]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_mir/borrow_check/nll/region_infer/mod.rs
Distinguish between placeholder kinds
[rust.git] / src / librustc_mir / borrow_check / nll / region_infer / mod.rs
1 // Copyright 2017 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 use super::universal_regions::UniversalRegions;
12 use borrow_check::nll::constraints::graph::NormalConstraintGraph;
13 use borrow_check::nll::constraints::{ConstraintSccIndex, ConstraintSet, OutlivesConstraint};
14 use borrow_check::nll::region_infer::values::{PlaceholderIndices, RegionElement, ToElementIndex};
15 use borrow_check::nll::type_check::free_region_relations::UniversalRegionRelations;
16 use borrow_check::nll::type_check::Locations;
17 use rustc::hir::def_id::DefId;
18 use rustc::infer::canonical::QueryRegionConstraint;
19 use rustc::infer::region_constraints::{GenericKind, VarInfos, VerifyBound};
20 use rustc::infer::{InferCtxt, NLLRegionVariableOrigin, RegionVariableOrigin};
21 use rustc::mir::{
22     ClosureOutlivesRequirement, ClosureOutlivesSubject, ClosureRegionRequirements,
23     ConstraintCategory, Local, Location, Mir,
24 };
25 use rustc::ty::{self, RegionVid, Ty, TyCtxt, TypeFoldable};
26 use rustc::util::common;
27 use rustc_data_structures::bit_set::BitSet;
28 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
29 use rustc_data_structures::graph::scc::Sccs;
30 use rustc_data_structures::indexed_vec::IndexVec;
31 use rustc_errors::{Diagnostic, DiagnosticBuilder};
32 use syntax_pos::Span;
33
34 use std::rc::Rc;
35
36 mod dump_mir;
37 mod error_reporting;
38 crate use self::error_reporting::{RegionName, RegionNameSource};
39 mod graphviz;
40 pub mod values;
41 use self::values::{LivenessValues, RegionValueElements, RegionValues};
42
43 use super::ToRegionVid;
44
45 pub struct RegionInferenceContext<'tcx> {
46     /// Contains the definition for every region variable.  Region
47     /// variables are identified by their index (`RegionVid`). The
48     /// definition contains information about where the region came
49     /// from as well as its final inferred value.
50     definitions: IndexVec<RegionVid, RegionDefinition<'tcx>>,
51
52     /// The liveness constraints added to each region. For most
53     /// regions, these start out empty and steadily grow, though for
54     /// each universally quantified region R they start out containing
55     /// the entire CFG and `end(R)`.
56     liveness_constraints: LivenessValues<RegionVid>,
57
58     /// The outlives constraints computed by the type-check.
59     constraints: Rc<ConstraintSet>,
60
61     /// The constraint-set, but in graph form, making it easy to traverse
62     /// the constraints adjacent to a particular region. Used to construct
63     /// the SCC (see `constraint_sccs`) and for error reporting.
64     constraint_graph: Rc<NormalConstraintGraph>,
65
66     /// The SCC computed from `constraints` and the constraint graph. Used to
67     /// compute the values of each region.
68     constraint_sccs: Rc<Sccs<RegionVid, ConstraintSccIndex>>,
69
70     /// Map closure bounds to a `Span` that should be used for error reporting.
71     closure_bounds_mapping:
72         FxHashMap<Location, FxHashMap<(RegionVid, RegionVid), (ConstraintCategory, Span)>>,
73
74     /// Contains the minimum universe of any variable within the same
75     /// SCC. We will ensure that no SCC contains values that are not
76     /// visible from this index.
77     scc_universes: IndexVec<ConstraintSccIndex, ty::UniverseIndex>,
78
79     /// Contains a "representative" from each SCC. This will be the
80     /// minimal RegionVid belonging to that universe. It is used as a
81     /// kind of hacky way to manage checking outlives relationships,
82     /// since we can 'canonicalize' each region to the representative
83     /// of its SCC and be sure that -- if they have the same repr --
84     /// they *must* be equal (though not having the same repr does not
85     /// mean they are unequal).
86     scc_representatives: IndexVec<ConstraintSccIndex, ty::RegionVid>,
87
88     /// The final inferred values of the region variables; we compute
89     /// one value per SCC. To get the value for any given *region*,
90     /// you first find which scc it is a part of.
91     scc_values: RegionValues<ConstraintSccIndex>,
92
93     /// Type constraints that we check after solving.
94     type_tests: Vec<TypeTest<'tcx>>,
95
96     /// Information about the universally quantified regions in scope
97     /// on this function.
98     universal_regions: Rc<UniversalRegions<'tcx>>,
99
100     /// Information about how the universally quantified regions in
101     /// scope on this function relate to one another.
102     universal_region_relations: Rc<UniversalRegionRelations<'tcx>>,
103 }
104
105 struct RegionDefinition<'tcx> {
106     /// What kind of variable is this -- a free region? existential
107     /// variable? etc. (See the `NLLRegionVariableOrigin` for more
108     /// info.)
109     origin: NLLRegionVariableOrigin,
110
111     /// Which universe is this region variable defined in? This is
112     /// most often `ty::UniverseIndex::ROOT`, but when we encounter
113     /// forall-quantifiers like `for<'a> { 'a = 'b }`, we would create
114     /// the variable for `'a` in a fresh universe that extends ROOT.
115     universe: ty::UniverseIndex,
116
117     /// If this is 'static or an early-bound region, then this is
118     /// `Some(X)` where `X` is the name of the region.
119     external_name: Option<ty::Region<'tcx>>,
120 }
121
122 /// NB: The variants in `Cause` are intentionally ordered. Lower
123 /// values are preferred when it comes to error messages. Do not
124 /// reorder willy nilly.
125 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq)]
126 pub(crate) enum Cause {
127     /// point inserted because Local was live at the given Location
128     LiveVar(Local, Location),
129
130     /// point inserted because Local was dropped at the given Location
131     DropVar(Local, Location),
132 }
133
134 /// A "type test" corresponds to an outlives constraint between a type
135 /// and a lifetime, like `T: 'x` or `<T as Foo>::Bar: 'x`.  They are
136 /// translated from the `Verify` region constraints in the ordinary
137 /// inference context.
138 ///
139 /// These sorts of constraints are handled differently than ordinary
140 /// constraints, at least at present. During type checking, the
141 /// `InferCtxt::process_registered_region_obligations` method will
142 /// attempt to convert a type test like `T: 'x` into an ordinary
143 /// outlives constraint when possible (for example, `&'a T: 'b` will
144 /// be converted into `'a: 'b` and registered as a `Constraint`).
145 ///
146 /// In some cases, however, there are outlives relationships that are
147 /// not converted into a region constraint, but rather into one of
148 /// these "type tests".  The distinction is that a type test does not
149 /// influence the inference result, but instead just examines the
150 /// values that we ultimately inferred for each region variable and
151 /// checks that they meet certain extra criteria.  If not, an error
152 /// can be issued.
153 ///
154 /// One reason for this is that these type tests typically boil down
155 /// to a check like `'a: 'x` where `'a` is a universally quantified
156 /// region -- and therefore not one whose value is really meant to be
157 /// *inferred*, precisely (this is not always the case: one can have a
158 /// type test like `<Foo as Trait<'?0>>::Bar: 'x`, where `'?0` is an
159 /// inference variable). Another reason is that these type tests can
160 /// involve *disjunction* -- that is, they can be satisfied in more
161 /// than one way.
162 ///
163 /// For more information about this translation, see
164 /// `InferCtxt::process_registered_region_obligations` and
165 /// `InferCtxt::type_must_outlive` in `rustc::infer::outlives`.
166 #[derive(Clone, Debug)]
167 pub struct TypeTest<'tcx> {
168     /// The type `T` that must outlive the region.
169     pub generic_kind: GenericKind<'tcx>,
170
171     /// The region `'x` that the type must outlive.
172     pub lower_bound: RegionVid,
173
174     /// Where did this constraint arise and why?
175     pub locations: Locations,
176
177     /// A test which, if met by the region `'x`, proves that this type
178     /// constraint is satisfied.
179     pub verify_bound: VerifyBound<'tcx>,
180 }
181
182 impl<'tcx> RegionInferenceContext<'tcx> {
183     /// Creates a new region inference context with a total of
184     /// `num_region_variables` valid inference variables; the first N
185     /// of those will be constant regions representing the free
186     /// regions defined in `universal_regions`.
187     ///
188     /// The `outlives_constraints` and `type_tests` are an initial set
189     /// of constraints produced by the MIR type check.
190     pub(crate) fn new(
191         var_infos: VarInfos,
192         universal_regions: Rc<UniversalRegions<'tcx>>,
193         placeholder_indices: Rc<PlaceholderIndices>,
194         universal_region_relations: Rc<UniversalRegionRelations<'tcx>>,
195         _mir: &Mir<'tcx>,
196         outlives_constraints: ConstraintSet,
197         closure_bounds_mapping: FxHashMap<
198             Location,
199             FxHashMap<(RegionVid, RegionVid), (ConstraintCategory, Span)>,
200         >,
201         type_tests: Vec<TypeTest<'tcx>>,
202         liveness_constraints: LivenessValues<RegionVid>,
203         elements: &Rc<RegionValueElements>,
204     ) -> Self {
205         // Create a RegionDefinition for each inference variable.
206         let definitions: IndexVec<_, _> = var_infos
207             .into_iter()
208             .map(|info| RegionDefinition::new(info.universe, info.origin))
209             .collect();
210
211         let constraints = Rc::new(outlives_constraints); // freeze constraints
212         let constraint_graph = Rc::new(constraints.graph(definitions.len()));
213         let fr_static = universal_regions.fr_static;
214         let constraint_sccs = Rc::new(constraints.compute_sccs(&constraint_graph, fr_static));
215
216         let mut scc_values =
217             RegionValues::new(elements, universal_regions.len(), &placeholder_indices);
218
219         for region in liveness_constraints.rows() {
220             let scc = constraint_sccs.scc(region);
221             scc_values.merge_liveness(scc, region, &liveness_constraints);
222         }
223
224         let scc_universes = Self::compute_scc_universes(&constraint_sccs, &definitions);
225
226         let scc_representatives = Self::compute_scc_representatives(&constraint_sccs, &definitions);
227
228         let mut result = Self {
229             definitions,
230             liveness_constraints,
231             constraints,
232             constraint_graph,
233             constraint_sccs,
234             closure_bounds_mapping,
235             scc_universes,
236             scc_representatives,
237             scc_values,
238             type_tests,
239             universal_regions,
240             universal_region_relations,
241         };
242
243         result.init_free_and_bound_regions();
244
245         result
246     }
247
248     /// Each SCC is the combination of many region variables which
249     /// have been equated. Therefore, we can associate a universe with
250     /// each SCC which is minimum of all the universes of its
251     /// constituent regions -- this is because whatever value the SCC
252     /// takes on must be a value that each of the regions within the
253     /// SCC could have as well. This implies that the SCC must have
254     /// the minimum, or narrowest, universe.
255     fn compute_scc_universes(
256         constraints_scc: &Sccs<RegionVid, ConstraintSccIndex>,
257         definitions: &IndexVec<RegionVid, RegionDefinition<'tcx>>,
258     ) -> IndexVec<ConstraintSccIndex, ty::UniverseIndex> {
259         let num_sccs = constraints_scc.num_sccs();
260         let mut scc_universes = IndexVec::from_elem_n(ty::UniverseIndex::MAX, num_sccs);
261
262         for (region_vid, region_definition) in definitions.iter_enumerated() {
263             let scc = constraints_scc.scc(region_vid);
264             let scc_universe = &mut scc_universes[scc];
265             *scc_universe = ::std::cmp::min(*scc_universe, region_definition.universe);
266         }
267
268         debug!("compute_scc_universes: scc_universe = {:#?}", scc_universes);
269
270         scc_universes
271     }
272
273     /// For each SCC, we compute a unique `RegionVid` (in fact, the
274     /// minimal one that belongs to the SCC). See
275     /// `scc_representatives` field of `RegionInferenceContext` for
276     /// more details.
277     fn compute_scc_representatives(
278         constraints_scc: &Sccs<RegionVid, ConstraintSccIndex>,
279         definitions: &IndexVec<RegionVid, RegionDefinition<'tcx>>,
280     ) -> IndexVec<ConstraintSccIndex, ty::RegionVid> {
281         let num_sccs = constraints_scc.num_sccs();
282         let next_region_vid = definitions.next_index();
283         let mut scc_representatives = IndexVec::from_elem_n(next_region_vid, num_sccs);
284
285         for region_vid in definitions.indices() {
286             let scc = constraints_scc.scc(region_vid);
287             let prev_min = scc_representatives[scc];
288             scc_representatives[scc] = region_vid.min(prev_min);
289         }
290
291         scc_representatives
292     }
293
294     /// Initializes the region variables for each universally
295     /// quantified region (lifetime parameter). The first N variables
296     /// always correspond to the regions appearing in the function
297     /// signature (both named and anonymous) and where clauses. This
298     /// function iterates over those regions and initializes them with
299     /// minimum values.
300     ///
301     /// For example:
302     ///
303     ///     fn foo<'a, 'b>(..) where 'a: 'b
304     ///
305     /// would initialize two variables like so:
306     ///
307     ///     R0 = { CFG, R0 } // 'a
308     ///     R1 = { CFG, R0, R1 } // 'b
309     ///
310     /// Here, R0 represents `'a`, and it contains (a) the entire CFG
311     /// and (b) any universally quantified regions that it outlives,
312     /// which in this case is just itself. R1 (`'b`) in contrast also
313     /// outlives `'a` and hence contains R0 and R1.
314     fn init_free_and_bound_regions(&mut self) {
315         // Update the names (if any)
316         for (external_name, variable) in self.universal_regions.named_universal_regions() {
317             debug!(
318                 "init_universal_regions: region {:?} has external name {:?}",
319                 variable, external_name
320             );
321             self.definitions[variable].external_name = Some(external_name);
322         }
323
324         for variable in self.definitions.indices() {
325             let scc = self.constraint_sccs.scc(variable);
326
327             match self.definitions[variable].origin {
328                 NLLRegionVariableOrigin::FreeRegion => {
329                     // For each free, universally quantified region X:
330
331                     // Add all nodes in the CFG to liveness constraints
332                     self.liveness_constraints.add_all_points(variable);
333                     self.scc_values.add_all_points(scc);
334
335                     // Add `end(X)` into the set for X.
336                     self.scc_values.add_element(scc, variable);
337                 }
338
339                 NLLRegionVariableOrigin::Placeholder(placeholder) => {
340                     // Each placeholder region is only visible from
341                     // its universe `ui` and its extensions. So we
342                     // can't just add it into `scc` unless the
343                     // universe of the scc can name this region.
344                     let scc_universe = self.scc_universes[scc];
345                     if scc_universe.can_name(placeholder.universe) {
346                         self.scc_values.add_element(scc, placeholder);
347                     } else {
348                         debug!(
349                             "init_free_and_bound_regions: placeholder {:?} is \
350                              not compatible with universe {:?} of its SCC {:?}",
351                             placeholder,
352                             scc_universe,
353                             scc,
354                         );
355                         self.add_incompatible_universe(scc);
356                     }
357                 }
358
359                 NLLRegionVariableOrigin::Existential => {
360                     // For existential, regions, nothing to do.
361                 }
362             }
363         }
364     }
365
366     /// Returns an iterator over all the region indices.
367     pub fn regions(&self) -> impl Iterator<Item = RegionVid> {
368         self.definitions.indices()
369     }
370
371     /// Given a universal region in scope on the MIR, returns the
372     /// corresponding index.
373     ///
374     /// (Panics if `r` is not a registered universal region.)
375     pub fn to_region_vid(&self, r: ty::Region<'tcx>) -> RegionVid {
376         self.universal_regions.to_region_vid(r)
377     }
378
379     /// Add annotations for `#[rustc_regions]`; see `UniversalRegions::annotate`.
380     crate fn annotate(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>, err: &mut DiagnosticBuilder<'_>) {
381         self.universal_regions.annotate(tcx, err)
382     }
383
384     /// Returns true if the region `r` contains the point `p`.
385     ///
386     /// Panics if called before `solve()` executes,
387     crate fn region_contains(&self, r: impl ToRegionVid, p: impl ToElementIndex) -> bool {
388         let scc = self.constraint_sccs.scc(r.to_region_vid());
389         self.scc_values.contains(scc, p)
390     }
391
392     /// Returns access to the value of `r` for debugging purposes.
393     crate fn region_value_str(&self, r: RegionVid) -> String {
394         let scc = self.constraint_sccs.scc(r.to_region_vid());
395         self.scc_values.region_value_str(scc)
396     }
397
398     /// Returns access to the value of `r` for debugging purposes.
399     crate fn region_universe(&self, r: RegionVid) -> ty::UniverseIndex {
400         let scc = self.constraint_sccs.scc(r.to_region_vid());
401         self.scc_universes[scc]
402     }
403
404     /// Perform region inference and report errors if we see any
405     /// unsatisfiable constraints. If this is a closure, returns the
406     /// region requirements to propagate to our creator, if any.
407     pub(super) fn solve<'gcx>(
408         &mut self,
409         infcx: &InferCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
410         mir: &Mir<'tcx>,
411         mir_def_id: DefId,
412         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
413     ) -> Option<ClosureRegionRequirements<'gcx>> {
414         common::time(
415             infcx.tcx.sess,
416             &format!("solve_nll_region_constraints({:?})", mir_def_id),
417             || self.solve_inner(infcx, mir, mir_def_id, errors_buffer),
418         )
419     }
420
421     fn solve_inner<'gcx>(
422         &mut self,
423         infcx: &InferCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
424         mir: &Mir<'tcx>,
425         mir_def_id: DefId,
426         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
427     ) -> Option<ClosureRegionRequirements<'gcx>> {
428         self.propagate_constraints(mir);
429
430         // If this is a closure, we can propagate unsatisfied
431         // `outlives_requirements` to our creator, so create a vector
432         // to store those. Otherwise, we'll pass in `None` to the
433         // functions below, which will trigger them to report errors
434         // eagerly.
435         let mut outlives_requirements = if infcx.tcx.is_closure(mir_def_id) {
436             Some(vec![])
437         } else {
438             None
439         };
440
441         self.check_type_tests(
442             infcx,
443             mir,
444             mir_def_id,
445             outlives_requirements.as_mut(),
446             errors_buffer,
447         );
448
449         self.check_universal_regions(
450             infcx,
451             mir,
452             mir_def_id,
453             outlives_requirements.as_mut(),
454             errors_buffer,
455         );
456
457         let outlives_requirements = outlives_requirements.unwrap_or(vec![]);
458
459         if outlives_requirements.is_empty() {
460             None
461         } else {
462             let num_external_vids = self.universal_regions.num_global_and_external_regions();
463             Some(ClosureRegionRequirements {
464                 num_external_vids,
465                 outlives_requirements,
466             })
467         }
468     }
469
470     /// Propagate the region constraints: this will grow the values
471     /// for each region variable until all the constraints are
472     /// satisfied. Note that some values may grow **too** large to be
473     /// feasible, but we check this later.
474     fn propagate_constraints(&mut self, _mir: &Mir<'tcx>) {
475         debug!("propagate_constraints()");
476
477         debug!("propagate_constraints: constraints={:#?}", {
478             let mut constraints: Vec<_> = self.constraints.iter().collect();
479             constraints.sort();
480             constraints
481                 .into_iter()
482                 .map(|c| (c, self.constraint_sccs.scc(c.sup), self.constraint_sccs.scc(c.sub)))
483                 .collect::<Vec<_>>()
484         });
485
486         // To propagate constraints, we walk the DAG induced by the
487         // SCC. For each SCC, we visit its successors and compute
488         // their values, then we union all those values to get our
489         // own.
490         let visited = &mut BitSet::new_empty(self.constraint_sccs.num_sccs());
491         for scc_index in self.constraint_sccs.all_sccs() {
492             self.propagate_constraint_sccs_if_new(scc_index, visited);
493         }
494     }
495
496     #[inline]
497     fn propagate_constraint_sccs_if_new(
498         &mut self,
499         scc_a: ConstraintSccIndex,
500         visited: &mut BitSet<ConstraintSccIndex>,
501     ) {
502         if visited.insert(scc_a) {
503             self.propagate_constraint_sccs_new(scc_a, visited);
504         }
505     }
506
507     fn propagate_constraint_sccs_new(
508         &mut self,
509         scc_a: ConstraintSccIndex,
510         visited: &mut BitSet<ConstraintSccIndex>,
511     ) {
512         let constraint_sccs = self.constraint_sccs.clone();
513
514         // Walk each SCC `B` such that `A: B`...
515         for &scc_b in constraint_sccs.successors(scc_a) {
516             debug!(
517                 "propagate_constraint_sccs: scc_a = {:?} scc_b = {:?}",
518                 scc_a, scc_b
519             );
520
521             // ...compute the value of `B`...
522             self.propagate_constraint_sccs_if_new(scc_b, visited);
523
524             // ...and add elements from `B` into `A`. One complication
525             // arises because of universes: If `B` contains something
526             // that `A` cannot name, then `A` can only contain `B` if
527             // it outlives static.
528             if self.universe_compatible(scc_b, scc_a) {
529                 // `A` can name everything that is in `B`, so just
530                 // merge the bits.
531                 self.scc_values.add_region(scc_a, scc_b);
532             } else {
533                 self.add_incompatible_universe(scc_a);
534             }
535         }
536
537         debug!(
538             "propagate_constraint_sccs: scc_a = {:?} has value {:?}",
539             scc_a,
540             self.scc_values.region_value_str(scc_a),
541         );
542     }
543
544     /// True if all the elements in the value of `scc_b` are nameable
545     /// in `scc_a`. Used during constraint propagation, and only once
546     /// the value of `scc_b` has been computed.
547     fn universe_compatible(&self, scc_b: ConstraintSccIndex, scc_a: ConstraintSccIndex) -> bool {
548         let universe_a = self.scc_universes[scc_a];
549
550         // Quick check: if scc_b's declared universe is a subset of
551         // scc_a's declared univese (typically, both are ROOT), then
552         // it cannot contain any problematic universe elements.
553         if universe_a.can_name(self.scc_universes[scc_b]) {
554             return true;
555         }
556
557         // Otherwise, we have to iterate over the universe elements in
558         // B's value, and check whether all of them are nameable
559         // from universe_a
560         self.scc_values
561             .placeholders_contained_in(scc_b)
562             .all(|p| universe_a.can_name(p.universe))
563     }
564
565     /// Extend `scc` so that it can outlive some placeholder region
566     /// from a universe it can't name; at present, the only way for
567     /// this to be true is if `scc` outlives `'static`. This is
568     /// actually stricter than necessary: ideally, we'd support bounds
569     /// like `for<'a: 'b`>` that might then allow us to approximate
570     /// `'a` with `'b` and not `'static`. But it will have to do for
571     /// now.
572     fn add_incompatible_universe(&mut self, scc: ConstraintSccIndex) {
573         debug!("add_incompatible_universe(scc={:?})", scc);
574
575         let fr_static = self.universal_regions.fr_static;
576         self.scc_values.add_all_points(scc);
577         self.scc_values.add_element(scc, fr_static);
578     }
579
580     /// Once regions have been propagated, this method is used to see
581     /// whether the "type tests" produced by typeck were satisfied;
582     /// type tests encode type-outlives relationships like `T:
583     /// 'a`. See `TypeTest` for more details.
584     fn check_type_tests<'gcx>(
585         &self,
586         infcx: &InferCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
587         mir: &Mir<'tcx>,
588         mir_def_id: DefId,
589         mut propagated_outlives_requirements: Option<&mut Vec<ClosureOutlivesRequirement<'gcx>>>,
590         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
591     ) {
592         let tcx = infcx.tcx;
593
594         // Sometimes we register equivalent type-tests that would
595         // result in basically the exact same error being reported to
596         // the user. Avoid that.
597         let mut deduplicate_errors = FxHashSet::default();
598
599         for type_test in &self.type_tests {
600             debug!("check_type_test: {:?}", type_test);
601
602             let generic_ty = type_test.generic_kind.to_ty(tcx);
603             if self.eval_verify_bound(
604                 tcx,
605                 mir,
606                 generic_ty,
607                 type_test.lower_bound,
608                 &type_test.verify_bound,
609             ) {
610                 continue;
611             }
612
613             if let Some(propagated_outlives_requirements) = &mut propagated_outlives_requirements {
614                 if self.try_promote_type_test(
615                     infcx,
616                     mir,
617                     type_test,
618                     propagated_outlives_requirements,
619                 ) {
620                     continue;
621                 }
622             }
623
624             // Type-test failed. Report the error.
625
626             // Try to convert the lower-bound region into something named we can print for the user.
627             let lower_bound_region = self.to_error_region(type_test.lower_bound);
628
629             // Skip duplicate-ish errors.
630             let type_test_span = type_test.locations.span(mir);
631             let erased_generic_kind = tcx.erase_regions(&type_test.generic_kind);
632             if !deduplicate_errors.insert((
633                 erased_generic_kind,
634                 lower_bound_region,
635                 type_test.locations,
636             )) {
637                 continue;
638             } else {
639                 debug!(
640                     "check_type_test: reporting error for erased_generic_kind={:?}, \
641                      lower_bound_region={:?}, \
642                      type_test.locations={:?}",
643                     erased_generic_kind, lower_bound_region, type_test.locations,
644                 );
645             }
646
647             if let Some(lower_bound_region) = lower_bound_region {
648                 let region_scope_tree = &tcx.region_scope_tree(mir_def_id);
649                 infcx
650                     .construct_generic_bound_failure(
651                         region_scope_tree,
652                         type_test_span,
653                         None,
654                         type_test.generic_kind,
655                         lower_bound_region,
656                     )
657                     .buffer(errors_buffer);
658             } else {
659                 // FIXME. We should handle this case better. It
660                 // indicates that we have e.g. some region variable
661                 // whose value is like `'a+'b` where `'a` and `'b` are
662                 // distinct unrelated univesal regions that are not
663                 // known to outlive one another. It'd be nice to have
664                 // some examples where this arises to decide how best
665                 // to report it; we could probably handle it by
666                 // iterating over the universal regions and reporting
667                 // an error that multiple bounds are required.
668                 tcx.sess
669                     .struct_span_err(
670                         type_test_span,
671                         &format!("`{}` does not live long enough", type_test.generic_kind,),
672                     )
673                     .buffer(errors_buffer);
674             }
675         }
676     }
677
678     /// Converts a region inference variable into a `ty::Region` that
679     /// we can use for error reporting. If `r` is universally bound,
680     /// then we use the name that we have on record for it. If `r` is
681     /// existentially bound, then we check its inferred value and try
682     /// to find a good name from that. Returns `None` if we can't find
683     /// one (e.g., this is just some random part of the CFG).
684     pub fn to_error_region(&self, r: RegionVid) -> Option<ty::Region<'tcx>> {
685         self.to_error_region_vid(r).and_then(|r| self.definitions[r].external_name)
686     }
687
688     /// Returns the [RegionVid] corresponding to the region returned by
689     /// `to_error_region`.
690     pub fn to_error_region_vid(&self, r: RegionVid) -> Option<RegionVid> {
691         if self.universal_regions.is_universal_region(r) {
692             Some(r)
693         } else {
694             let r_scc = self.constraint_sccs.scc(r);
695             let upper_bound = self.universal_upper_bound(r);
696             if self.scc_values.contains(r_scc, upper_bound) {
697                 self.to_error_region_vid(upper_bound)
698             } else {
699                 None
700             }
701         }
702     }
703
704     /// Invoked when we have some type-test (e.g., `T: 'X`) that we cannot
705     /// prove to be satisfied. If this is a closure, we will attempt to
706     /// "promote" this type-test into our `ClosureRegionRequirements` and
707     /// hence pass it up the creator. To do this, we have to phrase the
708     /// type-test in terms of external free regions, as local free
709     /// regions are not nameable by the closure's creator.
710     ///
711     /// Promotion works as follows: we first check that the type `T`
712     /// contains only regions that the creator knows about. If this is
713     /// true, then -- as a consequence -- we know that all regions in
714     /// the type `T` are free regions that outlive the closure body. If
715     /// false, then promotion fails.
716     ///
717     /// Once we've promoted T, we have to "promote" `'X` to some region
718     /// that is "external" to the closure. Generally speaking, a region
719     /// may be the union of some points in the closure body as well as
720     /// various free lifetimes. We can ignore the points in the closure
721     /// body: if the type T can be expressed in terms of external regions,
722     /// we know it outlives the points in the closure body. That
723     /// just leaves the free regions.
724     ///
725     /// The idea then is to lower the `T: 'X` constraint into multiple
726     /// bounds -- e.g., if `'X` is the union of two free lifetimes,
727     /// `'1` and `'2`, then we would create `T: '1` and `T: '2`.
728     fn try_promote_type_test<'gcx>(
729         &self,
730         infcx: &InferCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
731         mir: &Mir<'tcx>,
732         type_test: &TypeTest<'tcx>,
733         propagated_outlives_requirements: &mut Vec<ClosureOutlivesRequirement<'gcx>>,
734     ) -> bool {
735         let tcx = infcx.tcx;
736
737         let TypeTest {
738             generic_kind,
739             lower_bound,
740             locations,
741             verify_bound: _,
742         } = type_test;
743
744         let generic_ty = generic_kind.to_ty(tcx);
745         let subject = match self.try_promote_type_test_subject(infcx, generic_ty) {
746             Some(s) => s,
747             None => return false,
748         };
749
750         // For each region outlived by lower_bound find a non-local,
751         // universal region (it may be the same region) and add it to
752         // `ClosureOutlivesRequirement`.
753         let r_scc = self.constraint_sccs.scc(*lower_bound);
754         for ur in self.scc_values.universal_regions_outlived_by(r_scc) {
755             // Check whether we can already prove that the "subject" outlives `ur`.
756             // If so, we don't have to propagate this requirement to our caller.
757             //
758             // To continue the example from the function, if we are trying to promote
759             // a requirement that `T: 'X`, and we know that `'X = '1 + '2` (i.e., the union
760             // `'1` and `'2`), then in this loop `ur` will be `'1` (and `'2`). So here
761             // we check whether `T: '1` is something we *can* prove. If so, no need
762             // to propagate that requirement.
763             //
764             // This is needed because -- particularly in the case
765             // where `ur` is a local bound -- we are sometimes in a
766             // position to prove things that our caller cannot.  See
767             // #53570 for an example.
768             if self.eval_verify_bound(tcx, mir, generic_ty, ur, &type_test.verify_bound) {
769                 continue;
770             }
771
772             debug!("try_promote_type_test: ur={:?}", ur);
773
774             let non_local_ub = self.universal_region_relations.non_local_upper_bound(ur);
775             debug!("try_promote_type_test: non_local_ub={:?}", non_local_ub);
776
777             assert!(self.universal_regions.is_universal_region(non_local_ub));
778             assert!(!self.universal_regions.is_local_free_region(non_local_ub));
779
780             let requirement = ClosureOutlivesRequirement {
781                 subject,
782                 outlived_free_region: non_local_ub,
783                 blame_span: locations.span(mir),
784                 category: ConstraintCategory::Boring,
785             };
786             debug!("try_promote_type_test: pushing {:#?}", requirement);
787             propagated_outlives_requirements.push(requirement);
788         }
789         true
790     }
791
792     /// When we promote a type test `T: 'r`, we have to convert the
793     /// type `T` into something we can store in a query result (so
794     /// something allocated for `'gcx`). This is problematic if `ty`
795     /// contains regions. During the course of NLL region checking, we
796     /// will have replaced all of those regions with fresh inference
797     /// variables. To create a test subject, we want to replace those
798     /// inference variables with some region from the closure
799     /// signature -- this is not always possible, so this is a
800     /// fallible process. Presuming we do find a suitable region, we
801     /// will represent it with a `ReClosureBound`, which is a
802     /// `RegionKind` variant that can be allocated in the gcx.
803     fn try_promote_type_test_subject<'gcx>(
804         &self,
805         infcx: &InferCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
806         ty: Ty<'tcx>,
807     ) -> Option<ClosureOutlivesSubject<'gcx>> {
808         let tcx = infcx.tcx;
809         let gcx = tcx.global_tcx();
810
811         debug!("try_promote_type_test_subject(ty = {:?})", ty);
812
813         let ty = tcx.fold_regions(&ty, &mut false, |r, _depth| {
814             let region_vid = self.to_region_vid(r);
815
816             // The challenge if this. We have some region variable `r`
817             // whose value is a set of CFG points and universal
818             // regions. We want to find if that set is *equivalent* to
819             // any of the named regions found in the closure.
820             //
821             // To do so, we compute the
822             // `non_local_universal_upper_bound`. This will be a
823             // non-local, universal region that is greater than `r`.
824             // However, it might not be *contained* within `r`, so
825             // then we further check whether this bound is contained
826             // in `r`. If so, we can say that `r` is equivalent to the
827             // bound.
828             //
829             // Let's work through a few examples. For these, imagine
830             // that we have 3 non-local regions (I'll denote them as
831             // `'static`, `'a`, and `'b`, though of course in the code
832             // they would be represented with indices) where:
833             //
834             // - `'static: 'a`
835             // - `'static: 'b`
836             //
837             // First, let's assume that `r` is some existential
838             // variable with an inferred value `{'a, 'static}` (plus
839             // some CFG nodes). In this case, the non-local upper
840             // bound is `'static`, since that outlives `'a`. `'static`
841             // is also a member of `r` and hence we consider `r`
842             // equivalent to `'static` (and replace it with
843             // `'static`).
844             //
845             // Now let's consider the inferred value `{'a, 'b}`. This
846             // means `r` is effectively `'a | 'b`. I'm not sure if
847             // this can come about, actually, but assuming it did, we
848             // would get a non-local upper bound of `'static`. Since
849             // `'static` is not contained in `r`, we would fail to
850             // find an equivalent.
851             let upper_bound = self.non_local_universal_upper_bound(region_vid);
852             if self.region_contains(region_vid, upper_bound) {
853                 tcx.mk_region(ty::ReClosureBound(upper_bound))
854             } else {
855                 // In the case of a failure, use a `ReVar`
856                 // result. This will cause the `lift` later on to
857                 // fail.
858                 r
859             }
860         });
861         debug!("try_promote_type_test_subject: folded ty = {:?}", ty);
862
863         // `lift` will only fail if we failed to promote some region.
864         let ty = gcx.lift(&ty)?;
865
866         Some(ClosureOutlivesSubject::Ty(ty))
867     }
868
869     /// Given some universal or existential region `r`, finds a
870     /// non-local, universal region `r+` that outlives `r` at entry to (and
871     /// exit from) the closure. In the worst case, this will be
872     /// `'static`.
873     ///
874     /// This is used for two purposes. First, if we are propagated
875     /// some requirement `T: r`, we can use this method to enlarge `r`
876     /// to something we can encode for our creator (which only knows
877     /// about non-local, universal regions). It is also used when
878     /// encoding `T` as part of `try_promote_type_test_subject` (see
879     /// that fn for details).
880     ///
881     /// This is based on the result `'y` of `universal_upper_bound`,
882     /// except that it converts further takes the non-local upper
883     /// bound of `'y`, so that the final result is non-local.
884     fn non_local_universal_upper_bound(&self, r: RegionVid) -> RegionVid {
885         debug!(
886             "non_local_universal_upper_bound(r={:?}={})",
887             r,
888             self.region_value_str(r)
889         );
890
891         let lub = self.universal_upper_bound(r);
892
893         // Grow further to get smallest universal region known to
894         // creator.
895         let non_local_lub = self.universal_region_relations.non_local_upper_bound(lub);
896
897         debug!(
898             "non_local_universal_upper_bound: non_local_lub={:?}",
899             non_local_lub
900         );
901
902         non_local_lub
903     }
904
905     /// Returns a universally quantified region that outlives the
906     /// value of `r` (`r` may be existentially or universally
907     /// quantified).
908     ///
909     /// Since `r` is (potentially) an existential region, it has some
910     /// value which may include (a) any number of points in the CFG
911     /// and (b) any number of `end('x)` elements of universally
912     /// quantified regions. To convert this into a single universal
913     /// region we do as follows:
914     ///
915     /// - Ignore the CFG points in `'r`. All universally quantified regions
916     ///   include the CFG anyhow.
917     /// - For each `end('x)` element in `'r`, compute the mutual LUB, yielding
918     ///   a result `'y`.
919     fn universal_upper_bound(&self, r: RegionVid) -> RegionVid {
920         debug!(
921             "universal_upper_bound(r={:?}={})",
922             r,
923             self.region_value_str(r)
924         );
925
926         // Find the smallest universal region that contains all other
927         // universal regions within `region`.
928         let mut lub = self.universal_regions.fr_fn_body;
929         let r_scc = self.constraint_sccs.scc(r);
930         for ur in self.scc_values.universal_regions_outlived_by(r_scc) {
931             lub = self.universal_region_relations.postdom_upper_bound(lub, ur);
932         }
933
934         debug!("universal_upper_bound: r={:?} lub={:?}", r, lub);
935
936         lub
937     }
938
939     /// Test if `test` is true when applied to `lower_bound` at
940     /// `point`, and returns true or false.
941     fn eval_verify_bound(
942         &self,
943         tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>,
944         mir: &Mir<'tcx>,
945         generic_ty: Ty<'tcx>,
946         lower_bound: RegionVid,
947         verify_bound: &VerifyBound<'tcx>,
948     ) -> bool {
949         debug!(
950             "eval_verify_bound(lower_bound={:?}, verify_bound={:?})",
951             lower_bound, verify_bound
952         );
953
954         match verify_bound {
955             VerifyBound::IfEq(test_ty, verify_bound1) => {
956                 self.eval_if_eq(tcx, mir, generic_ty, lower_bound, test_ty, verify_bound1)
957             }
958
959             VerifyBound::OutlivedBy(r) => {
960                 let r_vid = self.to_region_vid(r);
961                 self.eval_outlives(mir, r_vid, lower_bound)
962             }
963
964             VerifyBound::AnyBound(verify_bounds) => verify_bounds.iter().any(|verify_bound| {
965                 self.eval_verify_bound(tcx, mir, generic_ty, lower_bound, verify_bound)
966             }),
967
968             VerifyBound::AllBounds(verify_bounds) => verify_bounds.iter().all(|verify_bound| {
969                 self.eval_verify_bound(tcx, mir, generic_ty, lower_bound, verify_bound)
970             }),
971         }
972     }
973
974     fn eval_if_eq(
975         &self,
976         tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>,
977         mir: &Mir<'tcx>,
978         generic_ty: Ty<'tcx>,
979         lower_bound: RegionVid,
980         test_ty: Ty<'tcx>,
981         verify_bound: &VerifyBound<'tcx>,
982     ) -> bool {
983         let generic_ty_normalized = self.normalize_to_scc_representatives(tcx, generic_ty);
984         let test_ty_normalized = self.normalize_to_scc_representatives(tcx, test_ty);
985         if generic_ty_normalized == test_ty_normalized {
986             self.eval_verify_bound(tcx, mir, generic_ty, lower_bound, verify_bound)
987         } else {
988             false
989         }
990     }
991
992     /// This is a conservative normalization procedure. It takes every
993     /// free region in `value` and replaces it with the
994     /// "representative" of its SCC (see `scc_representatives` field).
995     /// We are guaranteed that if two values normalize to the same
996     /// thing, then they are equal; this is a conservative check in
997     /// that they could still be equal even if they normalize to
998     /// different results. (For example, there might be two regions
999     /// with the same value that are not in the same SCC).
1000     ///
1001     /// NB. This is not an ideal approach and I would like to revisit
1002     /// it. However, it works pretty well in practice. In particular,
1003     /// this is needed to deal with projection outlives bounds like
1004     ///
1005     ///     <T as Foo<'0>>::Item: '1
1006     ///
1007     /// In particular, this routine winds up being important when
1008     /// there are bounds like `where <T as Foo<'a>>::Item: 'b` in the
1009     /// environment.  In this case, if we can show that `'0 == 'a`,
1010     /// and that `'b: '1`, then we know that the clause is
1011     /// satisfied. In such cases, particularly due to limitations of
1012     /// the trait solver =), we usually wind up with a where-clause like
1013     /// `T: Foo<'a>` in scope, which thus forces `'0 == 'a` to be added as
1014     /// a constraint, and thus ensures that they are in the same SCC.
1015     ///
1016     /// So why can't we do a more correct routine? Well, we could
1017     /// *almost* use the `relate_tys` code, but the way it is
1018     /// currently setup it creates inference variables to deal with
1019     /// higher-ranked things and so forth, and right now the inference
1020     /// context is not permitted to make more inference variables. So
1021     /// we use this kind of hacky solution.
1022     fn normalize_to_scc_representatives<T>(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>, value: T) -> T
1023     where
1024         T: TypeFoldable<'tcx>,
1025     {
1026         tcx.fold_regions(&value, &mut false, |r, _db| {
1027             let vid = self.to_region_vid(r);
1028             let scc = self.constraint_sccs.scc(vid);
1029             let repr = self.scc_representatives[scc];
1030             tcx.mk_region(ty::ReVar(repr))
1031         })
1032     }
1033
1034     // Evaluate whether `sup_region: sub_region @ point`.
1035     fn eval_outlives(
1036         &self,
1037         _mir: &Mir<'tcx>,
1038         sup_region: RegionVid,
1039         sub_region: RegionVid,
1040     ) -> bool {
1041         debug!("eval_outlives({:?}: {:?})", sup_region, sub_region);
1042
1043         debug!(
1044             "eval_outlives: sup_region's value = {:?}",
1045             self.region_value_str(sup_region),
1046         );
1047         debug!(
1048             "eval_outlives: sub_region's value = {:?}",
1049             self.region_value_str(sub_region),
1050         );
1051
1052         let sub_region_scc = self.constraint_sccs.scc(sub_region);
1053         let sup_region_scc = self.constraint_sccs.scc(sup_region);
1054
1055         // Both the `sub_region` and `sup_region` consist of the union
1056         // of some number of universal regions (along with the union
1057         // of various points in the CFG; ignore those points for
1058         // now). Therefore, the sup-region outlives the sub-region if,
1059         // for each universal region R1 in the sub-region, there
1060         // exists some region R2 in the sup-region that outlives R1.
1061         let universal_outlives = self.scc_values
1062             .universal_regions_outlived_by(sub_region_scc)
1063             .all(|r1| {
1064                 self.scc_values
1065                     .universal_regions_outlived_by(sup_region_scc)
1066                     .any(|r2| self.universal_region_relations.outlives(r2, r1))
1067             });
1068
1069         if !universal_outlives {
1070             return false;
1071         }
1072
1073         // Now we have to compare all the points in the sub region and make
1074         // sure they exist in the sup region.
1075
1076         if self.universal_regions.is_universal_region(sup_region) {
1077             // Micro-opt: universal regions contain all points.
1078             return true;
1079         }
1080
1081         self.scc_values
1082             .contains_points(sup_region_scc, sub_region_scc)
1083     }
1084
1085     /// Once regions have been propagated, this method is used to see
1086     /// whether any of the constraints were too strong. In particular,
1087     /// we want to check for a case where a universally quantified
1088     /// region exceeded its bounds.  Consider:
1089     ///
1090     ///     fn foo<'a, 'b>(x: &'a u32) -> &'b u32 { x }
1091     ///
1092     /// In this case, returning `x` requires `&'a u32 <: &'b u32`
1093     /// and hence we establish (transitively) a constraint that
1094     /// `'a: 'b`. The `propagate_constraints` code above will
1095     /// therefore add `end('a)` into the region for `'b` -- but we
1096     /// have no evidence that `'b` outlives `'a`, so we want to report
1097     /// an error.
1098     ///
1099     /// If `propagated_outlives_requirements` is `Some`, then we will
1100     /// push unsatisfied obligations into there. Otherwise, we'll
1101     /// report them as errors.
1102     fn check_universal_regions<'gcx>(
1103         &self,
1104         infcx: &InferCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
1105         mir: &Mir<'tcx>,
1106         mir_def_id: DefId,
1107         mut propagated_outlives_requirements: Option<&mut Vec<ClosureOutlivesRequirement<'gcx>>>,
1108         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
1109     ) {
1110         for (fr, fr_definition) in self.definitions.iter_enumerated() {
1111             match fr_definition.origin {
1112                 NLLRegionVariableOrigin::FreeRegion => {
1113                     // Go through each of the universal regions `fr` and check that
1114                     // they did not grow too large, accumulating any requirements
1115                     // for our caller into the `outlives_requirements` vector.
1116                     self.check_universal_region(
1117                         infcx,
1118                         mir,
1119                         mir_def_id,
1120                         fr,
1121                         &mut propagated_outlives_requirements,
1122                         errors_buffer,
1123                     );
1124                 }
1125
1126                 NLLRegionVariableOrigin::Placeholder(placeholder) => {
1127                     self.check_bound_universal_region(infcx, mir, mir_def_id, fr, placeholder);
1128                 }
1129
1130                 NLLRegionVariableOrigin::Existential => {
1131                     // nothing to check here
1132                 }
1133             }
1134         }
1135     }
1136
1137     /// Check the final value for the free region `fr` to see if it
1138     /// grew too large. In particular, examine what `end(X)` points
1139     /// wound up in `fr`'s final value; for each `end(X)` where `X !=
1140     /// fr`, we want to check that `fr: X`. If not, that's either an
1141     /// error, or something we have to propagate to our creator.
1142     ///
1143     /// Things that are to be propagated are accumulated into the
1144     /// `outlives_requirements` vector.
1145     fn check_universal_region<'gcx>(
1146         &self,
1147         infcx: &InferCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
1148         mir: &Mir<'tcx>,
1149         mir_def_id: DefId,
1150         longer_fr: RegionVid,
1151         propagated_outlives_requirements: &mut Option<&mut Vec<ClosureOutlivesRequirement<'gcx>>>,
1152         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
1153     ) {
1154         debug!("check_universal_region(fr={:?})", longer_fr);
1155
1156         let longer_fr_scc = self.constraint_sccs.scc(longer_fr);
1157
1158         // Because this free region must be in the ROOT universe, we
1159         // know it cannot contain any bound universes.
1160         assert!(self.scc_universes[longer_fr_scc] == ty::UniverseIndex::ROOT);
1161         debug_assert!(
1162             self.scc_values
1163                 .placeholders_contained_in(longer_fr_scc)
1164                 .next()
1165                 .is_none()
1166         );
1167
1168         // Find every region `o` such that `fr: o`
1169         // (because `fr` includes `end(o)`).
1170         for shorter_fr in self.scc_values.universal_regions_outlived_by(longer_fr_scc) {
1171             // If it is known that `fr: o`, carry on.
1172             if self.universal_region_relations
1173                 .outlives(longer_fr, shorter_fr)
1174             {
1175                 continue;
1176             }
1177
1178             debug!(
1179                 "check_universal_region: fr={:?} does not outlive shorter_fr={:?}",
1180                 longer_fr, shorter_fr,
1181             );
1182
1183             let blame_span_category = self.find_outlives_blame_span(mir, longer_fr, shorter_fr);
1184
1185             if let Some(propagated_outlives_requirements) = propagated_outlives_requirements {
1186                 // Shrink `fr` until we find a non-local region (if we do).
1187                 // We'll call that `fr-` -- it's ever so slightly smaller than `fr`.
1188                 if let Some(fr_minus) = self.universal_region_relations
1189                     .non_local_lower_bound(longer_fr)
1190                 {
1191                     debug!("check_universal_region: fr_minus={:?}", fr_minus);
1192
1193                     // Grow `shorter_fr` until we find a non-local
1194                     // region. (We always will.)  We'll call that
1195                     // `shorter_fr+` -- it's ever so slightly larger than
1196                     // `fr`.
1197                     let shorter_fr_plus = self.universal_region_relations
1198                         .non_local_upper_bound(shorter_fr);
1199                     debug!(
1200                         "check_universal_region: shorter_fr_plus={:?}",
1201                         shorter_fr_plus
1202                     );
1203
1204                     // Push the constraint `fr-: shorter_fr+`
1205                     propagated_outlives_requirements.push(ClosureOutlivesRequirement {
1206                         subject: ClosureOutlivesSubject::Region(fr_minus),
1207                         outlived_free_region: shorter_fr_plus,
1208                         blame_span: blame_span_category.1,
1209                         category: blame_span_category.0,
1210                     });
1211                     return;
1212                 }
1213             }
1214
1215             // If we are not in a context where we can propagate
1216             // errors, or we could not shrink `fr` to something
1217             // smaller, then just report an error.
1218             //
1219             // Note: in this case, we use the unapproximated regions
1220             // to report the error. This gives better error messages
1221             // in some cases.
1222             self.report_error(mir, infcx, mir_def_id, longer_fr, shorter_fr, errors_buffer);
1223             return; // continuing to iterate just reports more errors than necessary
1224         }
1225     }
1226
1227     fn check_bound_universal_region<'gcx>(
1228         &self,
1229         infcx: &InferCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
1230         mir: &Mir<'tcx>,
1231         _mir_def_id: DefId,
1232         longer_fr: RegionVid,
1233         placeholder: ty::PlaceholderRegion,
1234     ) {
1235         debug!(
1236             "check_bound_universal_region(fr={:?}, placeholder={:?})",
1237             longer_fr, placeholder,
1238         );
1239
1240         let longer_fr_scc = self.constraint_sccs.scc(longer_fr);
1241         debug!(
1242             "check_bound_universal_region: longer_fr_scc={:?}",
1243             longer_fr_scc,
1244         );
1245
1246         // If we have some bound universal region `'a`, then the only
1247         // elements it can contain is itself -- we don't know anything
1248         // else about it!
1249         let error_element = match {
1250             self.scc_values
1251                 .elements_contained_in(longer_fr_scc)
1252                 .find(|element| match element {
1253                     RegionElement::Location(_) => true,
1254                     RegionElement::RootUniversalRegion(_) => true,
1255                     RegionElement::PlaceholderRegion(placeholder1) => placeholder != *placeholder1,
1256                 })
1257         } {
1258             Some(v) => v,
1259             None => return,
1260         };
1261         debug!("check_bound_universal_region: error_element = {:?}", error_element);
1262
1263         // Find the region that introduced this `error_element`.
1264         let error_region = match error_element {
1265             RegionElement::Location(l) => self.find_sub_region_live_at(longer_fr, l),
1266             RegionElement::RootUniversalRegion(r) => r,
1267             RegionElement::PlaceholderRegion(error_placeholder) => self.definitions
1268                 .iter_enumerated()
1269                 .filter_map(|(r, definition)| match definition.origin {
1270                     NLLRegionVariableOrigin::Placeholder(p) if p == error_placeholder => Some(r),
1271                     _ => None,
1272                 })
1273                 .next()
1274                 .unwrap(),
1275         };
1276
1277         // Find the code to blame for the fact that `longer_fr` outlives `error_fr`.
1278         let (_, span) = self.find_outlives_blame_span(mir, longer_fr, error_region);
1279
1280         // Obviously, this error message is far from satisfactory.
1281         // At present, though, it only appears in unit tests --
1282         // the AST-based checker uses a more conservative check,
1283         // so to even see this error, one must pass in a special
1284         // flag.
1285         let mut diag = infcx
1286             .tcx
1287             .sess
1288             .struct_span_err(span, "higher-ranked subtype error");
1289         diag.emit();
1290     }
1291 }
1292
1293 impl<'tcx> RegionDefinition<'tcx> {
1294     fn new(universe: ty::UniverseIndex, rv_origin: RegionVariableOrigin) -> Self {
1295         // Create a new region definition. Note that, for free
1296         // regions, the `external_name` field gets updated later in
1297         // `init_universal_regions`.
1298
1299         let origin = match rv_origin {
1300             RegionVariableOrigin::NLL(origin) => origin,
1301             _ => NLLRegionVariableOrigin::Existential,
1302         };
1303
1304         Self {
1305             origin,
1306             universe,
1307             external_name: None,
1308         }
1309     }
1310 }
1311
1312 pub trait ClosureRegionRequirementsExt<'gcx, 'tcx> {
1313     fn apply_requirements(
1314         &self,
1315         tcx: TyCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
1316         location: Location,
1317         closure_def_id: DefId,
1318         closure_substs: &'tcx ty::subst::Substs<'tcx>,
1319     ) -> Vec<QueryRegionConstraint<'tcx>>;
1320
1321     fn subst_closure_mapping<T>(
1322         &self,
1323         tcx: TyCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
1324         closure_mapping: &IndexVec<RegionVid, ty::Region<'tcx>>,
1325         value: &T,
1326     ) -> T
1327     where
1328         T: TypeFoldable<'tcx>;
1329 }
1330
1331 impl<'gcx, 'tcx> ClosureRegionRequirementsExt<'gcx, 'tcx> for ClosureRegionRequirements<'gcx> {
1332     /// Given an instance T of the closure type, this method
1333     /// instantiates the "extra" requirements that we computed for the
1334     /// closure into the inference context. This has the effect of
1335     /// adding new outlives obligations to existing variables.
1336     ///
1337     /// As described on `ClosureRegionRequirements`, the extra
1338     /// requirements are expressed in terms of regionvids that index
1339     /// into the free regions that appear on the closure type. So, to
1340     /// do this, we first copy those regions out from the type T into
1341     /// a vector. Then we can just index into that vector to extract
1342     /// out the corresponding region from T and apply the
1343     /// requirements.
1344     fn apply_requirements(
1345         &self,
1346         tcx: TyCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
1347         location: Location,
1348         closure_def_id: DefId,
1349         closure_substs: &'tcx ty::subst::Substs<'tcx>,
1350     ) -> Vec<QueryRegionConstraint<'tcx>> {
1351         debug!(
1352             "apply_requirements(location={:?}, closure_def_id={:?}, closure_substs={:?})",
1353             location, closure_def_id, closure_substs
1354         );
1355
1356         // Extract the values of the free regions in `closure_substs`
1357         // into a vector.  These are the regions that we will be
1358         // relating to one another.
1359         let closure_mapping = &UniversalRegions::closure_mapping(
1360             tcx,
1361             closure_substs,
1362             self.num_external_vids,
1363             tcx.closure_base_def_id(closure_def_id),
1364         );
1365         debug!("apply_requirements: closure_mapping={:?}", closure_mapping);
1366
1367         // Create the predicates.
1368         self.outlives_requirements
1369             .iter()
1370             .map(|outlives_requirement| {
1371                 let outlived_region = closure_mapping[outlives_requirement.outlived_free_region];
1372
1373                 match outlives_requirement.subject {
1374                     ClosureOutlivesSubject::Region(region) => {
1375                         let region = closure_mapping[region];
1376                         debug!(
1377                             "apply_requirements: region={:?} \
1378                              outlived_region={:?} \
1379                              outlives_requirement={:?}",
1380                             region, outlived_region, outlives_requirement,
1381                         );
1382                         ty::Binder::dummy(ty::OutlivesPredicate(region.into(), outlived_region))
1383                     }
1384
1385                     ClosureOutlivesSubject::Ty(ty) => {
1386                         let ty = self.subst_closure_mapping(tcx, closure_mapping, &ty);
1387                         debug!(
1388                             "apply_requirements: ty={:?} \
1389                              outlived_region={:?} \
1390                              outlives_requirement={:?}",
1391                             ty, outlived_region, outlives_requirement,
1392                         );
1393                         ty::Binder::dummy(ty::OutlivesPredicate(ty.into(), outlived_region))
1394                     }
1395                 }
1396             })
1397             .collect()
1398     }
1399
1400     fn subst_closure_mapping<T>(
1401         &self,
1402         tcx: TyCtxt<'_, 'gcx, 'tcx>,
1403         closure_mapping: &IndexVec<RegionVid, ty::Region<'tcx>>,
1404         value: &T,
1405     ) -> T
1406     where
1407         T: TypeFoldable<'tcx>,
1408     {
1409         tcx.fold_regions(value, &mut false, |r, _depth| {
1410             if let ty::ReClosureBound(vid) = r {
1411                 closure_mapping[*vid]
1412             } else {
1413                 bug!(
1414                     "subst_closure_mapping: encountered non-closure bound free region {:?}",
1415                     r
1416                 )
1417             }
1418         })
1419     }
1420 }