]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/infer/mod.rs
make regions "traceable" so you can do `infcx.at(..).eq(r1, r2)`
[rust.git] / src / librustc / infer / mod.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! See the Book for more information.
12
13 pub use self::LateBoundRegionConversionTime::*;
14 pub use self::RegionVariableOrigin::*;
15 pub use self::SubregionOrigin::*;
16 pub use self::ValuePairs::*;
17 pub use ty::IntVarValue;
18 pub use self::freshen::TypeFreshener;
19
20 use hir::def_id::DefId;
21 use middle::free_region::RegionRelations;
22 use middle::region;
23 use middle::lang_items;
24 use mir::tcx::PlaceTy;
25 use ty::subst::Substs;
26 use ty::{TyVid, IntVid, FloatVid};
27 use ty::{self, Ty, TyCtxt};
28 use ty::error::{ExpectedFound, TypeError, UnconstrainedNumeric};
29 use ty::fold::TypeFoldable;
30 use ty::relate::RelateResult;
31 use traits::{self, ObligationCause, PredicateObligations, Reveal};
32 use rustc_data_structures::unify as ut;
33 use std::cell::{Cell, RefCell, Ref, RefMut};
34 use std::collections::BTreeMap;
35 use std::fmt;
36 use syntax::ast;
37 use errors::DiagnosticBuilder;
38 use syntax_pos::{self, Span, DUMMY_SP};
39 use util::nodemap::FxHashMap;
40 use arena::DroplessArena;
41
42 use self::combine::CombineFields;
43 use self::higher_ranked::HrMatchResult;
44 use self::region_constraints::{RegionConstraintCollector, RegionSnapshot};
45 use self::region_constraints::{GenericKind, VerifyBound, RegionConstraintData, VarOrigins};
46 use self::lexical_region_resolve::LexicalRegionResolutions;
47 use self::outlives::env::OutlivesEnvironment;
48 use self::type_variable::TypeVariableOrigin;
49 use self::unify_key::ToType;
50
51 pub mod anon_types;
52 pub mod at;
53 mod combine;
54 mod equate;
55 pub mod error_reporting;
56 mod fudge;
57 mod glb;
58 mod higher_ranked;
59 pub mod lattice;
60 mod lub;
61 pub mod region_constraints;
62 mod lexical_region_resolve;
63 pub mod outlives;
64 pub mod resolve;
65 mod freshen;
66 mod sub;
67 pub mod type_variable;
68 pub mod unify_key;
69
70 #[must_use]
71 pub struct InferOk<'tcx, T> {
72     pub value: T,
73     pub obligations: PredicateObligations<'tcx>,
74 }
75 pub type InferResult<'tcx, T> = Result<InferOk<'tcx, T>, TypeError<'tcx>>;
76
77 pub type Bound<T> = Option<T>;
78 pub type UnitResult<'tcx> = RelateResult<'tcx, ()>; // "unify result"
79 pub type FixupResult<T> = Result<T, FixupError>; // "fixup result"
80
81 pub struct InferCtxt<'a, 'gcx: 'a+'tcx, 'tcx: 'a> {
82     pub tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
83
84     /// During type-checking/inference of a body, `in_progress_tables`
85     /// contains a reference to the tables being built up, which are
86     /// used for reading closure kinds/signatures as they are inferred,
87     /// and for error reporting logic to read arbitrary node types.
88     pub in_progress_tables: Option<&'a RefCell<ty::TypeckTables<'tcx>>>,
89
90     // Cache for projections. This cache is snapshotted along with the
91     // infcx.
92     //
93     // Public so that `traits::project` can use it.
94     pub projection_cache: RefCell<traits::ProjectionCache<'tcx>>,
95
96     // We instantiate UnificationTable with bounds<Ty> because the
97     // types that might instantiate a general type variable have an
98     // order, represented by its upper and lower bounds.
99     pub type_variables: RefCell<type_variable::TypeVariableTable<'tcx>>,
100
101     // Map from integral variable to the kind of integer it represents
102     int_unification_table: RefCell<ut::UnificationTable<ut::InPlace<ty::IntVid>>>,
103
104     // Map from floating variable to the kind of float it represents
105     float_unification_table: RefCell<ut::UnificationTable<ut::InPlace<ty::FloatVid>>>,
106
107     // Tracks the set of region variables and the constraints between
108     // them.  This is initially `Some(_)` but when
109     // `resolve_regions_and_report_errors` is invoked, this gets set
110     // to `None` -- further attempts to perform unification etc may
111     // fail if new region constraints would've been added.
112     region_constraints: RefCell<Option<RegionConstraintCollector<'tcx>>>,
113
114     // Once region inference is done, the values for each variable.
115     lexical_region_resolutions: RefCell<Option<LexicalRegionResolutions<'tcx>>>,
116
117     /// Caches the results of trait selection. This cache is used
118     /// for things that have to do with the parameters in scope.
119     pub selection_cache: traits::SelectionCache<'tcx>,
120
121     /// Caches the results of trait evaluation.
122     pub evaluation_cache: traits::EvaluationCache<'tcx>,
123
124     // the set of predicates on which errors have been reported, to
125     // avoid reporting the same error twice.
126     pub reported_trait_errors: RefCell<FxHashMap<Span, Vec<ty::Predicate<'tcx>>>>,
127
128     // When an error occurs, we want to avoid reporting "derived"
129     // errors that are due to this original failure. Normally, we
130     // handle this with the `err_count_on_creation` count, which
131     // basically just tracks how many errors were reported when we
132     // started type-checking a fn and checks to see if any new errors
133     // have been reported since then. Not great, but it works.
134     //
135     // However, when errors originated in other passes -- notably
136     // resolve -- this heuristic breaks down. Therefore, we have this
137     // auxiliary flag that one can set whenever one creates a
138     // type-error that is due to an error in a prior pass.
139     //
140     // Don't read this flag directly, call `is_tainted_by_errors()`
141     // and `set_tainted_by_errors()`.
142     tainted_by_errors_flag: Cell<bool>,
143
144     // Track how many errors were reported when this infcx is created.
145     // If the number of errors increases, that's also a sign (line
146     // `tained_by_errors`) to avoid reporting certain kinds of errors.
147     err_count_on_creation: usize,
148
149     // This flag is true while there is an active snapshot.
150     in_snapshot: Cell<bool>,
151
152     // A set of constraints that regionck must validate. Each
153     // constraint has the form `T:'a`, meaning "some type `T` must
154     // outlive the lifetime 'a". These constraints derive from
155     // instantiated type parameters. So if you had a struct defined
156     // like
157     //
158     //     struct Foo<T:'static> { ... }
159     //
160     // then in some expression `let x = Foo { ... }` it will
161     // instantiate the type parameter `T` with a fresh type `$0`. At
162     // the same time, it will record a region obligation of
163     // `$0:'static`. This will get checked later by regionck. (We
164     // can't generally check these things right away because we have
165     // to wait until types are resolved.)
166     //
167     // These are stored in a map keyed to the id of the innermost
168     // enclosing fn body / static initializer expression. This is
169     // because the location where the obligation was incurred can be
170     // relevant with respect to which sublifetime assumptions are in
171     // place. The reason that we store under the fn-id, and not
172     // something more fine-grained, is so that it is easier for
173     // regionck to be sure that it has found *all* the region
174     // obligations (otherwise, it's easy to fail to walk to a
175     // particular node-id).
176     //
177     // Before running `resolve_regions_and_report_errors`, the creator
178     // of the inference context is expected to invoke
179     // `process_region_obligations` (defined in `self::region_obligations`)
180     // for each body-id in this map, which will process the
181     // obligations within. This is expected to be done 'late enough'
182     // that all type inference variables have been bound and so forth.
183     pub region_obligations: RefCell<Vec<(ast::NodeId, RegionObligation<'tcx>)>>,
184 }
185
186 /// A map returned by `skolemize_late_bound_regions()` indicating the skolemized
187 /// region that each late-bound region was replaced with.
188 pub type SkolemizationMap<'tcx> = BTreeMap<ty::BoundRegion, ty::Region<'tcx>>;
189
190 /// See `error_reporting` module for more details
191 #[derive(Clone, Debug)]
192 pub enum ValuePairs<'tcx> {
193     Types(ExpectedFound<Ty<'tcx>>),
194     Regions(ExpectedFound<ty::Region<'tcx>>),
195     TraitRefs(ExpectedFound<ty::TraitRef<'tcx>>),
196     PolyTraitRefs(ExpectedFound<ty::PolyTraitRef<'tcx>>),
197 }
198
199 /// The trace designates the path through inference that we took to
200 /// encounter an error or subtyping constraint.
201 ///
202 /// See `error_reporting` module for more details.
203 #[derive(Clone)]
204 pub struct TypeTrace<'tcx> {
205     cause: ObligationCause<'tcx>,
206     values: ValuePairs<'tcx>,
207 }
208
209 /// The origin of a `r1 <= r2` constraint.
210 ///
211 /// See `error_reporting` module for more details
212 #[derive(Clone, Debug)]
213 pub enum SubregionOrigin<'tcx> {
214     // Arose from a subtyping relation
215     Subtype(TypeTrace<'tcx>),
216
217     // Stack-allocated closures cannot outlive innermost loop
218     // or function so as to ensure we only require finite stack
219     InfStackClosure(Span),
220
221     // Invocation of closure must be within its lifetime
222     InvokeClosure(Span),
223
224     // Dereference of reference must be within its lifetime
225     DerefPointer(Span),
226
227     // Closure bound must not outlive captured free variables
228     FreeVariable(Span, ast::NodeId),
229
230     // Index into slice must be within its lifetime
231     IndexSlice(Span),
232
233     // When casting `&'a T` to an `&'b Trait` object,
234     // relating `'a` to `'b`
235     RelateObjectBound(Span),
236
237     // Some type parameter was instantiated with the given type,
238     // and that type must outlive some region.
239     RelateParamBound(Span, Ty<'tcx>),
240
241     // The given region parameter was instantiated with a region
242     // that must outlive some other region.
243     RelateRegionParamBound(Span),
244
245     // A bound placed on type parameters that states that must outlive
246     // the moment of their instantiation.
247     RelateDefaultParamBound(Span, Ty<'tcx>),
248
249     // Creating a pointer `b` to contents of another reference
250     Reborrow(Span),
251
252     // Creating a pointer `b` to contents of an upvar
253     ReborrowUpvar(Span, ty::UpvarId),
254
255     // Data with type `Ty<'tcx>` was borrowed
256     DataBorrowed(Ty<'tcx>, Span),
257
258     // (&'a &'b T) where a >= b
259     ReferenceOutlivesReferent(Ty<'tcx>, Span),
260
261     // Type or region parameters must be in scope.
262     ParameterInScope(ParameterOrigin, Span),
263
264     // The type T of an expression E must outlive the lifetime for E.
265     ExprTypeIsNotInScope(Ty<'tcx>, Span),
266
267     // A `ref b` whose region does not enclose the decl site
268     BindingTypeIsNotValidAtDecl(Span),
269
270     // Regions appearing in a method receiver must outlive method call
271     CallRcvr(Span),
272
273     // Regions appearing in a function argument must outlive func call
274     CallArg(Span),
275
276     // Region in return type of invoked fn must enclose call
277     CallReturn(Span),
278
279     // Operands must be in scope
280     Operand(Span),
281
282     // Region resulting from a `&` expr must enclose the `&` expr
283     AddrOf(Span),
284
285     // An auto-borrow that does not enclose the expr where it occurs
286     AutoBorrow(Span),
287
288     // Region constraint arriving from destructor safety
289     SafeDestructor(Span),
290
291     // Comparing the signature and requirements of an impl method against
292     // the containing trait.
293     CompareImplMethodObligation {
294         span: Span,
295         item_name: ast::Name,
296         impl_item_def_id: DefId,
297         trait_item_def_id: DefId,
298     },
299 }
300
301 /// Places that type/region parameters can appear.
302 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
303 pub enum ParameterOrigin {
304     Path, // foo::bar
305     MethodCall, // foo.bar() <-- parameters on impl providing bar()
306     OverloadedOperator, // a + b when overloaded
307     OverloadedDeref, // *a when overloaded
308 }
309
310 /// Times when we replace late-bound regions with variables:
311 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
312 pub enum LateBoundRegionConversionTime {
313     /// when a fn is called
314     FnCall,
315
316     /// when two higher-ranked types are compared
317     HigherRankedType,
318
319     /// when projecting an associated type
320     AssocTypeProjection(DefId),
321 }
322
323 /// Reasons to create a region inference variable
324 ///
325 /// See `error_reporting` module for more details
326 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
327 pub enum RegionVariableOrigin {
328     // Region variables created for ill-categorized reasons,
329     // mostly indicates places in need of refactoring
330     MiscVariable(Span),
331
332     // Regions created by a `&P` or `[...]` pattern
333     PatternRegion(Span),
334
335     // Regions created by `&` operator
336     AddrOfRegion(Span),
337
338     // Regions created as part of an autoref of a method receiver
339     Autoref(Span),
340
341     // Regions created as part of an automatic coercion
342     Coercion(Span),
343
344     // Region variables created as the values for early-bound regions
345     EarlyBoundRegion(Span, ast::Name),
346
347     // Region variables created for bound regions
348     // in a function or method that is called
349     LateBoundRegion(Span, ty::BoundRegion, LateBoundRegionConversionTime),
350
351     UpvarRegion(ty::UpvarId, Span),
352
353     BoundRegionInCoherence(ast::Name),
354
355     // This origin is used for the inference variables that we create
356     // during NLL region processing.
357     NLL(NLLRegionVariableOrigin),
358 }
359
360 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
361 pub enum NLLRegionVariableOrigin {
362     // During NLL region processing, we create variables for free
363     // regions that we encounter in the function signature and
364     // elsewhere. This origin indices we've got one of those.
365     FreeRegion,
366
367     Inferred(::mir::visit::TyContext),
368 }
369
370 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
371 pub enum FixupError {
372     UnresolvedIntTy(IntVid),
373     UnresolvedFloatTy(FloatVid),
374     UnresolvedTy(TyVid)
375 }
376
377 /// See the `region_obligations` field for more information.
378 #[derive(Clone)]
379 pub struct RegionObligation<'tcx> {
380     pub sub_region: ty::Region<'tcx>,
381     pub sup_type: Ty<'tcx>,
382     pub cause: ObligationCause<'tcx>,
383 }
384
385 impl fmt::Display for FixupError {
386     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
387         use self::FixupError::*;
388
389         match *self {
390             UnresolvedIntTy(_) => {
391                 write!(f, "cannot determine the type of this integer; \
392                            add a suffix to specify the type explicitly")
393             }
394             UnresolvedFloatTy(_) => {
395                 write!(f, "cannot determine the type of this number; \
396                            add a suffix to specify the type explicitly")
397             }
398             UnresolvedTy(_) => write!(f, "unconstrained type")
399         }
400     }
401 }
402
403 /// Helper type of a temporary returned by tcx.infer_ctxt().
404 /// Necessary because we can't write the following bound:
405 /// F: for<'b, 'tcx> where 'gcx: 'tcx FnOnce(InferCtxt<'b, 'gcx, 'tcx>).
406 pub struct InferCtxtBuilder<'a, 'gcx: 'a+'tcx, 'tcx: 'a> {
407     global_tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'gcx>,
408     arena: DroplessArena,
409     fresh_tables: Option<RefCell<ty::TypeckTables<'tcx>>>,
410 }
411
412 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'gcx> {
413     pub fn infer_ctxt(self) -> InferCtxtBuilder<'a, 'gcx, 'tcx> {
414         InferCtxtBuilder {
415             global_tcx: self,
416             arena: DroplessArena::new(),
417             fresh_tables: None,
418
419         }
420     }
421 }
422
423 impl<'a, 'gcx, 'tcx> InferCtxtBuilder<'a, 'gcx, 'tcx> {
424     /// Used only by `rustc_typeck` during body type-checking/inference,
425     /// will initialize `in_progress_tables` with fresh `TypeckTables`.
426     pub fn with_fresh_in_progress_tables(mut self, table_owner: DefId) -> Self {
427         self.fresh_tables = Some(RefCell::new(ty::TypeckTables::empty(Some(table_owner))));
428         self
429     }
430
431     pub fn enter<F, R>(&'tcx mut self, f: F) -> R
432         where F: for<'b> FnOnce(InferCtxt<'b, 'gcx, 'tcx>) -> R
433     {
434         let InferCtxtBuilder {
435             global_tcx,
436             ref arena,
437             ref fresh_tables,
438         } = *self;
439         let in_progress_tables = fresh_tables.as_ref();
440         global_tcx.enter_local(arena, |tcx| f(InferCtxt {
441             tcx,
442             in_progress_tables,
443             projection_cache: RefCell::new(traits::ProjectionCache::new()),
444             type_variables: RefCell::new(type_variable::TypeVariableTable::new()),
445             int_unification_table: RefCell::new(ut::UnificationTable::new()),
446             float_unification_table: RefCell::new(ut::UnificationTable::new()),
447             region_constraints: RefCell::new(Some(RegionConstraintCollector::new())),
448             lexical_region_resolutions: RefCell::new(None),
449             selection_cache: traits::SelectionCache::new(),
450             evaluation_cache: traits::EvaluationCache::new(),
451             reported_trait_errors: RefCell::new(FxHashMap()),
452             tainted_by_errors_flag: Cell::new(false),
453             err_count_on_creation: tcx.sess.err_count(),
454             in_snapshot: Cell::new(false),
455             region_obligations: RefCell::new(vec![]),
456         }))
457     }
458 }
459
460 impl<T> ExpectedFound<T> {
461     pub fn new(a_is_expected: bool, a: T, b: T) -> Self {
462         if a_is_expected {
463             ExpectedFound {expected: a, found: b}
464         } else {
465             ExpectedFound {expected: b, found: a}
466         }
467     }
468 }
469
470 impl<'tcx, T> InferOk<'tcx, T> {
471     pub fn unit(self) -> InferOk<'tcx, ()> {
472         InferOk { value: (), obligations: self.obligations }
473     }
474 }
475
476 #[must_use = "once you start a snapshot, you should always consume it"]
477 pub struct CombinedSnapshot<'a, 'tcx:'a> {
478     projection_cache_snapshot: traits::ProjectionCacheSnapshot,
479     type_snapshot: type_variable::Snapshot<'tcx>,
480     int_snapshot: ut::Snapshot<ut::InPlace<ty::IntVid>>,
481     float_snapshot: ut::Snapshot<ut::InPlace<ty::FloatVid>>,
482     region_constraints_snapshot: RegionSnapshot,
483     region_obligations_snapshot: usize,
484     was_in_snapshot: bool,
485     _in_progress_tables: Option<Ref<'a, ty::TypeckTables<'tcx>>>,
486 }
487
488 /// Helper trait for shortening the lifetimes inside a
489 /// value for post-type-checking normalization.
490 pub trait TransNormalize<'gcx>: TypeFoldable<'gcx> {
491     fn trans_normalize<'a, 'tcx>(&self,
492                                  infcx: &InferCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
493                                  param_env: ty::ParamEnv<'tcx>)
494                                  -> Self;
495 }
496
497 macro_rules! items { ($($item:item)+) => ($($item)+) }
498 macro_rules! impl_trans_normalize {
499     ($lt_gcx:tt, $($ty:ty),+) => {
500         items!($(impl<$lt_gcx> TransNormalize<$lt_gcx> for $ty {
501             fn trans_normalize<'a, 'tcx>(&self,
502                                          infcx: &InferCtxt<'a, $lt_gcx, 'tcx>,
503                                          param_env: ty::ParamEnv<'tcx>)
504                                          -> Self {
505                 infcx.normalize_projections_in(param_env, self)
506             }
507         })+);
508     }
509 }
510
511 impl_trans_normalize!('gcx,
512     Ty<'gcx>,
513     &'gcx ty::Const<'gcx>,
514     &'gcx Substs<'gcx>,
515     ty::FnSig<'gcx>,
516     ty::PolyFnSig<'gcx>,
517     ty::ClosureSubsts<'gcx>,
518     ty::PolyTraitRef<'gcx>,
519     ty::ExistentialTraitRef<'gcx>
520 );
521
522 impl<'gcx> TransNormalize<'gcx> for PlaceTy<'gcx> {
523     fn trans_normalize<'a, 'tcx>(&self,
524                                  infcx: &InferCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
525                                  param_env: ty::ParamEnv<'tcx>)
526                                  -> Self {
527         match *self {
528             PlaceTy::Ty { ty } => PlaceTy::Ty { ty: ty.trans_normalize(infcx, param_env) },
529             PlaceTy::Downcast { adt_def, substs, variant_index } => {
530                 PlaceTy::Downcast {
531                     adt_def,
532                     substs: substs.trans_normalize(infcx, param_env),
533                     variant_index,
534                 }
535             }
536         }
537     }
538 }
539
540 // NOTE: Callable from trans only!
541 impl<'a, 'tcx> TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx> {
542     /// Currently, higher-ranked type bounds inhibit normalization. Therefore,
543     /// each time we erase them in translation, we need to normalize
544     /// the contents.
545     pub fn erase_late_bound_regions_and_normalize<T>(self, value: &ty::Binder<T>)
546         -> T
547         where T: TransNormalize<'tcx>
548     {
549         assert!(!value.needs_subst());
550         let value = self.erase_late_bound_regions(value);
551         self.fully_normalize_associated_types_in(&value)
552     }
553
554     /// Fully normalizes any associated types in `value`, using an
555     /// empty environment and `Reveal::All` mode (therefore, suitable
556     /// only for monomorphized code during trans, basically).
557     pub fn fully_normalize_associated_types_in<T>(self, value: &T) -> T
558         where T: TransNormalize<'tcx>
559     {
560         debug!("fully_normalize_associated_types_in(t={:?})", value);
561
562         let param_env = ty::ParamEnv::empty(Reveal::All);
563         let value = self.erase_regions(value);
564
565         if !value.has_projections() {
566             return value;
567         }
568
569         self.infer_ctxt().enter(|infcx| {
570             value.trans_normalize(&infcx, param_env)
571         })
572     }
573
574     /// Does a best-effort to normalize any associated types in
575     /// `value`; this includes revealing specializable types, so this
576     /// should be not be used during type-checking, but only during
577     /// optimization and code generation.
578     pub fn normalize_associated_type_in_env<T>(
579         self, value: &T, env: ty::ParamEnv<'tcx>
580     ) -> T
581         where T: TransNormalize<'tcx>
582     {
583         debug!("normalize_associated_type_in_env(t={:?})", value);
584
585         let value = self.erase_regions(value);
586
587         if !value.has_projections() {
588             return value;
589         }
590
591         self.infer_ctxt().enter(|infcx| {
592             value.trans_normalize(&infcx, env.reveal_all())
593        })
594     }
595 }
596
597 impl<'a, 'gcx, 'tcx> InferCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
598     fn normalize_projections_in<T>(&self, param_env: ty::ParamEnv<'tcx>, value: &T) -> T::Lifted
599         where T: TypeFoldable<'tcx> + ty::Lift<'gcx>
600     {
601         let mut selcx = traits::SelectionContext::new(self);
602         let cause = traits::ObligationCause::dummy();
603         let traits::Normalized { value: result, obligations } =
604             traits::normalize(&mut selcx, param_env, cause, value);
605
606         debug!("normalize_projections_in: result={:?} obligations={:?}",
607                 result, obligations);
608
609         let mut fulfill_cx = traits::FulfillmentContext::new();
610
611         for obligation in obligations {
612             fulfill_cx.register_predicate_obligation(self, obligation);
613         }
614
615         self.drain_fulfillment_cx_or_panic(DUMMY_SP, &mut fulfill_cx, &result)
616     }
617
618     /// Finishes processes any obligations that remain in the
619     /// fulfillment context, and then returns the result with all type
620     /// variables removed and regions erased. Because this is intended
621     /// for use after type-check has completed, if any errors occur,
622     /// it will panic. It is used during normalization and other cases
623     /// where processing the obligations in `fulfill_cx` may cause
624     /// type inference variables that appear in `result` to be
625     /// unified, and hence we need to process those obligations to get
626     /// the complete picture of the type.
627     pub fn drain_fulfillment_cx_or_panic<T>(&self,
628                                             span: Span,
629                                             fulfill_cx: &mut traits::FulfillmentContext<'tcx>,
630                                             result: &T)
631                                             -> T::Lifted
632         where T: TypeFoldable<'tcx> + ty::Lift<'gcx>
633     {
634         debug!("drain_fulfillment_cx_or_panic()");
635
636         // In principle, we only need to do this so long as `result`
637         // contains unbound type parameters. It could be a slight
638         // optimization to stop iterating early.
639         match fulfill_cx.select_all_or_error(self) {
640             Ok(()) => { }
641             Err(errors) => {
642                 span_bug!(span, "Encountered errors `{:?}` resolving bounds after type-checking",
643                           errors);
644             }
645         }
646
647         let result = self.resolve_type_vars_if_possible(result);
648         let result = self.tcx.erase_regions(&result);
649
650         match self.tcx.lift_to_global(&result) {
651             Some(result) => result,
652             None => {
653                 span_bug!(span, "Uninferred types/regions in `{:?}`", result);
654             }
655         }
656     }
657
658     pub fn is_in_snapshot(&self) -> bool {
659         self.in_snapshot.get()
660     }
661
662     pub fn freshen<T:TypeFoldable<'tcx>>(&self, t: T) -> T {
663         t.fold_with(&mut self.freshener())
664     }
665
666     pub fn type_var_diverges(&'a self, ty: Ty) -> bool {
667         match ty.sty {
668             ty::TyInfer(ty::TyVar(vid)) => self.type_variables.borrow().var_diverges(vid),
669             _ => false
670         }
671     }
672
673     pub fn freshener<'b>(&'b self) -> TypeFreshener<'b, 'gcx, 'tcx> {
674         freshen::TypeFreshener::new(self)
675     }
676
677     pub fn type_is_unconstrained_numeric(&'a self, ty: Ty) -> UnconstrainedNumeric {
678         use ty::error::UnconstrainedNumeric::Neither;
679         use ty::error::UnconstrainedNumeric::{UnconstrainedInt, UnconstrainedFloat};
680         match ty.sty {
681             ty::TyInfer(ty::IntVar(vid)) => {
682                 if self.int_unification_table.borrow_mut().probe_value(vid).is_some() {
683                     Neither
684                 } else {
685                     UnconstrainedInt
686                 }
687             },
688             ty::TyInfer(ty::FloatVar(vid)) => {
689                 if self.float_unification_table.borrow_mut().probe_value(vid).is_some() {
690                     Neither
691                 } else {
692                     UnconstrainedFloat
693                 }
694             },
695             _ => Neither,
696         }
697     }
698
699     pub fn unsolved_variables(&self) -> Vec<Ty<'tcx>> {
700         let mut variables = Vec::new();
701
702         {
703             let mut type_variables = self.type_variables.borrow_mut();
704             variables.extend(
705                 type_variables
706                     .unsolved_variables()
707                     .into_iter()
708                     .map(|t| self.tcx.mk_var(t)));
709         }
710
711         {
712             let mut int_unification_table = self.int_unification_table.borrow_mut();
713             variables.extend(
714                 (0..int_unification_table.len())
715                     .map(|i| ty::IntVid { index: i as u32 })
716                     .filter(|&vid| int_unification_table.probe_value(vid).is_none())
717                     .map(|v| self.tcx.mk_int_var(v)));
718         }
719
720         {
721             let mut float_unification_table = self.float_unification_table.borrow_mut();
722             variables.extend(
723                 (0..float_unification_table.len())
724                     .map(|i| ty::FloatVid { index: i as u32 })
725                     .filter(|&vid| float_unification_table.probe_value(vid).is_none())
726                     .map(|v| self.tcx.mk_float_var(v)));
727         }
728
729         return variables;
730     }
731
732     fn combine_fields(&'a self, trace: TypeTrace<'tcx>, param_env: ty::ParamEnv<'tcx>)
733                       -> CombineFields<'a, 'gcx, 'tcx> {
734         CombineFields {
735             infcx: self,
736             trace,
737             cause: None,
738             param_env,
739             obligations: PredicateObligations::new(),
740         }
741     }
742
743     // Clear the "currently in a snapshot" flag, invoke the closure,
744     // then restore the flag to its original value. This flag is a
745     // debugging measure designed to detect cases where we start a
746     // snapshot, create type variables, and register obligations
747     // which may involve those type variables in the fulfillment cx,
748     // potentially leaving "dangling type variables" behind.
749     // In such cases, an assertion will fail when attempting to
750     // register obligations, within a snapshot. Very useful, much
751     // better than grovelling through megabytes of RUST_LOG output.
752     //
753     // HOWEVER, in some cases the flag is unhelpful. In particular, we
754     // sometimes create a "mini-fulfilment-cx" in which we enroll
755     // obligations. As long as this fulfillment cx is fully drained
756     // before we return, this is not a problem, as there won't be any
757     // escaping obligations in the main cx. In those cases, you can
758     // use this function.
759     pub fn save_and_restore_in_snapshot_flag<F, R>(&self, func: F) -> R
760         where F: FnOnce(&Self) -> R
761     {
762         let flag = self.in_snapshot.get();
763         self.in_snapshot.set(false);
764         let result = func(self);
765         self.in_snapshot.set(flag);
766         result
767     }
768
769     fn start_snapshot(&self) -> CombinedSnapshot<'a, 'tcx> {
770         debug!("start_snapshot()");
771
772         let in_snapshot = self.in_snapshot.get();
773         self.in_snapshot.set(true);
774
775         CombinedSnapshot {
776             projection_cache_snapshot: self.projection_cache.borrow_mut().snapshot(),
777             type_snapshot: self.type_variables.borrow_mut().snapshot(),
778             int_snapshot: self.int_unification_table.borrow_mut().snapshot(),
779             float_snapshot: self.float_unification_table.borrow_mut().snapshot(),
780             region_constraints_snapshot: self.borrow_region_constraints().start_snapshot(),
781             region_obligations_snapshot: self.region_obligations.borrow().len(),
782             was_in_snapshot: in_snapshot,
783             // Borrow tables "in progress" (i.e. during typeck)
784             // to ban writes from within a snapshot to them.
785             _in_progress_tables: self.in_progress_tables.map(|tables| {
786                 tables.borrow()
787             })
788         }
789     }
790
791     fn rollback_to(&self, cause: &str, snapshot: CombinedSnapshot<'a, 'tcx>) {
792         debug!("rollback_to(cause={})", cause);
793         let CombinedSnapshot { projection_cache_snapshot,
794                                type_snapshot,
795                                int_snapshot,
796                                float_snapshot,
797                                region_constraints_snapshot,
798                                region_obligations_snapshot,
799                                was_in_snapshot,
800                                _in_progress_tables } = snapshot;
801
802         self.in_snapshot.set(was_in_snapshot);
803
804         self.projection_cache
805             .borrow_mut()
806             .rollback_to(projection_cache_snapshot);
807         self.type_variables
808             .borrow_mut()
809             .rollback_to(type_snapshot);
810         self.int_unification_table
811             .borrow_mut()
812             .rollback_to(int_snapshot);
813         self.float_unification_table
814             .borrow_mut()
815             .rollback_to(float_snapshot);
816         self.region_obligations
817             .borrow_mut()
818             .truncate(region_obligations_snapshot);
819         self.borrow_region_constraints()
820             .rollback_to(region_constraints_snapshot);
821     }
822
823     fn commit_from(&self, snapshot: CombinedSnapshot<'a, 'tcx>) {
824         debug!("commit_from()");
825         let CombinedSnapshot { projection_cache_snapshot,
826                                type_snapshot,
827                                int_snapshot,
828                                float_snapshot,
829                                region_constraints_snapshot,
830                                region_obligations_snapshot: _,
831                                was_in_snapshot,
832                                _in_progress_tables } = snapshot;
833
834         self.in_snapshot.set(was_in_snapshot);
835
836         self.projection_cache
837             .borrow_mut()
838             .commit(projection_cache_snapshot);
839         self.type_variables
840             .borrow_mut()
841             .commit(type_snapshot);
842         self.int_unification_table
843             .borrow_mut()
844             .commit(int_snapshot);
845         self.float_unification_table
846             .borrow_mut()
847             .commit(float_snapshot);
848         self.borrow_region_constraints()
849             .commit(region_constraints_snapshot);
850     }
851
852     /// Execute `f` and commit the bindings
853     pub fn commit_unconditionally<R, F>(&self, f: F) -> R where
854         F: FnOnce() -> R,
855     {
856         debug!("commit()");
857         let snapshot = self.start_snapshot();
858         let r = f();
859         self.commit_from(snapshot);
860         r
861     }
862
863     /// Execute `f` and commit the bindings if closure `f` returns `Ok(_)`
864     pub fn commit_if_ok<T, E, F>(&self, f: F) -> Result<T, E> where
865         F: FnOnce(&CombinedSnapshot<'a, 'tcx>) -> Result<T, E>
866     {
867         debug!("commit_if_ok()");
868         let snapshot = self.start_snapshot();
869         let r = f(&snapshot);
870         debug!("commit_if_ok() -- r.is_ok() = {}", r.is_ok());
871         match r {
872             Ok(_) => { self.commit_from(snapshot); }
873             Err(_) => { self.rollback_to("commit_if_ok -- error", snapshot); }
874         }
875         r
876     }
877
878     // Execute `f` in a snapshot, and commit the bindings it creates
879     pub fn in_snapshot<T, F>(&self, f: F) -> T where
880         F: FnOnce(&CombinedSnapshot<'a, 'tcx>) -> T
881     {
882         debug!("in_snapshot()");
883         let snapshot = self.start_snapshot();
884         let r = f(&snapshot);
885         self.commit_from(snapshot);
886         r
887     }
888
889     /// Execute `f` then unroll any bindings it creates
890     pub fn probe<R, F>(&self, f: F) -> R where
891         F: FnOnce(&CombinedSnapshot<'a, 'tcx>) -> R,
892     {
893         debug!("probe()");
894         let snapshot = self.start_snapshot();
895         let r = f(&snapshot);
896         self.rollback_to("probe", snapshot);
897         r
898     }
899
900     pub fn add_given(&self,
901                      sub: ty::Region<'tcx>,
902                      sup: ty::RegionVid)
903     {
904         self.borrow_region_constraints().add_given(sub, sup);
905     }
906
907     pub fn can_sub<T>(&self,
908                       param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
909                       a: T,
910                       b: T)
911                       -> UnitResult<'tcx>
912         where T: at::ToTrace<'tcx>
913     {
914         let origin = &ObligationCause::dummy();
915         self.probe(|_| {
916             self.at(origin, param_env).sub(a, b).map(|InferOk { obligations: _, .. }| {
917                 // Ignore obligations, since we are unrolling
918                 // everything anyway.
919             })
920         })
921     }
922
923     pub fn can_eq<T>(&self,
924                       param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
925                       a: T,
926                       b: T)
927                       -> UnitResult<'tcx>
928         where T: at::ToTrace<'tcx>
929     {
930         let origin = &ObligationCause::dummy();
931         self.probe(|_| {
932             self.at(origin, param_env).eq(a, b).map(|InferOk { obligations: _, .. }| {
933                 // Ignore obligations, since we are unrolling
934                 // everything anyway.
935             })
936         })
937     }
938
939     pub fn sub_regions(&self,
940                        origin: SubregionOrigin<'tcx>,
941                        a: ty::Region<'tcx>,
942                        b: ty::Region<'tcx>) {
943         debug!("sub_regions({:?} <: {:?})", a, b);
944         self.borrow_region_constraints().make_subregion(origin, a, b);
945     }
946
947     pub fn subtype_predicate(&self,
948                              cause: &ObligationCause<'tcx>,
949                              param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
950                              predicate: &ty::PolySubtypePredicate<'tcx>)
951         -> Option<InferResult<'tcx, ()>>
952     {
953         // Subtle: it's ok to skip the binder here and resolve because
954         // `shallow_resolve` just ignores anything that is not a type
955         // variable, and because type variable's can't (at present, at
956         // least) capture any of the things bound by this binder.
957         //
958         // Really, there is no *particular* reason to do this
959         // `shallow_resolve` here except as a
960         // micro-optimization. Naturally I could not
961         // resist. -nmatsakis
962         let two_unbound_type_vars = {
963             let a = self.shallow_resolve(predicate.skip_binder().a);
964             let b = self.shallow_resolve(predicate.skip_binder().b);
965             a.is_ty_var() && b.is_ty_var()
966         };
967
968         if two_unbound_type_vars {
969             // Two unbound type variables? Can't make progress.
970             return None;
971         }
972
973         Some(self.commit_if_ok(|snapshot| {
974             let (ty::SubtypePredicate { a_is_expected, a, b}, skol_map) =
975                 self.skolemize_late_bound_regions(predicate, snapshot);
976
977             let cause_span = cause.span;
978             let ok = self.at(cause, param_env).sub_exp(a_is_expected, a, b)?;
979             self.leak_check(false, cause_span, &skol_map, snapshot)?;
980             self.pop_skolemized(skol_map, snapshot);
981             Ok(ok.unit())
982         }))
983     }
984
985     pub fn region_outlives_predicate(&self,
986                                      cause: &traits::ObligationCause<'tcx>,
987                                      predicate: &ty::PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>)
988         -> UnitResult<'tcx>
989     {
990         self.commit_if_ok(|snapshot| {
991             let (ty::OutlivesPredicate(r_a, r_b), skol_map) =
992                 self.skolemize_late_bound_regions(predicate, snapshot);
993             let origin =
994                 SubregionOrigin::from_obligation_cause(cause,
995                                                        || RelateRegionParamBound(cause.span));
996             self.sub_regions(origin, r_b, r_a); // `b : a` ==> `a <= b`
997             self.leak_check(false, cause.span, &skol_map, snapshot)?;
998             Ok(self.pop_skolemized(skol_map, snapshot))
999         })
1000     }
1001
1002     pub fn next_ty_var_id(&self,
1003                           universe: ty::UniverseIndex,
1004                           diverging: bool,
1005                           origin: TypeVariableOrigin)
1006                           -> TyVid {
1007         self.type_variables
1008             .borrow_mut()
1009             .new_var(universe, diverging, origin)
1010     }
1011
1012     pub fn next_ty_var(&self, universe: ty::UniverseIndex, origin: TypeVariableOrigin) -> Ty<'tcx> {
1013         self.tcx.mk_var(self.next_ty_var_id(universe, false, origin))
1014     }
1015
1016     pub fn next_diverging_ty_var(&self,
1017                                  universe: ty::UniverseIndex,
1018                                  origin: TypeVariableOrigin)
1019                                  -> Ty<'tcx> {
1020         self.tcx.mk_var(self.next_ty_var_id(universe, true, origin))
1021     }
1022
1023     pub fn next_int_var_id(&self) -> IntVid {
1024         self.int_unification_table
1025             .borrow_mut()
1026             .new_key(None)
1027     }
1028
1029     pub fn next_float_var_id(&self) -> FloatVid {
1030         self.float_unification_table
1031             .borrow_mut()
1032             .new_key(None)
1033     }
1034
1035     /// Create a fresh region variable with the next available index.
1036     ///
1037     /// # Parameters
1038     ///
1039     /// - `origin`: information about why we created this variable, for use
1040     ///   during diagnostics / error-reporting.
1041     pub fn next_region_var(&self, origin: RegionVariableOrigin)
1042                            -> ty::Region<'tcx> {
1043         self.tcx.mk_region(ty::ReVar(self.borrow_region_constraints().new_region_var(origin)))
1044     }
1045
1046     /// Number of region variables created so far.
1047     pub fn num_region_vars(&self) -> usize {
1048         self.borrow_region_constraints().var_origins().len()
1049     }
1050
1051     /// Just a convenient wrapper of `next_region_var` for using during NLL.
1052     pub fn next_nll_region_var(&self, origin: NLLRegionVariableOrigin)
1053                                -> ty::Region<'tcx> {
1054         self.next_region_var(RegionVariableOrigin::NLL(origin))
1055     }
1056
1057     /// Create a region inference variable for the given
1058     /// region parameter definition.
1059     pub fn region_var_for_def(&self,
1060                               span: Span,
1061                               def: &ty::RegionParameterDef)
1062                               -> ty::Region<'tcx> {
1063         self.next_region_var(EarlyBoundRegion(span, def.name))
1064     }
1065
1066     /// Create a type inference variable for the given
1067     /// type parameter definition. The substitutions are
1068     /// for actual parameters that may be referred to by
1069     /// the default of this type parameter, if it exists.
1070     /// E.g. `struct Foo<A, B, C = (A, B)>(...);` when
1071     /// used in a path such as `Foo::<T, U>::new()` will
1072     /// use an inference variable for `C` with `[T, U]`
1073     /// as the substitutions for the default, `(T, U)`.
1074     pub fn type_var_for_def(&self,
1075                             universe: ty::UniverseIndex,
1076                             span: Span,
1077                             def: &ty::TypeParameterDef)
1078                             -> Ty<'tcx> {
1079         let ty_var_id = self.type_variables
1080                             .borrow_mut()
1081                             .new_var(universe,
1082                                      false,
1083                                      TypeVariableOrigin::TypeParameterDefinition(span, def.name));
1084
1085         self.tcx.mk_var(ty_var_id)
1086     }
1087
1088     /// Given a set of generics defined on a type or impl, returns a substitution mapping each
1089     /// type/region parameter to a fresh inference variable.
1090     pub fn fresh_substs_for_item(&self,
1091                                  universe: ty::UniverseIndex,
1092                                  span: Span,
1093                                  def_id: DefId)
1094                                  -> &'tcx Substs<'tcx> {
1095         Substs::for_item(self.tcx, def_id, |def, _| {
1096             self.region_var_for_def(span, def)
1097         }, |def, _| {
1098             self.type_var_for_def(universe, span, def)
1099         })
1100     }
1101
1102     /// True if errors have been reported since this infcx was
1103     /// created.  This is sometimes used as a heuristic to skip
1104     /// reporting errors that often occur as a result of earlier
1105     /// errors, but where it's hard to be 100% sure (e.g., unresolved
1106     /// inference variables, regionck errors).
1107     pub fn is_tainted_by_errors(&self) -> bool {
1108         debug!("is_tainted_by_errors(err_count={}, err_count_on_creation={}, \
1109                 tainted_by_errors_flag={})",
1110                self.tcx.sess.err_count(),
1111                self.err_count_on_creation,
1112                self.tainted_by_errors_flag.get());
1113
1114         if self.tcx.sess.err_count() > self.err_count_on_creation {
1115             return true; // errors reported since this infcx was made
1116         }
1117         self.tainted_by_errors_flag.get()
1118     }
1119
1120     /// Set the "tainted by errors" flag to true. We call this when we
1121     /// observe an error from a prior pass.
1122     pub fn set_tainted_by_errors(&self) {
1123         debug!("set_tainted_by_errors()");
1124         self.tainted_by_errors_flag.set(true)
1125     }
1126
1127     /// Process the region constraints and report any errors that
1128     /// result. After this, no more unification operations should be
1129     /// done -- or the compiler will panic -- but it is legal to use
1130     /// `resolve_type_vars_if_possible` as well as `fully_resolve`.
1131     pub fn resolve_regions_and_report_errors(
1132         &self,
1133         region_context: DefId,
1134         region_map: &region::ScopeTree,
1135         outlives_env: &OutlivesEnvironment<'tcx>,
1136     ) {
1137         self.resolve_regions_and_report_errors_inner(
1138             region_context,
1139             region_map,
1140             outlives_env,
1141             false,
1142         )
1143     }
1144
1145     /// Like `resolve_regions_and_report_errors`, but skips error
1146     /// reporting if NLL is enabled.  This is used for fn bodies where
1147     /// the same error may later be reported by the NLL-based
1148     /// inference.
1149     pub fn resolve_regions_and_report_errors_unless_nll(
1150         &self,
1151         region_context: DefId,
1152         region_map: &region::ScopeTree,
1153         outlives_env: &OutlivesEnvironment<'tcx>,
1154     ) {
1155         self.resolve_regions_and_report_errors_inner(
1156             region_context,
1157             region_map,
1158             outlives_env,
1159             true,
1160         )
1161     }
1162
1163     fn resolve_regions_and_report_errors_inner(
1164         &self,
1165         region_context: DefId,
1166         region_map: &region::ScopeTree,
1167         outlives_env: &OutlivesEnvironment<'tcx>,
1168         will_later_be_reported_by_nll: bool,
1169     ) {
1170         assert!(self.is_tainted_by_errors() || self.region_obligations.borrow().is_empty(),
1171                 "region_obligations not empty: {:#?}",
1172                 self.region_obligations.borrow());
1173
1174         let region_rels = &RegionRelations::new(self.tcx,
1175                                                 region_context,
1176                                                 region_map,
1177                                                 outlives_env.free_region_map());
1178         let (var_origins, data) = self.region_constraints.borrow_mut()
1179                                                          .take()
1180                                                          .expect("regions already resolved")
1181                                                          .into_origins_and_data();
1182         let (lexical_region_resolutions, errors) =
1183             lexical_region_resolve::resolve(region_rels, var_origins, data);
1184
1185         let old_value = self.lexical_region_resolutions.replace(Some(lexical_region_resolutions));
1186         assert!(old_value.is_none());
1187
1188         if !self.is_tainted_by_errors() {
1189             // As a heuristic, just skip reporting region errors
1190             // altogether if other errors have been reported while
1191             // this infcx was in use.  This is totally hokey but
1192             // otherwise we have a hard time separating legit region
1193             // errors from silly ones.
1194             self.report_region_errors(region_map, &errors, will_later_be_reported_by_nll);
1195         }
1196     }
1197
1198     /// Obtains (and clears) the current set of region
1199     /// constraints. The inference context is still usable: further
1200     /// unifications will simply add new constraints.
1201     ///
1202     /// This method is not meant to be used with normal lexical region
1203     /// resolution. Rather, it is used in the NLL mode as a kind of
1204     /// interim hack: basically we run normal type-check and generate
1205     /// region constraints as normal, but then we take them and
1206     /// translate them into the form that the NLL solver
1207     /// understands. See the NLL module for mode details.
1208     pub fn take_and_reset_region_constraints(&self) -> RegionConstraintData<'tcx> {
1209         assert!(self.region_obligations.borrow().is_empty(),
1210                 "region_obligations not empty: {:#?}",
1211                 self.region_obligations.borrow());
1212
1213         self.borrow_region_constraints().take_and_reset_data()
1214     }
1215
1216     /// Takes ownership of the list of variable regions. This implies
1217     /// that all the region constriants have already been taken, and
1218     /// hence that `resolve_regions_and_report_errors` can never be
1219     /// called. This is used only during NLL processing to "hand off" ownership
1220     /// of the set of region vairables into the NLL region context.
1221     pub fn take_region_var_origins(&self) -> VarOrigins {
1222         let (var_origins, data) = self.region_constraints.borrow_mut()
1223                                                          .take()
1224                                                          .expect("regions already resolved")
1225                                                          .into_origins_and_data();
1226         assert!(data.is_empty());
1227         var_origins
1228     }
1229
1230     pub fn ty_to_string(&self, t: Ty<'tcx>) -> String {
1231         self.resolve_type_vars_if_possible(&t).to_string()
1232     }
1233
1234     pub fn tys_to_string(&self, ts: &[Ty<'tcx>]) -> String {
1235         let tstrs: Vec<String> = ts.iter().map(|t| self.ty_to_string(*t)).collect();
1236         format!("({})", tstrs.join(", "))
1237     }
1238
1239     pub fn trait_ref_to_string(&self, t: &ty::TraitRef<'tcx>) -> String {
1240         self.resolve_type_vars_if_possible(t).to_string()
1241     }
1242
1243     pub fn shallow_resolve(&self, typ: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1244         match typ.sty {
1245             ty::TyInfer(ty::TyVar(v)) => {
1246                 // Not entirely obvious: if `typ` is a type variable,
1247                 // it can be resolved to an int/float variable, which
1248                 // can then be recursively resolved, hence the
1249                 // recursion. Note though that we prevent type
1250                 // variables from unifyxing to other type variables
1251                 // directly (though they may be embedded
1252                 // structurally), and we prevent cycles in any case,
1253                 // so this recursion should always be of very limited
1254                 // depth.
1255                 self.type_variables.borrow_mut()
1256                                    .probe(v)
1257                                    .known()
1258                                    .map(|t| self.shallow_resolve(t))
1259                                    .unwrap_or(typ)
1260             }
1261
1262             ty::TyInfer(ty::IntVar(v)) => {
1263                 self.int_unification_table
1264                     .borrow_mut()
1265                     .probe_value(v)
1266                     .map(|v| v.to_type(self.tcx))
1267                     .unwrap_or(typ)
1268             }
1269
1270             ty::TyInfer(ty::FloatVar(v)) => {
1271                 self.float_unification_table
1272                     .borrow_mut()
1273                     .probe_value(v)
1274                     .map(|v| v.to_type(self.tcx))
1275                     .unwrap_or(typ)
1276             }
1277
1278             _ => {
1279                 typ
1280             }
1281         }
1282     }
1283
1284     pub fn resolve_type_vars_if_possible<T>(&self, value: &T) -> T
1285         where T: TypeFoldable<'tcx>
1286     {
1287         /*!
1288          * Where possible, replaces type/int/float variables in
1289          * `value` with their final value. Note that region variables
1290          * are unaffected. If a type variable has not been unified, it
1291          * is left as is.  This is an idempotent operation that does
1292          * not affect inference state in any way and so you can do it
1293          * at will.
1294          */
1295
1296         if !value.needs_infer() {
1297             return value.clone(); // avoid duplicated subst-folding
1298         }
1299         let mut r = resolve::OpportunisticTypeResolver::new(self);
1300         value.fold_with(&mut r)
1301     }
1302
1303     /// Returns true if `T` contains unresolved type variables. In the
1304     /// process of visiting `T`, this will resolve (where possible)
1305     /// type variables in `T`, but it never constructs the final,
1306     /// resolved type, so it's more efficient than
1307     /// `resolve_type_vars_if_possible()`.
1308     pub fn any_unresolved_type_vars<T>(&self, value: &T) -> bool
1309         where T: TypeFoldable<'tcx>
1310     {
1311         let mut r = resolve::UnresolvedTypeFinder::new(self);
1312         value.visit_with(&mut r)
1313     }
1314
1315     pub fn resolve_type_and_region_vars_if_possible<T>(&self, value: &T) -> T
1316         where T: TypeFoldable<'tcx>
1317     {
1318         let mut r = resolve::OpportunisticTypeAndRegionResolver::new(self);
1319         value.fold_with(&mut r)
1320     }
1321
1322     pub fn fully_resolve<T:TypeFoldable<'tcx>>(&self, value: &T) -> FixupResult<T> {
1323         /*!
1324          * Attempts to resolve all type/region variables in
1325          * `value`. Region inference must have been run already (e.g.,
1326          * by calling `resolve_regions_and_report_errors`).  If some
1327          * variable was never unified, an `Err` results.
1328          *
1329          * This method is idempotent, but it not typically not invoked
1330          * except during the writeback phase.
1331          */
1332
1333         resolve::fully_resolve(self, value)
1334     }
1335
1336     // [Note-Type-error-reporting]
1337     // An invariant is that anytime the expected or actual type is TyError (the special
1338     // error type, meaning that an error occurred when typechecking this expression),
1339     // this is a derived error. The error cascaded from another error (that was already
1340     // reported), so it's not useful to display it to the user.
1341     // The following methods implement this logic.
1342     // They check if either the actual or expected type is TyError, and don't print the error
1343     // in this case. The typechecker should only ever report type errors involving mismatched
1344     // types using one of these methods, and should not call span_err directly for such
1345     // errors.
1346
1347     pub fn type_error_struct_with_diag<M>(&self,
1348                                           sp: Span,
1349                                           mk_diag: M,
1350                                           actual_ty: Ty<'tcx>)
1351                                           -> DiagnosticBuilder<'tcx>
1352         where M: FnOnce(String) -> DiagnosticBuilder<'tcx>,
1353     {
1354         let actual_ty = self.resolve_type_vars_if_possible(&actual_ty);
1355         debug!("type_error_struct_with_diag({:?}, {:?})", sp, actual_ty);
1356
1357         // Don't report an error if actual type is TyError.
1358         if actual_ty.references_error() {
1359             return self.tcx.sess.diagnostic().struct_dummy();
1360         }
1361
1362         mk_diag(self.ty_to_string(actual_ty))
1363     }
1364
1365     pub fn report_mismatched_types(&self,
1366                                    cause: &ObligationCause<'tcx>,
1367                                    expected: Ty<'tcx>,
1368                                    actual: Ty<'tcx>,
1369                                    err: TypeError<'tcx>)
1370                                    -> DiagnosticBuilder<'tcx> {
1371         let trace = TypeTrace::types(cause, true, expected, actual);
1372         self.report_and_explain_type_error(trace, &err)
1373     }
1374
1375     pub fn replace_late_bound_regions_with_fresh_var<T>(
1376         &self,
1377         span: Span,
1378         lbrct: LateBoundRegionConversionTime,
1379         value: &ty::Binder<T>)
1380         -> (T, BTreeMap<ty::BoundRegion, ty::Region<'tcx>>)
1381         where T : TypeFoldable<'tcx>
1382     {
1383         self.tcx.replace_late_bound_regions(
1384             value,
1385             |br| self.next_region_var(LateBoundRegion(span, br, lbrct)))
1386     }
1387
1388     /// Given a higher-ranked projection predicate like:
1389     ///
1390     ///     for<'a> <T as Fn<&'a u32>>::Output = &'a u32
1391     ///
1392     /// and a target trait-ref like:
1393     ///
1394     ///     <T as Fn<&'x u32>>
1395     ///
1396     /// find a substitution `S` for the higher-ranked regions (here,
1397     /// `['a => 'x]`) such that the predicate matches the trait-ref,
1398     /// and then return the value (here, `&'a u32`) but with the
1399     /// substitution applied (hence, `&'x u32`).
1400     ///
1401     /// See `higher_ranked_match` in `higher_ranked/mod.rs` for more
1402     /// details.
1403     pub fn match_poly_projection_predicate(&self,
1404                                            cause: ObligationCause<'tcx>,
1405                                            param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
1406                                            match_a: ty::PolyProjectionPredicate<'tcx>,
1407                                            match_b: ty::TraitRef<'tcx>)
1408                                            -> InferResult<'tcx, HrMatchResult<Ty<'tcx>>>
1409     {
1410         let match_pair = match_a.map_bound(|p| (p.projection_ty.trait_ref(self.tcx), p.ty));
1411         let trace = TypeTrace {
1412             cause,
1413             values: TraitRefs(ExpectedFound::new(true, match_pair.skip_binder().0, match_b))
1414         };
1415
1416         let mut combine = self.combine_fields(trace, param_env);
1417         let result = combine.higher_ranked_match(&match_pair, &match_b, true)?;
1418         Ok(InferOk { value: result, obligations: combine.obligations })
1419     }
1420
1421     /// See `verify_generic_bound` method in `region_constraints`
1422     pub fn verify_generic_bound(&self,
1423                                 origin: SubregionOrigin<'tcx>,
1424                                 kind: GenericKind<'tcx>,
1425                                 a: ty::Region<'tcx>,
1426                                 bound: VerifyBound<'tcx>) {
1427         debug!("verify_generic_bound({:?}, {:?} <: {:?})",
1428                kind,
1429                a,
1430                bound);
1431
1432         self.borrow_region_constraints().verify_generic_bound(origin, kind, a, bound);
1433     }
1434
1435     pub fn type_moves_by_default(&self,
1436                                  param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
1437                                  ty: Ty<'tcx>,
1438                                  span: Span)
1439                                  -> bool {
1440         let ty = self.resolve_type_vars_if_possible(&ty);
1441         // Even if the type may have no inference variables, during
1442         // type-checking closure types are in local tables only.
1443         if !self.in_progress_tables.is_some() || !ty.has_closure_types() {
1444             if let Some((param_env, ty)) = self.tcx.lift_to_global(&(param_env, ty)) {
1445                 return ty.moves_by_default(self.tcx.global_tcx(), param_env, span);
1446             }
1447         }
1448
1449         let copy_def_id = self.tcx.require_lang_item(lang_items::CopyTraitLangItem);
1450
1451         // this can get called from typeck (by euv), and moves_by_default
1452         // rightly refuses to work with inference variables, but
1453         // moves_by_default has a cache, which we want to use in other
1454         // cases.
1455         !traits::type_known_to_meet_bound(self, param_env, ty, copy_def_id, span)
1456     }
1457
1458     /// Obtains the latest type of the given closure; this may be a
1459     /// closure in the current function, in which case its
1460     /// `ClosureKind` may not yet be known.
1461     pub fn closure_kind(&self,
1462                         closure_def_id: DefId,
1463                         closure_substs: ty::ClosureSubsts<'tcx>)
1464                         -> Option<ty::ClosureKind>
1465     {
1466         let closure_kind_ty = closure_substs.closure_kind_ty(closure_def_id, self.tcx);
1467         let closure_kind_ty = self.shallow_resolve(&closure_kind_ty);
1468         closure_kind_ty.to_opt_closure_kind()
1469     }
1470
1471     /// Obtain the signature of a closure.  For closures, unlike
1472     /// `tcx.fn_sig(def_id)`, this method will work during the
1473     /// type-checking of the enclosing function and return the closure
1474     /// signature in its partially inferred state.
1475     pub fn closure_sig(
1476         &self,
1477         def_id: DefId,
1478         substs: ty::ClosureSubsts<'tcx>
1479     ) -> ty::PolyFnSig<'tcx> {
1480         let closure_sig_ty = substs.closure_sig_ty(def_id, self.tcx);
1481         let closure_sig_ty = self.shallow_resolve(&closure_sig_ty);
1482         closure_sig_ty.fn_sig(self.tcx)
1483     }
1484
1485     /// Normalizes associated types in `value`, potentially returning
1486     /// new obligations that must further be processed.
1487     pub fn partially_normalize_associated_types_in<T>(&self,
1488                                                       span: Span,
1489                                                       body_id: ast::NodeId,
1490                                                       param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
1491                                                       value: &T)
1492                                                       -> InferOk<'tcx, T>
1493         where T : TypeFoldable<'tcx>
1494     {
1495         debug!("partially_normalize_associated_types_in(value={:?})", value);
1496         let mut selcx = traits::SelectionContext::new(self);
1497         let cause = ObligationCause::misc(span, body_id);
1498         let traits::Normalized { value, obligations } =
1499             traits::normalize(&mut selcx, param_env, cause, value);
1500         debug!("partially_normalize_associated_types_in: result={:?} predicates={:?}",
1501             value,
1502             obligations);
1503         InferOk { value, obligations }
1504     }
1505
1506     pub fn borrow_region_constraints(&self) -> RefMut<'_, RegionConstraintCollector<'tcx>> {
1507         RefMut::map(
1508             self.region_constraints.borrow_mut(),
1509             |c| c.as_mut().expect("region constraints already solved"))
1510     }
1511
1512     /// Clears the selection, evaluation, and projection cachesThis is useful when
1513     /// repeatedly attemping to select an Obligation while changing only
1514     /// its ParamEnv, since FulfillmentContext doesn't use 'probe'
1515     pub fn clear_caches(&self) {
1516         self.selection_cache.clear();
1517         self.evaluation_cache.clear();
1518         self.projection_cache.borrow_mut().clear();
1519     }
1520 }
1521
1522 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TypeTrace<'tcx> {
1523     pub fn span(&self) -> Span {
1524         self.cause.span
1525     }
1526
1527     pub fn types(cause: &ObligationCause<'tcx>,
1528                  a_is_expected: bool,
1529                  a: Ty<'tcx>,
1530                  b: Ty<'tcx>)
1531                  -> TypeTrace<'tcx> {
1532         TypeTrace {
1533             cause: cause.clone(),
1534             values: Types(ExpectedFound::new(a_is_expected, a, b))
1535         }
1536     }
1537
1538     pub fn dummy(tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> TypeTrace<'tcx> {
1539         TypeTrace {
1540             cause: ObligationCause::dummy(),
1541             values: Types(ExpectedFound {
1542                 expected: tcx.types.err,
1543                 found: tcx.types.err,
1544             })
1545         }
1546     }
1547 }
1548
1549 impl<'tcx> fmt::Debug for TypeTrace<'tcx> {
1550     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1551         write!(f, "TypeTrace({:?})", self.cause)
1552     }
1553 }
1554
1555 impl<'tcx> SubregionOrigin<'tcx> {
1556     pub fn span(&self) -> Span {
1557         match *self {
1558             Subtype(ref a) => a.span(),
1559             InfStackClosure(a) => a,
1560             InvokeClosure(a) => a,
1561             DerefPointer(a) => a,
1562             FreeVariable(a, _) => a,
1563             IndexSlice(a) => a,
1564             RelateObjectBound(a) => a,
1565             RelateParamBound(a, _) => a,
1566             RelateRegionParamBound(a) => a,
1567             RelateDefaultParamBound(a, _) => a,
1568             Reborrow(a) => a,
1569             ReborrowUpvar(a, _) => a,
1570             DataBorrowed(_, a) => a,
1571             ReferenceOutlivesReferent(_, a) => a,
1572             ParameterInScope(_, a) => a,
1573             ExprTypeIsNotInScope(_, a) => a,
1574             BindingTypeIsNotValidAtDecl(a) => a,
1575             CallRcvr(a) => a,
1576             CallArg(a) => a,
1577             CallReturn(a) => a,
1578             Operand(a) => a,
1579             AddrOf(a) => a,
1580             AutoBorrow(a) => a,
1581             SafeDestructor(a) => a,
1582             CompareImplMethodObligation { span, .. } => span,
1583         }
1584     }
1585
1586     pub fn from_obligation_cause<F>(cause: &traits::ObligationCause<'tcx>,
1587                                     default: F)
1588                                     -> Self
1589         where F: FnOnce() -> Self
1590     {
1591         match cause.code {
1592             traits::ObligationCauseCode::ReferenceOutlivesReferent(ref_type) =>
1593                 SubregionOrigin::ReferenceOutlivesReferent(ref_type, cause.span),
1594
1595             traits::ObligationCauseCode::CompareImplMethodObligation { item_name,
1596                                                                        impl_item_def_id,
1597                                                                        trait_item_def_id, } =>
1598                 SubregionOrigin::CompareImplMethodObligation {
1599                     span: cause.span,
1600                     item_name,
1601                     impl_item_def_id,
1602                     trait_item_def_id,
1603                 },
1604
1605             _ => default(),
1606         }
1607     }
1608 }
1609
1610 impl RegionVariableOrigin {
1611     pub fn span(&self) -> Span {
1612         match *self {
1613             MiscVariable(a) => a,
1614             PatternRegion(a) => a,
1615             AddrOfRegion(a) => a,
1616             Autoref(a) => a,
1617             Coercion(a) => a,
1618             EarlyBoundRegion(a, ..) => a,
1619             LateBoundRegion(a, ..) => a,
1620             BoundRegionInCoherence(_) => syntax_pos::DUMMY_SP,
1621             UpvarRegion(_, a) => a,
1622             NLL(..) => bug!("NLL variable used with `span`"),
1623         }
1624     }
1625 }
1626
1627 EnumTypeFoldableImpl! {
1628     impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ValuePairs<'tcx> {
1629         (ValuePairs::Types)(a),
1630         (ValuePairs::Regions)(a),
1631         (ValuePairs::TraitRefs)(a),
1632         (ValuePairs::PolyTraitRefs)(a),
1633     }
1634 }
1635
1636 impl<'tcx> fmt::Debug for RegionObligation<'tcx> {
1637     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1638         write!(f, "RegionObligation(sub_region={:?}, sup_type={:?})",
1639                self.sub_region,
1640                self.sup_type)
1641     }
1642 }
1643