = tcx.generics_of(def_id);
1260         (
1261             ty::TraitRef { def_id, substs: self.substs.truncate_to(tcx, trait_generics) },
1262             &self.substs[trait_generics.count()..],
1263         )
1264     }
1265
1266     /// Extracts the underlying trait reference from this projection.
1267     /// For example, if this is a projection of `<T as Iterator>::Item`,
1268     /// then this function would return a `T: Iterator` trait reference.
1269     ///
1270     /// WARNING: This will drop the substs for generic associated types
1271     /// consider calling [Self::trait_ref_and_own_substs] to get those
1272     /// as well.
1273     pub fn trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> ty::TraitRef<'tcx> {
1274         let def_id = self.trait_def_id(tcx);
1275         ty::TraitRef { def_id, substs: self.substs.truncate_to(tcx, tcx.generics_of(def_id)) }
1276     }
1277
1278     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1279         self.substs.type_at(0)
1280     }
1281 }
1282
1283 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
1284 pub struct GenSig<'tcx> {
1285     pub resume_ty: Ty<'tcx>,
1286     pub yield_ty: Ty<'tcx>,
1287     pub return_ty: Ty<'tcx>,
1288 }
1289
1290 pub type PolyGenSig<'tcx> = Binder<'tcx, GenSig<'tcx>>;
1291
1292 /// Signature of a function type, which we have arbitrarily
1293 /// decided to use to refer to the input/output types.
1294 ///
1295 /// - `inputs`: is the list of arguments and their modes.
1296 /// - `output`: is the return type.
1297 /// - `c_variadic`: indicates whether this is a C-variadic function.
1298 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1299 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1300 pub struct FnSig<'tcx> {
1301     pub inputs_and_output: &'tcx List<Ty<'tcx>>,
1302     pub c_variadic: bool,
1303     pub unsafety: hir::Unsafety,
1304     pub abi: abi::Abi,
1305 }
1306
1307 impl<'tcx> FnSig<'tcx> {
1308     pub fn inputs(&self) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
1309         &self.inputs_and_output[..self.inputs_and_output.len() - 1]
1310     }
1311
1312     pub fn output(&self) -> Ty<'tcx> {
1313         self.inputs_and_output[self.inputs_and_output.len() - 1]
1314     }
1315
1316     // Creates a minimal `FnSig` to be used when encountering a `TyKind::Error` in a fallible
1317     // method.
1318     fn fake() -> FnSig<'tcx> {
1319         FnSig {
1320             inputs_and_output: List::empty(),
1321             c_variadic: false,
1322             unsafety: hir::Unsafety::Normal,
1323             abi: abi::Abi::Rust,
1324         }
1325     }
1326 }
1327
1328 pub type PolyFnSig<'tcx> = Binder<'tcx, FnSig<'tcx>>;
1329
1330 impl<'tcx> PolyFnSig<'tcx> {
1331     #[inline]
1332     pub fn inputs(&self) -> Binder<'tcx, &'tcx [Ty<'tcx>]> {
1333         self.map_bound_ref_unchecked(|fn_sig| fn_sig.inputs())
1334     }
1335     #[inline]
1336     pub fn input(&self, index: usize) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
1337         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.inputs()[index])
1338     }
1339     pub fn inputs_and_output(&self) -> ty::Binder<'tcx, &'tcx List<Ty<'tcx>>> {
1340         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.inputs_and_output)
1341     }
1342     #[inline]
1343     pub fn output(&self) -> ty::Binder<'tcx, Ty<'tcx>> {
1344         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.output())
1345     }
1346     pub fn c_variadic(&self) -> bool {
1347         self.skip_binder().c_variadic
1348     }
1349     pub fn unsafety(&self) -> hir::Unsafety {
1350         self.skip_binder().unsafety
1351     }
1352     pub fn abi(&self) -> abi::Abi {
1353         self.skip_binder().abi
1354     }
1355 }
1356
1357 pub type CanonicalPolyFnSig<'tcx> = Canonical<'tcx, Binder<'tcx, FnSig<'tcx>>>;
1358
1359 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1360 #[derive(HashStable)]
1361 pub struct ParamTy {
1362     pub index: u32,
1363     pub name: Symbol,
1364 }
1365
1366 impl<'tcx> ParamTy {
1367     pub fn new(index: u32, name: Symbol) -> ParamTy {
1368         ParamTy { index, name }
1369     }
1370
1371     pub fn for_def(def: &ty::GenericParamDef) -> ParamTy {
1372         ParamTy::new(def.index, def.name)
1373     }
1374
1375     #[inline]
1376     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1377         tcx.mk_ty_param(self.index, self.name)
1378     }
1379 }
1380
1381 #[derive(Copy, Clone, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Eq, PartialEq, Ord, PartialOrd)]
1382 #[derive(HashStable)]
1383 pub struct ParamConst {
1384     pub index: u32,
1385     pub name: Symbol,
1386 }
1387
1388 impl ParamConst {
1389     pub fn new(index: u32, name: Symbol) -> ParamConst {
1390         ParamConst { index, name }
1391     }
1392
1393     pub fn for_def(def: &ty::GenericParamDef) -> ParamConst {
1394         ParamConst::new(def.index, def.name)
1395     }
1396 }
1397
1398 /// Use this rather than `TyKind`, whenever possible.
1399 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
1400 #[cfg_attr(not(bootstrap), rustc_pass_by_value)]
1401 pub struct Region<'tcx>(pub Interned<'tcx, RegionKind>);
1402
1403 impl<'tcx> Deref for Region<'tcx> {
1404     type Target = RegionKind;
1405
1406     fn deref(&self) -> &RegionKind {
1407         &self.0.0
1408     }
1409 }
1410
1411 impl<'tcx> fmt::Debug for Region<'tcx> {
1412     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1413         write!(f, "{:?}", self.kind())
1414     }
1415 }
1416
1417 /// Representation of regions. Note that the NLL checker uses a distinct
1418 /// representation of regions. For this reason, it internally replaces all the
1419 /// regions with inference variables -- the index of the variable is then used
1420 /// to index into internal NLL data structures. See `rustc_const_eval::borrow_check`
1421 /// module for more information.
1422 ///
1423 /// Note: operations are on the wrapper `Region` type, which is interned,
1424 /// rather than this type.
1425 ///
1426 /// ## The Region lattice within a given function
1427 ///
1428 /// In general, the region lattice looks like
1429 ///
1430 /// ```
1431 /// static ----------+-----...------+       (greatest)
1432 /// |                |              |
1433 /// early-bound and  |              |
1434 /// free regions     |              |
1435 /// |                |              |
1436 /// |                |              |
1437 /// empty(root)   placeholder(U1)   |
1438 /// |            /                  |
1439 /// |           /         placeholder(Un)
1440 /// empty(U1) --         /
1441 /// |                   /
1442 /// ...                /
1443 /// |                 /
1444 /// empty(Un) --------                      (smallest)
1445 /// ```
1446 ///
1447 /// Early-bound/free regions are the named lifetimes in scope from the
1448 /// function declaration. They have relationships to one another
1449 /// determined based on the declared relationships from the
1450 /// function.
1451 ///
1452 /// Note that inference variables and bound regions are not included
1453 /// in this diagram. In the case of inference variables, they should
1454 /// be inferred to some other region from the diagram.  In the case of
1455 /// bound regions, they are excluded because they don't make sense to
1456 /// include -- the diagram indicates the relationship between free
1457 /// regions.
1458 ///
1459 /// ## Inference variables
1460 ///
1461 /// During region inference, we sometimes create inference variables,
1462 /// represented as `ReVar`. These will be inferred by the code in
1463 /// `infer::lexical_region_resolve` to some free region from the
1464 /// lattice above (the minimal region that meets the
1465 /// constraints).
1466 ///
1467 /// During NLL checking, where regions are defined differently, we
1468 /// also use `ReVar` -- in that case, the index is used to index into
1469 /// the NLL region checker's data structures. The variable may in fact
1470 /// represent either a free region or an inference variable, in that
1471 /// case.
1472 ///
1473 /// ## Bound Regions
1474 ///
1475 /// These are regions that are stored behind a binder and must be substituted
1476 /// with some concrete region before being used. There are two kind of
1477 /// bound regions: early-bound, which are bound in an item's `Generics`,
1478 /// and are substituted by an `InternalSubsts`, and late-bound, which are part of
1479 /// higher-ranked types (e.g., `for<'a> fn(&'a ())`), and are substituted by
1480 /// the likes of `liberate_late_bound_regions`. The distinction exists
1481 /// because higher-ranked lifetimes aren't supported in all places. See [1][2].
1482 ///
1483 /// Unlike `Param`s, bound regions are not supposed to exist "in the wild"
1484 /// outside their binder, e.g., in types passed to type inference, and
1485 /// should first be substituted (by placeholder regions, free regions,
1486 /// or region variables).
1487 ///
1488 /// ## Placeholder and Free Regions
1489 ///
1490 /// One often wants to work with bound regions without knowing their precise
1491 /// identity. For example, when checking a function, the lifetime of a borrow
1492 /// can end up being assigned to some region parameter. In these cases,
1493 /// it must be ensured that bounds on the region can't be accidentally
1494 /// assumed without being checked.
1495 ///
1496 /// To do this, we replace the bound regions with placeholder markers,
1497 /// which don't satisfy any relation not explicitly provided.
1498 ///
1499 /// There are two kinds of placeholder regions in rustc: `ReFree` and
1500 /// `RePlaceholder`. When checking an item's body, `ReFree` is supposed
1501 /// to be used. These also support explicit bounds: both the internally-stored
1502 /// *scope*, which the region is assumed to outlive, as well as other
1503 /// relations stored in the `FreeRegionMap`. Note that these relations
1504 /// aren't checked when you `make_subregion` (or `eq_types`), only by
1505 /// `resolve_regions_and_report_errors`.
1506 ///
1507 /// When working with higher-ranked types, some region relations aren't
1508 /// yet known, so you can't just call `resolve_regions_and_report_errors`.
1509 /// `RePlaceholder` is designed for this purpose. In these contexts,
1510 /// there's also the risk that some inference variable laying around will
1511 /// get unified with your placeholder region: if you want to check whether
1512 /// `for<'a> Foo<'_>: 'a`, and you substitute your bound region `'a`
1513 /// with a placeholder region `'%a`, the variable `'_` would just be
1514 /// instantiated to the placeholder region `'%a`, which is wrong because
1515 /// the inference variable is supposed to satisfy the relation
1516 /// *for every value of the placeholder region*. To ensure that doesn't
1517 /// happen, you can use `leak_check`. This is more clearly explained
1518 /// by the [rustc dev guide].
1519 ///
1520 /// [1]: https://smallcultfollowing.com/babysteps/blog/2013/10/29/intermingled-parameter-lists/
1521 /// [2]: https://smallcultfollowing.com/babysteps/blog/2013/11/04/intermingled-parameter-lists/
1522 /// [rustc dev guide]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/traits/hrtb.html
1523 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Copy, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1524 pub enum RegionKind {
1525     /// Region bound in a type or fn declaration which will be
1526     /// substituted 'early' -- that is, at the same time when type
1527     /// parameters are substituted.
1528     ReEarlyBound(EarlyBoundRegion),
1529
1530     /// Region bound in a function scope, which will be substituted when the
1531     /// function is called.
1532     ReLateBound(ty::DebruijnIndex, BoundRegion),
1533
1534     /// When checking a function body, the types of all arguments and so forth
1535     /// that refer to bound region parameters are modified to refer to free
1536     /// region parameters.
1537     ReFree(FreeRegion),
1538
1539     /// Static data that has an "infinite" lifetime. Top in the region lattice.
1540     ReStatic,
1541
1542     /// A region variable. Should not exist outside of type inference.
1543     ReVar(RegionVid),
1544
1545     /// A placeholder region -- basically, the higher-ranked version of `ReFree`.
1546     /// Should not exist outside of type inference.
1547     RePlaceholder(ty::PlaceholderRegion),
1548
1549     /// Empty lifetime is for data that is never accessed.  We tag the
1550     /// empty lifetime with a universe -- the idea is that we don't
1551     /// want `exists<'a> { forall<'b> { 'b: 'a } }` to be satisfiable.
1552     /// Therefore, the `'empty` in a universe `U` is less than all
1553     /// regions visible from `U`, but not less than regions not visible
1554     /// from `U`.
1555     ReEmpty(ty::UniverseIndex),
1556
1557     /// Erased region, used by trait selection, in MIR and during codegen.
1558     ReErased,
1559 }
1560
1561 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Debug, PartialOrd, Ord)]
1562 pub struct EarlyBoundRegion {
1563     pub def_id: DefId,
1564     pub index: u32,
1565     pub name: Symbol,
1566 }
1567
1568 /// A **`const`** **v**ariable **ID**.
1569 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1570 pub struct ConstVid<'tcx> {
1571     pub index: u32,
1572     pub phantom: PhantomData<&'tcx ()>,
1573 }
1574
1575 rustc_index::newtype_index! {
1576     /// A **region** (lifetime) **v**ariable **ID**.
1577     pub struct RegionVid {
1578         DEBUG_FORMAT = custom,
1579     }
1580 }
1581
1582 impl Atom for RegionVid {
1583     fn index(self) -> usize {
1584         Idx::index(self)
1585     }
1586 }
1587
1588 rustc_index::newtype_index! {
1589     pub struct BoundVar { .. }
1590 }
1591
1592 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1593 #[derive(HashStable)]
1594 pub struct BoundTy {
1595     pub var: BoundVar,
1596     pub kind: BoundTyKind,
1597 }
1598
1599 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1600 #[derive(HashStable)]
1601 pub enum BoundTyKind {
1602     Anon,
1603     Param(Symbol),
1604 }
1605
1606 impl From<BoundVar> for BoundTy {
1607     fn from(var: BoundVar) -> Self {
1608         BoundTy { var, kind: BoundTyKind::Anon }
1609     }
1610 }
1611
1612 /// A `ProjectionPredicate` for an `ExistentialTraitRef`.
1613 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1614 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1615 pub struct ExistentialProjection<'tcx> {
1616     pub item_def_id: DefId,
1617     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1618     pub term: Term<'tcx>,
1619 }
1620
1621 pub type PolyExistentialProjection<'tcx> = Binder<'tcx, ExistentialProjection<'tcx>>;
1622
1623 impl<'tcx> ExistentialProjection<'tcx> {
1624     /// Extracts the underlying existential trait reference from this projection.
1625     /// For example, if this is a projection of `exists T. <T as Iterator>::Item == X`,
1626     /// then this function would return an `exists T. T: Iterator` existential trait
1627     /// reference.
1628     pub fn trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> ty::ExistentialTraitRef<'tcx> {
1629         let def_id = tcx.associated_item(self.item_def_id).container.id();
1630         let subst_count = tcx.generics_of(def_id).count() - 1;
1631         let substs = tcx.intern_substs(&self.substs[..subst_count]);
1632         ty::ExistentialTraitRef { def_id, substs }
1633     }
1634
1635     pub fn with_self_ty(
1636         &self,
1637         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1638         self_ty: Ty<'tcx>,
1639     ) -> ty::ProjectionPredicate<'tcx> {
1640         // otherwise the escaping regions would be captured by the binders
1641         debug_assert!(!self_ty.has_escaping_bound_vars());
1642
1643         ty::ProjectionPredicate {
1644             projection_ty: ty::ProjectionTy {
1645                 item_def_id: self.item_def_id,
1646                 substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, self.substs),
1647             },
1648             term: self.term,
1649         }
1650     }
1651
1652     pub fn erase_self_ty(
1653         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1654         projection_predicate: ty::ProjectionPredicate<'tcx>,
1655     ) -> Self {
1656         // Assert there is a Self.
1657         projection_predicate.projection_ty.substs.type_at(0);
1658
1659         Self {
1660             item_def_id: projection_predicate.projection_ty.item_def_id,
1661             substs: tcx.intern_substs(&projection_predicate.projection_ty.substs[1..]),
1662             term: projection_predicate.term,
1663         }
1664     }
1665 }
1666
1667 impl<'tcx> PolyExistentialProjection<'tcx> {
1668     pub fn with_self_ty(
1669         &self,
1670         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1671         self_ty: Ty<'tcx>,
1672     ) -> ty::PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1673         self.map_bound(|p| p.with_self_ty(tcx, self_ty))
1674     }
1675
1676     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1677         self.skip_binder().item_def_id
1678     }
1679 }
1680
1681 /// Region utilities
1682 impl<'tcx> Region<'tcx> {
1683     pub fn kind(self) -> RegionKind {
1684         *self.0.0
1685     }
1686
1687     /// Is this region named by the user?
1688     pub fn has_name(self) -> bool {
1689         match *self {
1690             ty::ReEarlyBound(ebr) => ebr.has_name(),
1691             ty::ReLateBound(_, br) => br.kind.is_named(),
1692             ty::ReFree(fr) => fr.bound_region.is_named(),
1693             ty::ReStatic => true,
1694             ty::ReVar(..) => false,
1695             ty::RePlaceholder(placeholder) => placeholder.name.is_named(),
1696             ty::ReEmpty(_) => false,
1697             ty::ReErased => false,
1698         }
1699     }
1700
1701     #[inline]
1702     pub fn is_static(self) -> bool {
1703         matches!(*self, ty::ReStatic)
1704     }
1705
1706     #[inline]
1707     pub fn is_erased(self) -> bool {
1708         matches!(*self, ty::ReErased)
1709     }
1710
1711     #[inline]
1712     pub fn is_late_bound(self) -> bool {
1713         matches!(*self, ty::ReLateBound(..))
1714     }
1715
1716     #[inline]
1717     pub fn is_placeholder(self) -> bool {
1718         matches!(*self, ty::RePlaceholder(..))
1719     }
1720
1721     #[inline]
1722     pub fn is_empty(self) -> bool {
1723         matches!(*self, ty::ReEmpty(..))
1724     }
1725
1726     #[inline]
1727     pub fn bound_at_or_above_binder(self, index: ty::DebruijnIndex) -> bool {
1728         match *self {
1729             ty::ReLateBound(debruijn, _) => debruijn >= index,
1730             _ => false,
1731         }
1732     }
1733
1734     pub fn type_flags(self) -> TypeFlags {
1735         let mut flags = TypeFlags::empty();
1736
1737         match *self {
1738             ty::ReVar(..) => {
1739                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1740                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1741                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_INFER;
1742             }
1743             ty::RePlaceholder(..) => {
1744                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1745                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1746                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER;
1747             }
1748             ty::ReEarlyBound(..) => {
1749                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1750                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1751                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_PARAM;
1752             }
1753             ty::ReFree { .. } => {
1754                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1755                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1756             }
1757             ty::ReEmpty(_) | ty::ReStatic => {
1758                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1759             }
1760             ty::ReLateBound(..) => {
1761                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND;
1762             }
1763             ty::ReErased => {
1764                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_ERASED;
1765             }
1766         }
1767
1768         debug!("type_flags({:?}) = {:?}", self, flags);
1769
1770         flags
1771     }
1772
1773     /// Given an early-bound or free region, returns the `DefId` where it was bound.
1774     /// For example, consider the regions in this snippet of code:
1775     ///
1776     /// ```
1777     /// impl<'a> Foo {
1778     ///      ^^ -- early bound, declared on an impl
1779     ///
1780     ///     fn bar<'b, 'c>(x: &self, y: &'b u32, z: &'c u64) where 'static: 'c
1781     ///            ^^  ^^     ^ anonymous, late-bound
1782     ///            |   early-bound, appears in where-clauses
1783     ///            late-bound, appears only in fn args
1784     ///     {..}
1785     /// }
1786     /// ```
1787     ///
1788     /// Here, `free_region_binding_scope('a)` would return the `DefId`
1789     /// of the impl, and for all the other highlighted regions, it
1790     /// would return the `DefId` of the function. In other cases (not shown), this
1791     /// function might return the `DefId` of a closure.
1792     pub fn free_region_binding_scope(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> DefId {
1793         match *self {
1794             ty::ReEarlyBound(br) => tcx.parent(br.def_id).unwrap(),
1795             ty::ReFree(fr) => fr.scope,
1796             _ => bug!("free_region_binding_scope invoked on inappropriate region: {:?}", self),
1797         }
1798     }
1799 }
1800
1801 /// Type utilities
1802 impl<'tcx> Ty<'tcx> {
1803     #[inline(always)]
1804     pub fn kind(self) -> &'tcx TyKind<'tcx> {
1805         &self.0.0.kind
1806     }
1807
1808     #[inline(always)]
1809     pub fn flags(self) -> TypeFlags {
1810         self.0.0.flags
1811     }
1812
1813     #[inline]
1814     pub fn is_unit(self) -> bool {
1815         match self.kind() {
1816             Tuple(ref tys) => tys.is_empty(),
1817             _ => false,
1818         }
1819     }
1820
1821     #[inline]
1822     pub fn is_never(self) -> bool {
1823         matches!(self.kind(), Never)
1824     }
1825
1826     #[inline]
1827     pub fn is_primitive(self) -> bool {
1828         self.kind().is_primitive()
1829     }
1830
1831     #[inline]
1832     pub fn is_adt(self) -> bool {
1833         matches!(self.kind(), Adt(..))
1834     }
1835
1836     #[inline]
1837     pub fn is_ref(self) -> bool {
1838         matches!(self.kind(), Ref(..))
1839     }
1840
1841     #[inline]
1842     pub fn is_ty_var(self) -> bool {
1843         matches!(self.kind(), Infer(TyVar(_)))
1844     }
1845
1846     #[inline]
1847     pub fn ty_vid(self) -> Option<ty::TyVid> {
1848         match self.kind() {
1849             &Infer(TyVar(vid)) => Some(vid),
1850             _ => None,
1851         }
1852     }
1853
1854     #[inline]
1855     pub fn is_ty_infer(self) -> bool {
1856         matches!(self.kind(), Infer(_))
1857     }
1858
1859     #[inline]
1860     pub fn is_phantom_data(self) -> bool {
1861         if let Adt(def, _) = self.kind() { def.is_phantom_data() } else { false }
1862     }
1863
1864     #[inline]
1865     pub fn is_bool(self) -> bool {
1866         *self.kind() == Bool
1867     }
1868
1869     /// Returns `true` if this type is a `str`.
1870     #[inline]
1871     pub fn is_str(self) -> bool {
1872         *self.kind() == Str
1873     }
1874
1875     #[inline]
1876     pub fn is_param(self, index: u32) -> bool {
1877         match self.kind() {
1878             ty::Param(ref data) => data.index == index,
1879             _ => false,
1880         }
1881     }
1882
1883     #[inline]
1884     pub fn is_slice(self) -> bool {
1885         match self.kind() {
1886             RawPtr(TypeAndMut { ty, .. }) | Ref(_, ty, _) => matches!(ty.kind(), Slice(_) | Str),
1887             _ => false,
1888         }
1889     }
1890
1891     #[inline]
1892     pub fn is_array(self) -> bool {
1893         matches!(self.kind(), Array(..))
1894     }
1895
1896     #[inline]
1897     pub fn is_simd(self) -> bool {
1898         match self.kind() {
1899             Adt(def, _) => def.repr.simd(),
1900             _ => false,
1901         }
1902     }
1903
1904     pub fn sequence_element_type(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1905         match self.kind() {
1906             Array(ty, _) | Slice(ty) => *ty,
1907             Str => tcx.types.u8,
1908             _ => bug!("`sequence_element_type` called on non-sequence value: {}", self),
1909         }
1910     }
1911
1912     pub fn simd_size_and_type(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> (u64, Ty<'tcx>) {
1913         match self.kind() {
1914             Adt(def, substs) => {
1915                 assert!(def.repr.simd(), "`simd_size_and_type` called on non-SIMD type");
1916                 let variant = def.non_enum_variant();
1917                 let f0_ty = variant.fields[0].ty(tcx, substs);
1918
1919                 match f0_ty.kind() {
1920                     // If the first field is an array, we assume it is the only field and its
1921                     // elements are the SIMD components.
1922                     Array(f0_elem_ty, f0_len) => {
1923                         // FIXME(repr_simd): https://github.com/rust-lang/rust/pull/78863#discussion_r522784112
1924                         // The way we evaluate the `N` in `[T; N]` here only works since we use
1925                         // `simd_size_and_type` post-monomorphization. It will probably start to ICE
1926                         // if we use it in generic code. See the `simd-array-trait` ui test.
1927                         (f0_len.eval_usize(tcx, ParamEnv::empty()) as u64, *f0_elem_ty)
1928                     }
1929                     // Otherwise, the fields of this Adt are the SIMD components (and we assume they
1930                     // all have the same type).
1931                     _ => (variant.fields.len() as u64, f0_ty),
1932                 }
1933             }
1934             _ => bug!("`simd_size_and_type` called on invalid type"),
1935         }
1936     }
1937
1938     #[inline]
1939     pub fn is_region_ptr(self) -> bool {
1940         matches!(self.kind(), Ref(..))
1941     }
1942
1943     #[inline]
1944     pub fn is_mutable_ptr(self) -> bool {
1945         matches!(
1946             self.kind(),
1947             RawPtr(TypeAndMut { mutbl: hir::Mutability::Mut, .. })
1948                 | Ref(_, _, hir::Mutability::Mut)
1949         )
1950     }
1951
1952     /// Get the mutability of the reference or `None` when not a reference
1953     #[inline]
1954     pub fn ref_mutability(self) -> Option<hir::Mutability> {
1955         match self.kind() {
1956             Ref(_, _, mutability) => Some(*mutability),
1957             _ => None,
1958         }
1959     }
1960
1961     #[inline]
1962     pub fn is_unsafe_ptr(self) -> bool {
1963         matches!(self.kind(), RawPtr(_))
1964     }
1965
1966     /// Tests if this is any kind of primitive pointer type (reference, raw pointer, fn pointer).
1967     #[inline]
1968     pub fn is_any_ptr(self) -> bool {
1969         self.is_region_ptr() || self.is_unsafe_ptr() || self.is_fn_ptr()
1970     }
1971
1972     #[inline]
1973     pub fn is_box(self) -> bool {
1974         match self.kind() {
1975             Adt(def, _) => def.is_box(),
1976             _ => false,
1977         }
1978     }
1979
1980     /// Panics if called on any type other than `Box<T>`.
1981     pub fn boxed_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1982         match self.kind() {
1983             Adt(def, substs) if def.is_box() => substs.type_at(0),
1984             _ => bug!("`boxed_ty` is called on non-box type {:?}", self),
1985         }
1986     }
1987
1988     /// A scalar type is one that denotes an atomic datum, with no sub-components.
1989     /// (A RawPtr is scalar because it represents a non-managed pointer, so its
1990     /// contents are abstract to rustc.)
1991     #[inline]
1992     pub fn is_scalar(self) -> bool {
1993         matches!(
1994             self.kind(),
1995             Bool | Char
1996                 | Int(_)
1997                 | Float(_)
1998                 | Uint(_)
1999                 | FnDef(..)
2000                 | FnPtr(_)
2001                 | RawPtr(_)
2002                 | Infer(IntVar(_) | FloatVar(_))
2003         )
2004     }
2005
2006     /// Returns `true` if this type is a floating point type.
2007     #[inline]
2008     pub fn is_floating_point(self) -> bool {
2009         matches!(self.kind(), Float(_) | Infer(FloatVar(_)))
2010     }
2011
2012     #[inline]
2013     pub fn is_trait(self) -> bool {
2014         matches!(self.kind(), Dynamic(..))
2015     }
2016
2017     #[inline]
2018     pub fn is_enum(self) -> bool {
2019         matches!(self.kind(), Adt(adt_def, _) if adt_def.is_enum())
2020     }
2021
2022     #[inline]
2023     pub fn is_union(self) -> bool {
2024         matches!(self.kind(), Adt(adt_def, _) if adt_def.is_union())
2025     }
2026
2027     #[inline]
2028     pub fn is_closure(self) -> bool {
2029         matches!(self.kind(), Closure(..))
2030     }
2031
2032     #[inline]
2033     pub fn is_generator(self) -> bool {
2034         matches!(self.kind(), Generator(..))
2035     }
2036
2037     #[inline]
2038     pub fn is_integral(self) -> bool {
2039         matches!(self.kind(), Infer(IntVar(_)) | Int(_) | Uint(_))
2040     }
2041
2042     #[inline]
2043     pub fn is_fresh_ty(self) -> bool {
2044         matches!(self.kind(), Infer(FreshTy(_)))
2045     }
2046
2047     #[inline]
2048     pub fn is_fresh(self) -> bool {
2049         matches!(self.kind(), Infer(FreshTy(_) | FreshIntTy(_) | FreshFloatTy(_)))
2050     }
2051
2052     #[inline]
2053     pub fn is_char(self) -> bool {
2054         matches!(self.kind(), Char)
2055     }
2056
2057     #[inline]
2058     pub fn is_numeric(self) -> bool {
2059         self.is_integral() || self.is_floating_point()
2060     }
2061
2062     #[inline]
2063     pub fn is_signed(self) -> bool {
2064         matches!(self.kind(), Int(_))
2065     }
2066
2067     #[inline]
2068     pub fn is_ptr_sized_integral(self) -> bool {
2069         matches!(self.kind(), Int(ty::IntTy::Isize) | Uint(ty::UintTy::Usize))
2070     }
2071
2072     #[inline]
2073     pub fn has_concrete_skeleton(self) -> bool {
2074         !matches!(self.kind(), Param(_) | Infer(_) | Error(_))
2075     }
2076
2077     /// Checks whether a type recursively contains another type
2078     ///
2079     /// Example: `Option<()>` contains `()`
2080     pub fn contains(self, other: Ty<'tcx>) -> bool {
2081         struct ContainsTyVisitor<'tcx>(Ty<'tcx>);
2082
2083         impl<'tcx> TypeVisitor<'tcx> for ContainsTyVisitor<'tcx> {
2084             type BreakTy = ();
2085
2086             fn visit_ty(&mut self, t: Ty<'tcx>) -> ControlFlow<Self::BreakTy> {
2087                 if self.0 == t { ControlFlow::BREAK } else { t.super_visit_with(self) }
2088             }
2089         }
2090
2091         let cf = self.visit_with(&mut ContainsTyVisitor(other));
2092         cf.is_break()
2093     }
2094
2095     /// Returns the type and mutability of `*ty`.
2096     ///
2097     /// The parameter `explicit` indicates if this is an *explicit* dereference.
2098     /// Some types -- notably unsafe ptrs -- can only be dereferenced explicitly.
2099     pub fn builtin_deref(self, explicit: bool) -> Option<TypeAndMut<'tcx>> {
2100         match self.kind() {
2101             Adt(def, _) if def.is_box() => {
2102                 Some(TypeAndMut { ty: self.boxed_ty(), mutbl: hir::Mutability::Not })
2103             }
2104             Ref(_, ty, mutbl) => Some(TypeAndMut { ty: *ty, mutbl: *mutbl }),
2105             RawPtr(mt) if explicit => Some(*mt),
2106             _ => None,
2107         }
2108     }
2109
2110     /// Returns the type of `ty[i]`.
2111     pub fn builtin_index(self) -> Option<Ty<'tcx>> {
2112         match self.kind() {
2113             Array(ty, _) | Slice(ty) => Some(*ty),
2114             _ => None,
2115         }
2116     }
2117
2118     pub fn fn_sig(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyFnSig<'tcx> {
2119         match self.kind() {
2120             FnDef(def_id, substs) => tcx.fn_sig(*def_id).subst(tcx, substs),
2121             FnPtr(f) => *f,
2122             Error(_) => {
2123                 // ignore errors (#54954)
2124                 ty::Binder::dummy(FnSig::fake())
2125             }
2126             Closure(..) => bug!(
2127                 "to get the signature of a closure, use `substs.as_closure().sig()` not `fn_sig()`",
2128             ),
2129             _ => bug!("Ty::fn_sig() called on non-fn type: {:?}", self),
2130         }
2131     }
2132
2133     #[inline]
2134     pub fn is_fn(self) -> bool {
2135         matches!(self.kind(), FnDef(..) | FnPtr(_))
2136     }
2137
2138     #[inline]
2139     pub fn is_fn_ptr(self) -> bool {
2140         matches!(self.kind(), FnPtr(_))
2141     }
2142
2143     #[inline]
2144     pub fn is_impl_trait(self) -> bool {
2145         matches!(self.kind(), Opaque(..))
2146     }
2147
2148     #[inline]
2149     pub fn ty_adt_def(self) -> Option<&'tcx AdtDef> {
2150         match self.kind() {
2151             Adt(adt, _) => Some(adt),
2152             _ => None,
2153         }
2154     }
2155
2156     /// Iterates over tuple fields.
2157     /// Panics when called on anything but a tuple.
2158     pub fn tuple_fields(self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> {
2159         match self.kind() {
2160             Tuple(substs) => substs.iter().map(|field| field.expect_ty()),
2161             _ => bug!("tuple_fields called on non-tuple"),
2162         }
2163     }
2164
2165     /// Get the `i`-th element of a tuple.
2166     /// Panics when called on anything but a tuple.
2167     pub fn tuple_element_ty(self, i: usize) -> Option<Ty<'tcx>> {
2168         match self.kind() {
2169             Tuple(substs) => substs.iter().nth(i).map(|field| field.expect_ty()),
2170             _ => bug!("tuple_fields called on non-tuple"),
2171         }
2172     }
2173
2174     /// If the type contains variants, returns the valid range of variant indices.
2175     //
2176     // FIXME: This requires the optimized MIR in the case of generators.
2177     #[inline]
2178     pub fn variant_range(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Range<VariantIdx>> {
2179         match self.kind() {
2180             TyKind::Adt(adt, _) => Some(adt.variant_range()),
2181             TyKind::Generator(def_id, substs, _) => {
2182                 Some(substs.as_generator().variant_range(*def_id, tcx))
2183             }
2184             _ => None,
2185         }
2186     }
2187
2188     /// If the type contains variants, returns the variant for `variant_index`.
2189     /// Panics if `variant_index` is out of range.
2190     //
2191     // FIXME: This requires the optimized MIR in the case of generators.
2192     #[inline]
2193     pub fn discriminant_for_variant(
2194         self,
2195         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2196         variant_index: VariantIdx,
2197     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2198         match self.kind() {
2199             TyKind::Adt(adt, _) if adt.variants.is_empty() => {
2200                 // This can actually happen during CTFE, see
2201                 // https://github.com/rust-lang/rust/issues/89765.
2202                 None
2203             }
2204             TyKind::Adt(adt, _) if adt.is_enum() => {
2205                 Some(adt.discriminant_for_variant(tcx, variant_index))
2206             }
2207             TyKind::Generator(def_id, substs, _) => {
2208                 Some(substs.as_generator().discriminant_for_variant(*def_id, tcx, variant_index))
2209             }
2210             _ => None,
2211         }
2212     }
2213
2214     /// Returns the type of the discriminant of this type.
2215     pub fn discriminant_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2216         match self.kind() {
2217             ty::Adt(adt, _) if adt.is_enum() => adt.repr.discr_type().to_ty(tcx),
2218             ty::Generator(_, substs, _) => substs.as_generator().discr_ty(tcx),
2219
2220             ty::Param(_) | ty::Projection(_) | ty::Opaque(..) | ty::Infer(ty::TyVar(_)) => {
2221                 let assoc_items = tcx.associated_item_def_ids(
2222                     tcx.require_lang_item(hir::LangItem::DiscriminantKind, None),
2223                 );
2224                 tcx.mk_projection(assoc_items[0], tcx.intern_substs(&[self.into()]))
2225             }
2226
2227             ty::Bool
2228             | ty::Char
2229             | ty::Int(_)
2230             | ty::Uint(_)
2231             | ty::Float(_)
2232             | ty::Adt(..)
2233             | ty::Foreign(_)
2234             | ty::Str
2235             | ty::Array(..)
2236             | ty::Slice(_)
2237             | ty::RawPtr(_)
2238             | ty::Ref(..)
2239             | ty::FnDef(..)
2240             | ty::FnPtr(..)
2241             | ty::Dynamic(..)
2242             | ty::Closure(..)
2243             | ty::GeneratorWitness(..)
2244             | ty::Never
2245             | ty::Tuple(_)
2246             | ty::Error(_)
2247             | ty::Infer(IntVar(_) | FloatVar(_)) => tcx.types.u8,
2248
2249             ty::Bound(..)
2250             | ty::Placeholder(_)
2251             | ty::Infer(FreshTy(_) | ty::FreshIntTy(_) | ty::FreshFloatTy(_)) => {
2252                 bug!("`discriminant_ty` applied to unexpected type: {:?}", self)
2253             }
2254         }
2255     }
2256
2257     /// Returns the type of metadata for (potentially fat) pointers to this type.
2258     pub fn ptr_metadata_ty(
2259         self,
2260         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2261         normalize: impl FnMut(Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx>,
2262     ) -> Ty<'tcx> {
2263         let tail = tcx.struct_tail_with_normalize(self, normalize);
2264         match tail.kind() {
2265             // Sized types
2266             ty::Infer(ty::IntVar(_) | ty::FloatVar(_))
2267             | ty::Uint(_)
2268             | ty::Int(_)
2269             | ty::Bool
2270             | ty::Float(_)
2271             | ty::FnDef(..)
2272             | ty::FnPtr(_)
2273             | ty::RawPtr(..)
2274             | ty::Char
2275             | ty::Ref(..)
2276             | ty::Generator(..)
2277             | ty::GeneratorWitness(..)
2278             | ty::Array(..)
2279             | ty::Closure(..)
2280             | ty::Never
2281             | ty::Error(_)
2282             | ty::Foreign(..)
2283             // If returned by `struct_tail_without_normalization` this is a unit struct
2284             // without any fields, or not a struct, and therefore is Sized.
2285             | ty::Adt(..)
2286             // If returned by `struct_tail_without_normalization` this is the empty tuple,
2287             // a.k.a. unit type, which is Sized
2288             | ty::Tuple(..) => tcx.types.unit,
2289
2290             ty::Str | ty::Slice(_) => tcx.types.usize,
2291             ty::Dynamic(..) => {
2292                 let dyn_metadata = tcx.lang_items().dyn_metadata().unwrap();
2293                 tcx.type_of(dyn_metadata).subst(tcx, &[tail.into()])
2294             },
2295
2296             ty::Projection(_)
2297             | ty::Param(_)
2298             | ty::Opaque(..)
2299             | ty::Infer(ty::TyVar(_))
2300             | ty::Bound(..)
2301             | ty::Placeholder(..)
2302             | ty::Infer(ty::FreshTy(_) | ty::FreshIntTy(_) | ty::FreshFloatTy(_)) => {
2303                 bug!("`ptr_metadata_ty` applied to unexpected type: {:?}", tail)
2304             }
2305         }
2306     }
2307
2308     /// When we create a closure, we record its kind (i.e., what trait
2309     /// it implements) into its `ClosureSubsts` using a type
2310     /// parameter. This is kind of a phantom type, except that the
2311     /// most convenient thing for us to are the integral types. This
2312     /// function converts such a special type into the closure
2313     /// kind. To go the other way, use
2314     /// `tcx.closure_kind_ty(closure_kind)`.
2315     ///
2316     /// Note that during type checking, we use an inference variable
2317     /// to represent the closure kind, because it has not yet been
2318     /// inferred. Once upvar inference (in `rustc_typeck/src/check/upvar.rs`)
2319     /// is complete, that type variable will be unified.
2320     pub fn to_opt_closure_kind(self) -> Option<ty::ClosureKind> {
2321         match self.kind() {
2322             Int(int_ty) => match int_ty {
2323                 ty::IntTy::I8 => Some(ty::ClosureKind::Fn),
2324                 ty::IntTy::I16 => Some(ty::ClosureKind::FnMut),
2325                 ty::IntTy::I32 => Some(ty::ClosureKind::FnOnce),
2326                 _ => bug!("cannot convert type `{:?}` to a closure kind", self),
2327             },
2328
2329             // "Bound" types appear in canonical queries when the
2330             // closure type is not yet known
2331             Bound(..) | Infer(_) => None,
2332
2333             Error(_) => Some(ty::ClosureKind::Fn),
2334
2335             _ => bug!("cannot convert type `{:?}` to a closure kind", self),
2336         }
2337     }
2338
2339     /// Fast path helper for testing if a type is `Sized`.
2340     ///
2341     /// Returning true means the type is known to be sized. Returning
2342     /// `false` means nothing -- could be sized, might not be.
2343     ///
2344     /// Note that we could never rely on the fact that a type such as `[_]` is
2345     /// trivially `!Sized` because we could be in a type environment with a
2346     /// bound such as `[_]: Copy`. A function with such a bound obviously never
2347     /// can be called, but that doesn't mean it shouldn't typecheck. This is why
2348     /// this method doesn't return `Option<bool>`.
2349     pub fn is_trivially_sized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2350         match self.kind() {
2351             ty::Infer(ty::IntVar(_) | ty::FloatVar(_))
2352             | ty::Uint(_)
2353             | ty::Int(_)
2354             | ty::Bool
2355             | ty::Float(_)
2356             | ty::FnDef(..)
2357             | ty::FnPtr(_)
2358             | ty::RawPtr(..)
2359             | ty::Char
2360             | ty::Ref(..)
2361             | ty::Generator(..)
2362             | ty::GeneratorWitness(..)
2363             | ty::Array(..)
2364             | ty::Closure(..)
2365             | ty::Never
2366             | ty::Error(_) => true,
2367
2368             ty::Str | ty::Slice(_) | ty::Dynamic(..) | ty::Foreign(..) => false,
2369
2370             ty::Tuple(tys) => tys.iter().all(|ty| ty.expect_ty().is_trivially_sized(tcx)),
2371
2372             ty::Adt(def, _substs) => def.sized_constraint(tcx).is_empty(),
2373
2374             ty::Projection(_) | ty::Param(_) | ty::Opaque(..) => false,
2375
2376             ty::Infer(ty::TyVar(_)) => false,
2377
2378             ty::Bound(..)
2379             | ty::Placeholder(..)
2380             | ty::Infer(ty::FreshTy(_) | ty::FreshIntTy(_) | ty::FreshFloatTy(_)) => {
2381                 bug!("`is_trivially_sized` applied to unexpected type: {:?}", self)
2382             }
2383         }
2384     }
2385 }
2386
2387 /// Extra information about why we ended up with a particular variance.
2388 /// This is only used to add more information to error messages, and
2389 /// has no effect on soundness. While choosing the 'wrong' `VarianceDiagInfo`
2390 /// may lead to confusing notes in error messages, it will never cause
2391 /// a miscompilation or unsoundness.
2392 ///
2393 /// When in doubt, use `VarianceDiagInfo::default()`
2394 #[derive(Copy, Clone, Debug, Default, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
2395 pub enum VarianceDiagInfo<'tcx> {
2396     /// No additional information - this is the default.
2397     /// We will not add any additional information to error messages.
2398     #[default]
2399     None,
2400     /// We switched our variance because a generic argument occurs inside
2401     /// the invariant generic argument of another type.
2402     Invariant {
2403         /// The generic type containing the generic parameter
2404         /// that changes the variance (e.g. `*mut T`, `MyStruct<T>`)
2405         ty: Ty<'tcx>,
2406         /// The index of the generic parameter being used
2407         /// (e.g. `0` for `*mut T`, `1` for `MyStruct<'CovariantParam, 'InvariantParam>`)
2408         param_index: u32,
2409     },
2410 }
2411
2412 impl<'tcx> VarianceDiagInfo<'tcx> {
2413     /// Mirrors `Variance::xform` - used to 'combine' the existing
2414     /// and new `VarianceDiagInfo`s when our variance changes.
2415     pub fn xform(self, other: VarianceDiagInfo<'tcx>) -> VarianceDiagInfo<'tcx> {
2416         // For now, just use the first `VarianceDiagInfo::Invariant` that we see
2417         match self {
2418             VarianceDiagInfo::None => other,
2419             VarianceDiagInfo::Invariant { .. } => self,
2420         }
2421     }
2422 }