]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_mir/borrow_check/nll/region_infer/mod.rs
account for the pick-constraint edges when reporting errors
[rust.git] / src / librustc_mir / borrow_check / nll / region_infer / mod.rs
1 use super::universal_regions::UniversalRegions;
2 use crate::borrow_check::nll::constraints::graph::NormalConstraintGraph;
3 use crate::borrow_check::nll::constraints::{
4     ConstraintSccIndex, OutlivesConstraint, OutlivesConstraintSet,
5 };
6 use crate::borrow_check::nll::pick_constraints::{PickConstraintSet, NllPickConstraintIndex};
7 use crate::borrow_check::nll::region_infer::values::{
8     PlaceholderIndices, RegionElement, ToElementIndex,
9 };
10 use crate::borrow_check::nll::type_check::free_region_relations::UniversalRegionRelations;
11 use crate::borrow_check::nll::type_check::Locations;
12 use crate::borrow_check::Upvar;
13 use rustc::hir::def_id::DefId;
14 use rustc::infer::canonical::QueryOutlivesConstraint;
15 use rustc::infer::opaque_types;
16 use rustc::infer::region_constraints::{GenericKind, VarInfos, VerifyBound};
17 use rustc::infer::{InferCtxt, NLLRegionVariableOrigin, RegionVariableOrigin};
18 use rustc::mir::{
19     Body, ClosureOutlivesRequirement, ClosureOutlivesSubject, ClosureRegionRequirements,
20     ConstraintCategory, Local, Location,
21 };
22 use rustc::ty::{self, subst::SubstsRef, RegionVid, Ty, TyCtxt, TypeFoldable};
23 use rustc::util::common::{self, ErrorReported};
24 use rustc_data_structures::binary_search_util;
25 use rustc_data_structures::bit_set::BitSet;
26 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
27 use rustc_data_structures::graph::WithSuccessors;
28 use rustc_data_structures::graph::scc::Sccs;
29 use rustc_data_structures::graph::vec_graph::VecGraph;
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<OutlivesConstraintSet>,
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
67     /// graph. We have an edge from SCC A to SCC B if `A: B`. Used to
68     /// compute the values of each region.
69     constraint_sccs: Rc<Sccs<RegionVid, ConstraintSccIndex>>,
70
71     /// Reverse of the SCC constraint graph -- i.e., an edge `A -> B`
72     /// exists if `B: A`. Computed lazilly.
73     rev_constraint_graph: Option<Rc<VecGraph<ConstraintSccIndex>>>,
74
75     /// The "pick R0 from [R1..Rn]" constraints, indexed by SCC.
76     pick_constraints: Rc<PickConstraintSet<'tcx, ConstraintSccIndex>>,
77
78     /// Records the pick-constraints that we applied to each scc.
79     /// This is useful for error reporting. Once constraint
80     /// propagation is done, this vector is sorted according to
81     /// `pick_region_scc`.
82     pick_constraints_applied: Vec<AppliedPickConstraint>,
83
84     /// Map closure bounds to a `Span` that should be used for error reporting.
85     closure_bounds_mapping:
86         FxHashMap<Location, FxHashMap<(RegionVid, RegionVid), (ConstraintCategory, Span)>>,
87
88     /// Contains the minimum universe of any variable within the same
89     /// SCC. We will ensure that no SCC contains values that are not
90     /// visible from this index.
91     scc_universes: IndexVec<ConstraintSccIndex, ty::UniverseIndex>,
92
93     /// Contains a "representative" from each SCC. This will be the
94     /// minimal RegionVid belonging to that universe. It is used as a
95     /// kind of hacky way to manage checking outlives relationships,
96     /// since we can 'canonicalize' each region to the representative
97     /// of its SCC and be sure that -- if they have the same repr --
98     /// they *must* be equal (though not having the same repr does not
99     /// mean they are unequal).
100     scc_representatives: IndexVec<ConstraintSccIndex, ty::RegionVid>,
101
102     /// The final inferred values of the region variables; we compute
103     /// one value per SCC. To get the value for any given *region*,
104     /// you first find which scc it is a part of.
105     scc_values: RegionValues<ConstraintSccIndex>,
106
107     /// Type constraints that we check after solving.
108     type_tests: Vec<TypeTest<'tcx>>,
109
110     /// Information about the universally quantified regions in scope
111     /// on this function.
112     universal_regions: Rc<UniversalRegions<'tcx>>,
113
114     /// Information about how the universally quantified regions in
115     /// scope on this function relate to one another.
116     universal_region_relations: Rc<UniversalRegionRelations<'tcx>>,
117 }
118
119 /// Each time that `apply_pick_constraint` is successful, it appends
120 /// one of these structs to the `pick_constraints_applied` field.
121 /// This is used in error reporting to trace out what happened.
122 ///
123 /// The way that `apply_pick_constraint` works is that it effectively
124 /// adds a new lower bound to the SCC it is analyzing: so you wind up
125 /// with `'R: 'O` where `'R` is the pick-region and `'O` is the
126 /// minimal viable option.
127 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Ord, PartialOrd)]
128 struct AppliedPickConstraint {
129     /// The SCC that was affected. (The "pick region".)
130     ///
131     /// The vector if `AppliedPickConstraint` elements is kept sorted
132     /// by this field.
133     pick_region_scc: ConstraintSccIndex,
134
135     /// The "best option" that `apply_pick_constraint` found -- this was
136     /// added as an "ad-hoc" lower-bound to `pick_region_scc`.
137     best_option: ty::RegionVid,
138
139     /// The "pick constraint index" -- we can find out details about
140     /// the constraint from
141     /// `set.pick_constraints[pick_constraint_index]`.
142     pick_constraint_index: NllPickConstraintIndex,
143 }
144
145 struct RegionDefinition<'tcx> {
146     /// What kind of variable is this -- a free region? existential
147     /// variable? etc. (See the `NLLRegionVariableOrigin` for more
148     /// info.)
149     origin: NLLRegionVariableOrigin,
150
151     /// Which universe is this region variable defined in? This is
152     /// most often `ty::UniverseIndex::ROOT`, but when we encounter
153     /// forall-quantifiers like `for<'a> { 'a = 'b }`, we would create
154     /// the variable for `'a` in a fresh universe that extends ROOT.
155     universe: ty::UniverseIndex,
156
157     /// If this is 'static or an early-bound region, then this is
158     /// `Some(X)` where `X` is the name of the region.
159     external_name: Option<ty::Region<'tcx>>,
160 }
161
162 /// N.B., the variants in `Cause` are intentionally ordered. Lower
163 /// values are preferred when it comes to error messages. Do not
164 /// reorder willy nilly.
165 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq)]
166 pub(crate) enum Cause {
167     /// point inserted because Local was live at the given Location
168     LiveVar(Local, Location),
169
170     /// point inserted because Local was dropped at the given Location
171     DropVar(Local, Location),
172 }
173
174 /// A "type test" corresponds to an outlives constraint between a type
175 /// and a lifetime, like `T: 'x` or `<T as Foo>::Bar: 'x`. They are
176 /// translated from the `Verify` region constraints in the ordinary
177 /// inference context.
178 ///
179 /// These sorts of constraints are handled differently than ordinary
180 /// constraints, at least at present. During type checking, the
181 /// `InferCtxt::process_registered_region_obligations` method will
182 /// attempt to convert a type test like `T: 'x` into an ordinary
183 /// outlives constraint when possible (for example, `&'a T: 'b` will
184 /// be converted into `'a: 'b` and registered as a `Constraint`).
185 ///
186 /// In some cases, however, there are outlives relationships that are
187 /// not converted into a region constraint, but rather into one of
188 /// these "type tests". The distinction is that a type test does not
189 /// influence the inference result, but instead just examines the
190 /// values that we ultimately inferred for each region variable and
191 /// checks that they meet certain extra criteria. If not, an error
192 /// can be issued.
193 ///
194 /// One reason for this is that these type tests typically boil down
195 /// to a check like `'a: 'x` where `'a` is a universally quantified
196 /// region -- and therefore not one whose value is really meant to be
197 /// *inferred*, precisely (this is not always the case: one can have a
198 /// type test like `<Foo as Trait<'?0>>::Bar: 'x`, where `'?0` is an
199 /// inference variable). Another reason is that these type tests can
200 /// involve *disjunction* -- that is, they can be satisfied in more
201 /// than one way.
202 ///
203 /// For more information about this translation, see
204 /// `InferCtxt::process_registered_region_obligations` and
205 /// `InferCtxt::type_must_outlive` in `rustc::infer::outlives`.
206 #[derive(Clone, Debug)]
207 pub struct TypeTest<'tcx> {
208     /// The type `T` that must outlive the region.
209     pub generic_kind: GenericKind<'tcx>,
210
211     /// The region `'x` that the type must outlive.
212     pub lower_bound: RegionVid,
213
214     /// Where did this constraint arise and why?
215     pub locations: Locations,
216
217     /// A test which, if met by the region `'x`, proves that this type
218     /// constraint is satisfied.
219     pub verify_bound: VerifyBound<'tcx>,
220 }
221
222 impl<'tcx> RegionInferenceContext<'tcx> {
223     /// Creates a new region inference context with a total of
224     /// `num_region_variables` valid inference variables; the first N
225     /// of those will be constant regions representing the free
226     /// regions defined in `universal_regions`.
227     ///
228     /// The `outlives_constraints` and `type_tests` are an initial set
229     /// of constraints produced by the MIR type check.
230     pub(crate) fn new(
231         var_infos: VarInfos,
232         universal_regions: Rc<UniversalRegions<'tcx>>,
233         placeholder_indices: Rc<PlaceholderIndices>,
234         universal_region_relations: Rc<UniversalRegionRelations<'tcx>>,
235         _body: &Body<'tcx>,
236         outlives_constraints: OutlivesConstraintSet,
237         pick_constraints_in: PickConstraintSet<'tcx, RegionVid>,
238         closure_bounds_mapping: FxHashMap<
239             Location,
240             FxHashMap<(RegionVid, RegionVid), (ConstraintCategory, Span)>,
241         >,
242         type_tests: Vec<TypeTest<'tcx>>,
243         liveness_constraints: LivenessValues<RegionVid>,
244         elements: &Rc<RegionValueElements>,
245     ) -> Self {
246         // Create a RegionDefinition for each inference variable.
247         let definitions: IndexVec<_, _> = var_infos
248             .into_iter()
249             .map(|info| RegionDefinition::new(info.universe, info.origin))
250             .collect();
251
252         let constraints = Rc::new(outlives_constraints); // freeze constraints
253         let constraint_graph = Rc::new(constraints.graph(definitions.len()));
254         let fr_static = universal_regions.fr_static;
255         let constraint_sccs = Rc::new(constraints.compute_sccs(&constraint_graph, fr_static));
256
257         let mut scc_values =
258             RegionValues::new(elements, universal_regions.len(), &placeholder_indices);
259
260         for region in liveness_constraints.rows() {
261             let scc = constraint_sccs.scc(region);
262             scc_values.merge_liveness(scc, region, &liveness_constraints);
263         }
264
265         let scc_universes = Self::compute_scc_universes(&constraint_sccs, &definitions);
266
267         let scc_representatives = Self::compute_scc_representatives(&constraint_sccs, &definitions);
268
269         let pick_constraints = Rc::new(pick_constraints_in.into_mapped(|r| constraint_sccs.scc(r)));
270
271         let mut result = Self {
272             definitions,
273             liveness_constraints,
274             constraints,
275             constraint_graph,
276             constraint_sccs,
277             rev_constraint_graph: None,
278             pick_constraints,
279             pick_constraints_applied: Vec::new(),
280             closure_bounds_mapping,
281             scc_universes,
282             scc_representatives,
283             scc_values,
284             type_tests,
285             universal_regions,
286             universal_region_relations,
287         };
288
289         result.init_free_and_bound_regions();
290
291         result
292     }
293
294     /// Each SCC is the combination of many region variables which
295     /// have been equated. Therefore, we can associate a universe with
296     /// each SCC which is minimum of all the universes of its
297     /// constituent regions -- this is because whatever value the SCC
298     /// takes on must be a value that each of the regions within the
299     /// SCC could have as well. This implies that the SCC must have
300     /// the minimum, or narrowest, universe.
301     fn compute_scc_universes(
302         constraints_scc: &Sccs<RegionVid, ConstraintSccIndex>,
303         definitions: &IndexVec<RegionVid, RegionDefinition<'tcx>>,
304     ) -> IndexVec<ConstraintSccIndex, ty::UniverseIndex> {
305         let num_sccs = constraints_scc.num_sccs();
306         let mut scc_universes = IndexVec::from_elem_n(ty::UniverseIndex::MAX, num_sccs);
307
308         for (region_vid, region_definition) in definitions.iter_enumerated() {
309             let scc = constraints_scc.scc(region_vid);
310             let scc_universe = &mut scc_universes[scc];
311             *scc_universe = ::std::cmp::min(*scc_universe, region_definition.universe);
312         }
313
314         debug!("compute_scc_universes: scc_universe = {:#?}", scc_universes);
315
316         scc_universes
317     }
318
319     /// For each SCC, we compute a unique `RegionVid` (in fact, the
320     /// minimal one that belongs to the SCC). See
321     /// `scc_representatives` field of `RegionInferenceContext` for
322     /// more details.
323     fn compute_scc_representatives(
324         constraints_scc: &Sccs<RegionVid, ConstraintSccIndex>,
325         definitions: &IndexVec<RegionVid, RegionDefinition<'tcx>>,
326     ) -> IndexVec<ConstraintSccIndex, ty::RegionVid> {
327         let num_sccs = constraints_scc.num_sccs();
328         let next_region_vid = definitions.next_index();
329         let mut scc_representatives = IndexVec::from_elem_n(next_region_vid, num_sccs);
330
331         for region_vid in definitions.indices() {
332             let scc = constraints_scc.scc(region_vid);
333             let prev_min = scc_representatives[scc];
334             scc_representatives[scc] = region_vid.min(prev_min);
335         }
336
337         scc_representatives
338     }
339
340     /// Initializes the region variables for each universally
341     /// quantified region (lifetime parameter). The first N variables
342     /// always correspond to the regions appearing in the function
343     /// signature (both named and anonymous) and where-clauses. This
344     /// function iterates over those regions and initializes them with
345     /// minimum values.
346     ///
347     /// For example:
348     ///
349     ///     fn foo<'a, 'b>(..) where 'a: 'b
350     ///
351     /// would initialize two variables like so:
352     ///
353     ///     R0 = { CFG, R0 } // 'a
354     ///     R1 = { CFG, R0, R1 } // 'b
355     ///
356     /// Here, R0 represents `'a`, and it contains (a) the entire CFG
357     /// and (b) any universally quantified regions that it outlives,
358     /// which in this case is just itself. R1 (`'b`) in contrast also
359     /// outlives `'a` and hence contains R0 and R1.
360     fn init_free_and_bound_regions(&mut self) {
361         // Update the names (if any)
362         for (external_name, variable) in self.universal_regions.named_universal_regions() {
363             debug!(
364                 "init_universal_regions: region {:?} has external name {:?}",
365                 variable, external_name
366             );
367             self.definitions[variable].external_name = Some(external_name);
368         }
369
370         for variable in self.definitions.indices() {
371             let scc = self.constraint_sccs.scc(variable);
372
373             match self.definitions[variable].origin {
374                 NLLRegionVariableOrigin::FreeRegion => {
375                     // For each free, universally quantified region X:
376
377                     // Add all nodes in the CFG to liveness constraints
378                     self.liveness_constraints.add_all_points(variable);
379                     self.scc_values.add_all_points(scc);
380
381                     // Add `end(X)` into the set for X.
382                     self.scc_values.add_element(scc, variable);
383                 }
384
385                 NLLRegionVariableOrigin::Placeholder(placeholder) => {
386                     // Each placeholder region is only visible from
387                     // its universe `ui` and its extensions. So we
388                     // can't just add it into `scc` unless the
389                     // universe of the scc can name this region.
390                     let scc_universe = self.scc_universes[scc];
391                     if scc_universe.can_name(placeholder.universe) {
392                         self.scc_values.add_element(scc, placeholder);
393                     } else {
394                         debug!(
395                             "init_free_and_bound_regions: placeholder {:?} is \
396                              not compatible with universe {:?} of its SCC {:?}",
397                             placeholder, scc_universe, scc,
398                         );
399                         self.add_incompatible_universe(scc);
400                     }
401                 }
402
403                 NLLRegionVariableOrigin::Existential => {
404                     // For existential, regions, nothing to do.
405                 }
406             }
407         }
408     }
409
410     /// Returns an iterator over all the region indices.
411     pub fn regions(&self) -> impl Iterator<Item = RegionVid> {
412         self.definitions.indices()
413     }
414
415     /// Given a universal region in scope on the MIR, returns the
416     /// corresponding index.
417     ///
418     /// (Panics if `r` is not a registered universal region.)
419     pub fn to_region_vid(&self, r: ty::Region<'tcx>) -> RegionVid {
420         self.universal_regions.to_region_vid(r)
421     }
422
423     /// Adds annotations for `#[rustc_regions]`; see `UniversalRegions::annotate`.
424     crate fn annotate(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, err: &mut DiagnosticBuilder<'_>) {
425         self.universal_regions.annotate(tcx, err)
426     }
427
428     /// Returns `true` if the region `r` contains the point `p`.
429     ///
430     /// Panics if called before `solve()` executes,
431     crate fn region_contains(&self, r: impl ToRegionVid, p: impl ToElementIndex) -> bool {
432         let scc = self.constraint_sccs.scc(r.to_region_vid());
433         self.scc_values.contains(scc, p)
434     }
435
436     /// Returns access to the value of `r` for debugging purposes.
437     crate fn region_value_str(&self, r: RegionVid) -> String {
438         let scc = self.constraint_sccs.scc(r.to_region_vid());
439         self.scc_values.region_value_str(scc)
440     }
441
442     /// Returns access to the value of `r` for debugging purposes.
443     crate fn region_universe(&self, r: RegionVid) -> ty::UniverseIndex {
444         let scc = self.constraint_sccs.scc(r.to_region_vid());
445         self.scc_universes[scc]
446     }
447
448     /// Once region solving has completed, this function will return
449     /// the pick-constraints that were applied to the value of a given
450     /// region `r`. See `AppliedPickConstraint`.
451     fn applied_pick_constraints(&self, r: impl ToRegionVid) -> &[AppliedPickConstraint] {
452         let scc = self.constraint_sccs.scc(r.to_region_vid());
453         binary_search_util::binary_search_slice(
454             &self.pick_constraints_applied,
455             |applied| applied.pick_region_scc,
456             &scc,
457         )
458     }
459
460     /// Performs region inference and report errors if we see any
461     /// unsatisfiable constraints. If this is a closure, returns the
462     /// region requirements to propagate to our creator, if any.
463     pub(super) fn solve(
464         &mut self,
465         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
466         body: &Body<'tcx>,
467         upvars: &[Upvar],
468         mir_def_id: DefId,
469         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
470     ) -> Option<ClosureRegionRequirements<'tcx>> {
471         common::time_ext(
472             infcx.tcx.sess.time_extended(),
473             Some(infcx.tcx.sess),
474             &format!("solve_nll_region_constraints({:?})", mir_def_id),
475             || self.solve_inner(infcx, body, upvars, mir_def_id, errors_buffer),
476         )
477     }
478
479     fn solve_inner(
480         &mut self,
481         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
482         body: &Body<'tcx>,
483         upvars: &[Upvar],
484         mir_def_id: DefId,
485         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
486     ) -> Option<ClosureRegionRequirements<'tcx>> {
487         self.propagate_constraints(body);
488
489         // If this is a closure, we can propagate unsatisfied
490         // `outlives_requirements` to our creator, so create a vector
491         // to store those. Otherwise, we'll pass in `None` to the
492         // functions below, which will trigger them to report errors
493         // eagerly.
494         let mut outlives_requirements =
495             if infcx.tcx.is_closure(mir_def_id) { Some(vec![]) } else { None };
496
497         self.check_type_tests(
498             infcx,
499             body,
500             mir_def_id,
501             outlives_requirements.as_mut(),
502             errors_buffer,
503         );
504
505         self.check_universal_regions(
506             infcx,
507             body,
508             upvars,
509             mir_def_id,
510             outlives_requirements.as_mut(),
511             errors_buffer,
512         );
513
514         self.check_pick_constraints(infcx, mir_def_id, errors_buffer);
515
516         let outlives_requirements = outlives_requirements.unwrap_or(vec![]);
517
518         if outlives_requirements.is_empty() {
519             None
520         } else {
521             let num_external_vids = self.universal_regions.num_global_and_external_regions();
522             Some(ClosureRegionRequirements { num_external_vids, outlives_requirements })
523         }
524     }
525
526     /// Propagate the region constraints: this will grow the values
527     /// for each region variable until all the constraints are
528     /// satisfied. Note that some values may grow **too** large to be
529     /// feasible, but we check this later.
530     fn propagate_constraints(&mut self, _body: &Body<'tcx>) {
531         debug!("propagate_constraints()");
532
533         debug!("propagate_constraints: constraints={:#?}", {
534             let mut constraints: Vec<_> = self.constraints.outlives().iter().collect();
535             constraints.sort();
536             constraints
537                 .into_iter()
538                 .map(|c| (c, self.constraint_sccs.scc(c.sup), self.constraint_sccs.scc(c.sub)))
539                 .collect::<Vec<_>>()
540         });
541
542         // To propagate constraints, we walk the DAG induced by the
543         // SCC. For each SCC, we visit its successors and compute
544         // their values, then we union all those values to get our
545         // own.
546         let visited = &mut BitSet::new_empty(self.constraint_sccs.num_sccs());
547         for scc_index in self.constraint_sccs.all_sccs() {
548             self.propagate_constraint_sccs_if_new(scc_index, visited);
549         }
550
551         // Sort the applied pick constraints so we can binary search
552         // through them later.
553         self.pick_constraints_applied.sort_by_key(|applied| applied.pick_region_scc);
554     }
555
556     /// Computes the value of the SCC `scc_a` if it has not already
557     /// been computed. The `visited` parameter is a bitset
558     #[inline]
559     fn propagate_constraint_sccs_if_new(
560         &mut self,
561         scc_a: ConstraintSccIndex,
562         visited: &mut BitSet<ConstraintSccIndex>,
563     ) {
564         if visited.insert(scc_a) {
565             self.propagate_constraint_sccs_new(scc_a, visited);
566         }
567     }
568
569     /// Computes the value of the SCC `scc_a`, which has not yet been
570     /// computed. This works by first computing all successors of the
571     /// SCC (if they haven't been computed already) and then unioning
572     /// together their elements.
573     fn propagate_constraint_sccs_new(
574         &mut self,
575         scc_a: ConstraintSccIndex,
576         visited: &mut BitSet<ConstraintSccIndex>,
577     ) {
578         let constraint_sccs = self.constraint_sccs.clone();
579
580         // Walk each SCC `B` such that `A: B`...
581         for &scc_b in constraint_sccs.successors(scc_a) {
582             debug!("propagate_constraint_sccs: scc_a = {:?} scc_b = {:?}", scc_a, scc_b);
583
584             // ...compute the value of `B`...
585             self.propagate_constraint_sccs_if_new(scc_b, visited);
586
587             // ...and add elements from `B` into `A`. One complication
588             // arises because of universes: If `B` contains something
589             // that `A` cannot name, then `A` can only contain `B` if
590             // it outlives static.
591             if self.universe_compatible(scc_b, scc_a) {
592                 // `A` can name everything that is in `B`, so just
593                 // merge the bits.
594                 self.scc_values.add_region(scc_a, scc_b);
595             } else {
596                 self.add_incompatible_universe(scc_a);
597             }
598         }
599
600         // Now take pick constraints into account
601         let pick_constraints = self.pick_constraints.clone();
602         for p_c_i in pick_constraints.indices(scc_a) {
603             self.apply_pick_constraint(
604                 scc_a,
605                 p_c_i,
606                 pick_constraints.option_regions(p_c_i),
607             );
608         }
609
610         debug!(
611             "propagate_constraint_sccs: scc_a = {:?} has value {:?}",
612             scc_a,
613             self.scc_values.region_value_str(scc_a),
614         );
615     }
616
617     /// Invoked for each `pick R0 from [R1..Rn]` constraint.
618     ///
619     /// `scc` is the SCC containing R0, and `option_regions` are the
620     /// `R1..Rn` regions -- they are always known to be universal
621     /// regions (and if that's not true, we just don't attempt to
622     /// enforce the constraint).
623     ///
624     /// The current value of `scc` at the time the method is invoked
625     /// is considered a *lower bound*.  If possible, we will modify
626     /// the constraint to set it equal to one of the option regions.
627     /// If we make any changes, returns true, else false.
628     fn apply_pick_constraint(
629         &mut self,
630         scc: ConstraintSccIndex,
631         pick_constraint_index: NllPickConstraintIndex,
632         option_regions: &[ty::RegionVid],
633     ) -> bool {
634         debug!("apply_pick_constraint(scc={:?}, option_regions={:#?})", scc, option_regions,);
635
636         if let Some(uh_oh) =
637             option_regions.iter().find(|&&r| !self.universal_regions.is_universal_region(r))
638         {
639             // FIXME(#61773): This case can only occur with
640             // `impl_trait_in_bindings`, I believe, and we are just
641             // opting not to handle it for now. See #61773 for
642             // details.
643             bug!(
644                 "pick constraint for `{:?}` has an option region `{:?}` \
645                  that is not a universal region",
646                 self.pick_constraints[pick_constraint_index].opaque_type_def_id,
647                 uh_oh,
648             );
649         }
650
651         // Create a mutable vector of the options. We'll try to winnow
652         // them down.
653         let mut option_regions: Vec<ty::RegionVid> = option_regions.to_vec();
654
655         // The 'pick-region' in a pick-constraint is part of the
656         // hidden type, which must be in the root universe. Therefore,
657         // it cannot have any placeholders in its value.
658         assert!(self.scc_universes[scc] == ty::UniverseIndex::ROOT);
659         debug_assert!(
660             self.scc_values.placeholders_contained_in(scc).next().is_none(),
661             "scc {:?} in a pick-constraint has placeholder value: {:?}",
662             scc,
663             self.scc_values.region_value_str(scc),
664         );
665
666         // The existing value for `scc` is a lower-bound. This will
667         // consist of some set {P} + {LB} of points {P} and
668         // lower-bound free regions {LB}. As each option region O is a
669         // free region, it will outlive the points. But we can only
670         // consider the option O if O: LB.
671         option_regions.retain(|&o_r| {
672             self.scc_values
673                 .universal_regions_outlived_by(scc)
674                 .all(|lb| self.universal_region_relations.outlives(o_r, lb))
675         });
676         debug!("apply_pick_constraint: after lb, option_regions={:?}", option_regions);
677
678         // Now find all the *upper bounds* -- that is, each UB is a free
679         // region that must outlive pick region R0 (`UB: R0`). Therefore,
680         // we need only keep an option O if `UB: O` for all UB.
681         if option_regions.len() > 1 {
682             let universal_region_relations = self.universal_region_relations.clone();
683             for ub in self.upper_bounds(scc) {
684                 debug!("apply_pick_constraint: ub={:?}", ub);
685                 option_regions.retain(|&o_r| universal_region_relations.outlives(ub, o_r));
686             }
687             debug!("apply_pick_constraint: after ub, option_regions={:?}", option_regions);
688         }
689
690         // If we ruled everything out, we're done.
691         if option_regions.is_empty() {
692             return false;
693         }
694
695         // Otherwise, we need to find the minimum option, if any, and take that.
696         debug!("apply_pick_constraint: option_regions remaining are {:#?}", option_regions);
697         let min = |r1: ty::RegionVid, r2: ty::RegionVid| -> Option<ty::RegionVid> {
698             let r1_outlives_r2 = self.universal_region_relations.outlives(r1, r2);
699             let r2_outlives_r1 = self.universal_region_relations.outlives(r2, r1);
700             if r1_outlives_r2 && r2_outlives_r1 {
701                 Some(r1.min(r2))
702             } else if r1_outlives_r2 {
703                 Some(r2)
704             } else if r2_outlives_r1 {
705                 Some(r1)
706             } else {
707                 None
708             }
709         };
710         let mut best_option = option_regions[0];
711         for &other_option in &option_regions[1..] {
712             debug!(
713                 "apply_pick_constraint: best_option={:?} other_option={:?}",
714                 best_option, other_option,
715             );
716             match min(best_option, other_option) {
717                 Some(m) => best_option = m,
718                 None => {
719                     debug!(
720                         "apply_pick_constraint: {:?} and {:?} are incomparable --> no best choice",
721                         best_option, other_option,
722                     );
723                     return false;
724                 }
725             }
726         }
727
728         let best_option_scc = self.constraint_sccs.scc(best_option);
729         debug!(
730             "apply_pick_constraint: best_choice={:?} best_option_scc={:?}",
731             best_option,
732             best_option_scc,
733         );
734         if self.scc_values.add_region(scc, best_option_scc) {
735             self.pick_constraints_applied.push(AppliedPickConstraint {
736                 pick_region_scc: scc,
737                 best_option,
738                 pick_constraint_index,
739             });
740
741             true
742         } else {
743             false
744         }
745     }
746
747     /// Compute and return the reverse SCC-based constraint graph (lazilly).
748     fn upper_bounds(
749         &mut self,
750         scc0: ConstraintSccIndex,
751     ) -> Vec<RegionVid> {
752         // I wanted to return an `impl Iterator` here, but it's
753         // annoying because the `rev_constraint_graph` is in a local
754         // variable. We'd need a "once-cell" or some such thing to let
755         // us borrow it for the right amount of time.
756         let rev_constraint_graph = self.rev_constraint_graph();
757         let scc_values = &self.scc_values;
758         let mut duplicates = FxHashSet::default();
759         rev_constraint_graph
760             .depth_first_search(scc0)
761             .skip(1)
762             .flat_map(|scc1| scc_values.universal_regions_outlived_by(scc1))
763             .filter(|&r| duplicates.insert(r))
764             .collect()
765     }
766
767     /// Compute and return the reverse SCC-based constraint graph (lazilly).
768     fn rev_constraint_graph(
769         &mut self,
770     ) -> Rc<VecGraph<ConstraintSccIndex>> {
771         if let Some(g) = &self.rev_constraint_graph {
772             return g.clone();
773         }
774
775         let rev_graph = Rc::new(self.constraint_sccs.reverse());
776         self.rev_constraint_graph = Some(rev_graph.clone());
777         rev_graph
778     }
779
780     /// Returns `true` if all the elements in the value of `scc_b` are nameable
781     /// in `scc_a`. Used during constraint propagation, and only once
782     /// the value of `scc_b` has been computed.
783     fn universe_compatible(&self, scc_b: ConstraintSccIndex, scc_a: ConstraintSccIndex) -> bool {
784         let universe_a = self.scc_universes[scc_a];
785
786         // Quick check: if scc_b's declared universe is a subset of
787         // scc_a's declared univese (typically, both are ROOT), then
788         // it cannot contain any problematic universe elements.
789         if universe_a.can_name(self.scc_universes[scc_b]) {
790             return true;
791         }
792
793         // Otherwise, we have to iterate over the universe elements in
794         // B's value, and check whether all of them are nameable
795         // from universe_a
796         self.scc_values.placeholders_contained_in(scc_b).all(|p| universe_a.can_name(p.universe))
797     }
798
799     /// Extend `scc` so that it can outlive some placeholder region
800     /// from a universe it can't name; at present, the only way for
801     /// this to be true is if `scc` outlives `'static`. This is
802     /// actually stricter than necessary: ideally, we'd support bounds
803     /// like `for<'a: 'b`>` that might then allow us to approximate
804     /// `'a` with `'b` and not `'static`. But it will have to do for
805     /// now.
806     fn add_incompatible_universe(&mut self, scc: ConstraintSccIndex) {
807         debug!("add_incompatible_universe(scc={:?})", scc);
808
809         let fr_static = self.universal_regions.fr_static;
810         self.scc_values.add_all_points(scc);
811         self.scc_values.add_element(scc, fr_static);
812     }
813
814     /// Once regions have been propagated, this method is used to see
815     /// whether the "type tests" produced by typeck were satisfied;
816     /// type tests encode type-outlives relationships like `T:
817     /// 'a`. See `TypeTest` for more details.
818     fn check_type_tests(
819         &self,
820         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
821         body: &Body<'tcx>,
822         mir_def_id: DefId,
823         mut propagated_outlives_requirements: Option<&mut Vec<ClosureOutlivesRequirement<'tcx>>>,
824         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
825     ) {
826         let tcx = infcx.tcx;
827
828         // Sometimes we register equivalent type-tests that would
829         // result in basically the exact same error being reported to
830         // the user. Avoid that.
831         let mut deduplicate_errors = FxHashSet::default();
832
833         for type_test in &self.type_tests {
834             debug!("check_type_test: {:?}", type_test);
835
836             let generic_ty = type_test.generic_kind.to_ty(tcx);
837             if self.eval_verify_bound(
838                 tcx,
839                 body,
840                 generic_ty,
841                 type_test.lower_bound,
842                 &type_test.verify_bound,
843             ) {
844                 continue;
845             }
846
847             if let Some(propagated_outlives_requirements) = &mut propagated_outlives_requirements {
848                 if self.try_promote_type_test(
849                     infcx,
850                     body,
851                     type_test,
852                     propagated_outlives_requirements,
853                 ) {
854                     continue;
855                 }
856             }
857
858             // Type-test failed. Report the error.
859
860             // Try to convert the lower-bound region into something named we can print for the user.
861             let lower_bound_region = self.to_error_region(type_test.lower_bound);
862
863             // Skip duplicate-ish errors.
864             let type_test_span = type_test.locations.span(body);
865             let erased_generic_kind = tcx.erase_regions(&type_test.generic_kind);
866             if !deduplicate_errors.insert((
867                 erased_generic_kind,
868                 lower_bound_region,
869                 type_test.locations,
870             )) {
871                 continue;
872             } else {
873                 debug!(
874                     "check_type_test: reporting error for erased_generic_kind={:?}, \
875                      lower_bound_region={:?}, \
876                      type_test.locations={:?}",
877                     erased_generic_kind, lower_bound_region, type_test.locations,
878                 );
879             }
880
881             if let Some(lower_bound_region) = lower_bound_region {
882                 let region_scope_tree = &tcx.region_scope_tree(mir_def_id);
883                 infcx
884                     .construct_generic_bound_failure(
885                         region_scope_tree,
886                         type_test_span,
887                         None,
888                         type_test.generic_kind,
889                         lower_bound_region,
890                     )
891                     .buffer(errors_buffer);
892             } else {
893                 // FIXME. We should handle this case better. It
894                 // indicates that we have e.g., some region variable
895                 // whose value is like `'a+'b` where `'a` and `'b` are
896                 // distinct unrelated univesal regions that are not
897                 // known to outlive one another. It'd be nice to have
898                 // some examples where this arises to decide how best
899                 // to report it; we could probably handle it by
900                 // iterating over the universal regions and reporting
901                 // an error that multiple bounds are required.
902                 tcx.sess
903                     .struct_span_err(
904                         type_test_span,
905                         &format!("`{}` does not live long enough", type_test.generic_kind,),
906                     )
907                     .buffer(errors_buffer);
908             }
909         }
910     }
911
912     /// Converts a region inference variable into a `ty::Region` that
913     /// we can use for error reporting. If `r` is universally bound,
914     /// then we use the name that we have on record for it. If `r` is
915     /// existentially bound, then we check its inferred value and try
916     /// to find a good name from that. Returns `None` if we can't find
917     /// one (e.g., this is just some random part of the CFG).
918     pub fn to_error_region(&self, r: RegionVid) -> Option<ty::Region<'tcx>> {
919         self.to_error_region_vid(r).and_then(|r| self.definitions[r].external_name)
920     }
921
922     /// Returns the [RegionVid] corresponding to the region returned by
923     /// `to_error_region`.
924     pub fn to_error_region_vid(&self, r: RegionVid) -> Option<RegionVid> {
925         if self.universal_regions.is_universal_region(r) {
926             Some(r)
927         } else {
928             let r_scc = self.constraint_sccs.scc(r);
929             let upper_bound = self.universal_upper_bound(r);
930             if self.scc_values.contains(r_scc, upper_bound) {
931                 self.to_error_region_vid(upper_bound)
932             } else {
933                 None
934             }
935         }
936     }
937
938     /// Invoked when we have some type-test (e.g., `T: 'X`) that we cannot
939     /// prove to be satisfied. If this is a closure, we will attempt to
940     /// "promote" this type-test into our `ClosureRegionRequirements` and
941     /// hence pass it up the creator. To do this, we have to phrase the
942     /// type-test in terms of external free regions, as local free
943     /// regions are not nameable by the closure's creator.
944     ///
945     /// Promotion works as follows: we first check that the type `T`
946     /// contains only regions that the creator knows about. If this is
947     /// true, then -- as a consequence -- we know that all regions in
948     /// the type `T` are free regions that outlive the closure body. If
949     /// false, then promotion fails.
950     ///
951     /// Once we've promoted T, we have to "promote" `'X` to some region
952     /// that is "external" to the closure. Generally speaking, a region
953     /// may be the union of some points in the closure body as well as
954     /// various free lifetimes. We can ignore the points in the closure
955     /// body: if the type T can be expressed in terms of external regions,
956     /// we know it outlives the points in the closure body. That
957     /// just leaves the free regions.
958     ///
959     /// The idea then is to lower the `T: 'X` constraint into multiple
960     /// bounds -- e.g., if `'X` is the union of two free lifetimes,
961     /// `'1` and `'2`, then we would create `T: '1` and `T: '2`.
962     fn try_promote_type_test(
963         &self,
964         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
965         body: &Body<'tcx>,
966         type_test: &TypeTest<'tcx>,
967         propagated_outlives_requirements: &mut Vec<ClosureOutlivesRequirement<'tcx>>,
968     ) -> bool {
969         let tcx = infcx.tcx;
970
971         let TypeTest { generic_kind, lower_bound, locations, verify_bound: _ } = type_test;
972
973         let generic_ty = generic_kind.to_ty(tcx);
974         let subject = match self.try_promote_type_test_subject(infcx, generic_ty) {
975             Some(s) => s,
976             None => return false,
977         };
978
979         // For each region outlived by lower_bound find a non-local,
980         // universal region (it may be the same region) and add it to
981         // `ClosureOutlivesRequirement`.
982         let r_scc = self.constraint_sccs.scc(*lower_bound);
983         for ur in self.scc_values.universal_regions_outlived_by(r_scc) {
984             // Check whether we can already prove that the "subject" outlives `ur`.
985             // If so, we don't have to propagate this requirement to our caller.
986             //
987             // To continue the example from the function, if we are trying to promote
988             // a requirement that `T: 'X`, and we know that `'X = '1 + '2` (i.e., the union
989             // `'1` and `'2`), then in this loop `ur` will be `'1` (and `'2`). So here
990             // we check whether `T: '1` is something we *can* prove. If so, no need
991             // to propagate that requirement.
992             //
993             // This is needed because -- particularly in the case
994             // where `ur` is a local bound -- we are sometimes in a
995             // position to prove things that our caller cannot.  See
996             // #53570 for an example.
997             if self.eval_verify_bound(tcx, body, generic_ty, ur, &type_test.verify_bound) {
998                 continue;
999             }
1000
1001             debug!("try_promote_type_test: ur={:?}", ur);
1002
1003             let non_local_ub = self.universal_region_relations.non_local_upper_bounds(&ur);
1004             debug!("try_promote_type_test: non_local_ub={:?}", non_local_ub);
1005
1006             // This is slightly too conservative. To show T: '1, given `'2: '1`
1007             // and `'3: '1` we only need to prove that T: '2 *or* T: '3, but to
1008             // avoid potential non-determinism we approximate this by requiring
1009             // T: '1 and T: '2.
1010             for &upper_bound in non_local_ub {
1011                 debug_assert!(self.universal_regions.is_universal_region(upper_bound));
1012                 debug_assert!(!self.universal_regions.is_local_free_region(upper_bound));
1013
1014                 let requirement = ClosureOutlivesRequirement {
1015                     subject,
1016                     outlived_free_region: upper_bound,
1017                     blame_span: locations.span(body),
1018                     category: ConstraintCategory::Boring,
1019                 };
1020                 debug!("try_promote_type_test: pushing {:#?}", requirement);
1021                 propagated_outlives_requirements.push(requirement);
1022             }
1023         }
1024         true
1025     }
1026
1027     /// When we promote a type test `T: 'r`, we have to convert the
1028     /// type `T` into something we can store in a query result (so
1029     /// something allocated for `'tcx`). This is problematic if `ty`
1030     /// contains regions. During the course of NLL region checking, we
1031     /// will have replaced all of those regions with fresh inference
1032     /// variables. To create a test subject, we want to replace those
1033     /// inference variables with some region from the closure
1034     /// signature -- this is not always possible, so this is a
1035     /// fallible process. Presuming we do find a suitable region, we
1036     /// will represent it with a `ReClosureBound`, which is a
1037     /// `RegionKind` variant that can be allocated in the gcx.
1038     fn try_promote_type_test_subject(
1039         &self,
1040         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
1041         ty: Ty<'tcx>,
1042     ) -> Option<ClosureOutlivesSubject<'tcx>> {
1043         let tcx = infcx.tcx;
1044
1045         debug!("try_promote_type_test_subject(ty = {:?})", ty);
1046
1047         let ty = tcx.fold_regions(&ty, &mut false, |r, _depth| {
1048             let region_vid = self.to_region_vid(r);
1049
1050             // The challenge if this. We have some region variable `r`
1051             // whose value is a set of CFG points and universal
1052             // regions. We want to find if that set is *equivalent* to
1053             // any of the named regions found in the closure.
1054             //
1055             // To do so, we compute the
1056             // `non_local_universal_upper_bound`. This will be a
1057             // non-local, universal region that is greater than `r`.
1058             // However, it might not be *contained* within `r`, so
1059             // then we further check whether this bound is contained
1060             // in `r`. If so, we can say that `r` is equivalent to the
1061             // bound.
1062             //
1063             // Let's work through a few examples. For these, imagine
1064             // that we have 3 non-local regions (I'll denote them as
1065             // `'static`, `'a`, and `'b`, though of course in the code
1066             // they would be represented with indices) where:
1067             //
1068             // - `'static: 'a`
1069             // - `'static: 'b`
1070             //
1071             // First, let's assume that `r` is some existential
1072             // variable with an inferred value `{'a, 'static}` (plus
1073             // some CFG nodes). In this case, the non-local upper
1074             // bound is `'static`, since that outlives `'a`. `'static`
1075             // is also a member of `r` and hence we consider `r`
1076             // equivalent to `'static` (and replace it with
1077             // `'static`).
1078             //
1079             // Now let's consider the inferred value `{'a, 'b}`. This
1080             // means `r` is effectively `'a | 'b`. I'm not sure if
1081             // this can come about, actually, but assuming it did, we
1082             // would get a non-local upper bound of `'static`. Since
1083             // `'static` is not contained in `r`, we would fail to
1084             // find an equivalent.
1085             let upper_bound = self.non_local_universal_upper_bound(region_vid);
1086             if self.region_contains(region_vid, upper_bound) {
1087                 tcx.mk_region(ty::ReClosureBound(upper_bound))
1088             } else {
1089                 // In the case of a failure, use a `ReVar`
1090                 // result. This will cause the `lift` later on to
1091                 // fail.
1092                 r
1093             }
1094         });
1095         debug!("try_promote_type_test_subject: folded ty = {:?}", ty);
1096
1097         // `has_local_value` will only be true if we failed to promote some region.
1098         if ty.has_local_value() {
1099             return None;
1100         }
1101
1102         Some(ClosureOutlivesSubject::Ty(ty))
1103     }
1104
1105     /// Given some universal or existential region `r`, finds a
1106     /// non-local, universal region `r+` that outlives `r` at entry to (and
1107     /// exit from) the closure. In the worst case, this will be
1108     /// `'static`.
1109     ///
1110     /// This is used for two purposes. First, if we are propagated
1111     /// some requirement `T: r`, we can use this method to enlarge `r`
1112     /// to something we can encode for our creator (which only knows
1113     /// about non-local, universal regions). It is also used when
1114     /// encoding `T` as part of `try_promote_type_test_subject` (see
1115     /// that fn for details).
1116     ///
1117     /// This is based on the result `'y` of `universal_upper_bound`,
1118     /// except that it converts further takes the non-local upper
1119     /// bound of `'y`, so that the final result is non-local.
1120     fn non_local_universal_upper_bound(&self, r: RegionVid) -> RegionVid {
1121         debug!("non_local_universal_upper_bound(r={:?}={})", r, self.region_value_str(r));
1122
1123         let lub = self.universal_upper_bound(r);
1124
1125         // Grow further to get smallest universal region known to
1126         // creator.
1127         let non_local_lub = self.universal_region_relations.non_local_upper_bound(lub);
1128
1129         debug!("non_local_universal_upper_bound: non_local_lub={:?}", non_local_lub);
1130
1131         non_local_lub
1132     }
1133
1134     /// Returns a universally quantified region that outlives the
1135     /// value of `r` (`r` may be existentially or universally
1136     /// quantified).
1137     ///
1138     /// Since `r` is (potentially) an existential region, it has some
1139     /// value which may include (a) any number of points in the CFG
1140     /// and (b) any number of `end('x)` elements of universally
1141     /// quantified regions. To convert this into a single universal
1142     /// region we do as follows:
1143     ///
1144     /// - Ignore the CFG points in `'r`. All universally quantified regions
1145     ///   include the CFG anyhow.
1146     /// - For each `end('x)` element in `'r`, compute the mutual LUB, yielding
1147     ///   a result `'y`.
1148     fn universal_upper_bound(&self, r: RegionVid) -> RegionVid {
1149         debug!("universal_upper_bound(r={:?}={})", r, self.region_value_str(r));
1150
1151         // Find the smallest universal region that contains all other
1152         // universal regions within `region`.
1153         let mut lub = self.universal_regions.fr_fn_body;
1154         let r_scc = self.constraint_sccs.scc(r);
1155         for ur in self.scc_values.universal_regions_outlived_by(r_scc) {
1156             lub = self.universal_region_relations.postdom_upper_bound(lub, ur);
1157         }
1158
1159         debug!("universal_upper_bound: r={:?} lub={:?}", r, lub);
1160
1161         lub
1162     }
1163
1164     /// Tests if `test` is true when applied to `lower_bound` at
1165     /// `point`.
1166     fn eval_verify_bound(
1167         &self,
1168         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1169         body: &Body<'tcx>,
1170         generic_ty: Ty<'tcx>,
1171         lower_bound: RegionVid,
1172         verify_bound: &VerifyBound<'tcx>,
1173     ) -> bool {
1174         debug!("eval_verify_bound(lower_bound={:?}, verify_bound={:?})", lower_bound, verify_bound);
1175
1176         match verify_bound {
1177             VerifyBound::IfEq(test_ty, verify_bound1) => {
1178                 self.eval_if_eq(tcx, body, generic_ty, lower_bound, test_ty, verify_bound1)
1179             }
1180
1181             VerifyBound::OutlivedBy(r) => {
1182                 let r_vid = self.to_region_vid(r);
1183                 self.eval_outlives(r_vid, lower_bound)
1184             }
1185
1186             VerifyBound::AnyBound(verify_bounds) => verify_bounds.iter().any(|verify_bound| {
1187                 self.eval_verify_bound(tcx, body, generic_ty, lower_bound, verify_bound)
1188             }),
1189
1190             VerifyBound::AllBounds(verify_bounds) => verify_bounds.iter().all(|verify_bound| {
1191                 self.eval_verify_bound(tcx, body, generic_ty, lower_bound, verify_bound)
1192             }),
1193         }
1194     }
1195
1196     fn eval_if_eq(
1197         &self,
1198         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1199         body: &Body<'tcx>,
1200         generic_ty: Ty<'tcx>,
1201         lower_bound: RegionVid,
1202         test_ty: Ty<'tcx>,
1203         verify_bound: &VerifyBound<'tcx>,
1204     ) -> bool {
1205         let generic_ty_normalized = self.normalize_to_scc_representatives(tcx, generic_ty);
1206         let test_ty_normalized = self.normalize_to_scc_representatives(tcx, test_ty);
1207         if generic_ty_normalized == test_ty_normalized {
1208             self.eval_verify_bound(tcx, body, generic_ty, lower_bound, verify_bound)
1209         } else {
1210             false
1211         }
1212     }
1213
1214     /// This is a conservative normalization procedure. It takes every
1215     /// free region in `value` and replaces it with the
1216     /// "representative" of its SCC (see `scc_representatives` field).
1217     /// We are guaranteed that if two values normalize to the same
1218     /// thing, then they are equal; this is a conservative check in
1219     /// that they could still be equal even if they normalize to
1220     /// different results. (For example, there might be two regions
1221     /// with the same value that are not in the same SCC).
1222     ///
1223     /// N.B., this is not an ideal approach and I would like to revisit
1224     /// it. However, it works pretty well in practice. In particular,
1225     /// this is needed to deal with projection outlives bounds like
1226     ///
1227     ///     <T as Foo<'0>>::Item: '1
1228     ///
1229     /// In particular, this routine winds up being important when
1230     /// there are bounds like `where <T as Foo<'a>>::Item: 'b` in the
1231     /// environment. In this case, if we can show that `'0 == 'a`,
1232     /// and that `'b: '1`, then we know that the clause is
1233     /// satisfied. In such cases, particularly due to limitations of
1234     /// the trait solver =), we usually wind up with a where-clause like
1235     /// `T: Foo<'a>` in scope, which thus forces `'0 == 'a` to be added as
1236     /// a constraint, and thus ensures that they are in the same SCC.
1237     ///
1238     /// So why can't we do a more correct routine? Well, we could
1239     /// *almost* use the `relate_tys` code, but the way it is
1240     /// currently setup it creates inference variables to deal with
1241     /// higher-ranked things and so forth, and right now the inference
1242     /// context is not permitted to make more inference variables. So
1243     /// we use this kind of hacky solution.
1244     fn normalize_to_scc_representatives<T>(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, value: T) -> T
1245     where
1246         T: TypeFoldable<'tcx>,
1247     {
1248         tcx.fold_regions(&value, &mut false, |r, _db| {
1249             let vid = self.to_region_vid(r);
1250             let scc = self.constraint_sccs.scc(vid);
1251             let repr = self.scc_representatives[scc];
1252             tcx.mk_region(ty::ReVar(repr))
1253         })
1254     }
1255
1256     // Evaluate whether `sup_region == sub_region`.
1257     fn eval_equal(&self, r1: RegionVid, r2: RegionVid) -> bool {
1258         self.eval_outlives(r1, r2) && self.eval_outlives(r2, r1)
1259     }
1260
1261     // Evaluate whether `sup_region: sub_region`.
1262     fn eval_outlives(&self, sup_region: RegionVid, sub_region: RegionVid) -> bool {
1263         debug!("eval_outlives({:?}: {:?})", sup_region, sub_region);
1264
1265         debug!(
1266             "eval_outlives: sup_region's value = {:?} universal={:?}",
1267             self.region_value_str(sup_region),
1268             self.universal_regions.is_universal_region(sup_region),
1269         );
1270         debug!(
1271             "eval_outlives: sub_region's value = {:?} universal={:?}",
1272             self.region_value_str(sub_region),
1273             self.universal_regions.is_universal_region(sub_region),
1274         );
1275
1276         let sub_region_scc = self.constraint_sccs.scc(sub_region);
1277         let sup_region_scc = self.constraint_sccs.scc(sup_region);
1278
1279         // Both the `sub_region` and `sup_region` consist of the union
1280         // of some number of universal regions (along with the union
1281         // of various points in the CFG; ignore those points for
1282         // now). Therefore, the sup-region outlives the sub-region if,
1283         // for each universal region R1 in the sub-region, there
1284         // exists some region R2 in the sup-region that outlives R1.
1285         let universal_outlives =
1286             self.scc_values.universal_regions_outlived_by(sub_region_scc).all(|r1| {
1287                 self.scc_values
1288                     .universal_regions_outlived_by(sup_region_scc)
1289                     .any(|r2| self.universal_region_relations.outlives(r2, r1))
1290             });
1291
1292         if !universal_outlives {
1293             return false;
1294         }
1295
1296         // Now we have to compare all the points in the sub region and make
1297         // sure they exist in the sup region.
1298
1299         if self.universal_regions.is_universal_region(sup_region) {
1300             // Micro-opt: universal regions contain all points.
1301             return true;
1302         }
1303
1304         self.scc_values.contains_points(sup_region_scc, sub_region_scc)
1305     }
1306
1307     /// Once regions have been propagated, this method is used to see
1308     /// whether any of the constraints were too strong. In particular,
1309     /// we want to check for a case where a universally quantified
1310     /// region exceeded its bounds. Consider:
1311     ///
1312     ///     fn foo<'a, 'b>(x: &'a u32) -> &'b u32 { x }
1313     ///
1314     /// In this case, returning `x` requires `&'a u32 <: &'b u32`
1315     /// and hence we establish (transitively) a constraint that
1316     /// `'a: 'b`. The `propagate_constraints` code above will
1317     /// therefore add `end('a)` into the region for `'b` -- but we
1318     /// have no evidence that `'b` outlives `'a`, so we want to report
1319     /// an error.
1320     ///
1321     /// If `propagated_outlives_requirements` is `Some`, then we will
1322     /// push unsatisfied obligations into there. Otherwise, we'll
1323     /// report them as errors.
1324     fn check_universal_regions(
1325         &self,
1326         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
1327         body: &Body<'tcx>,
1328         upvars: &[Upvar],
1329         mir_def_id: DefId,
1330         mut propagated_outlives_requirements: Option<&mut Vec<ClosureOutlivesRequirement<'tcx>>>,
1331         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
1332     ) {
1333         for (fr, fr_definition) in self.definitions.iter_enumerated() {
1334             match fr_definition.origin {
1335                 NLLRegionVariableOrigin::FreeRegion => {
1336                     // Go through each of the universal regions `fr` and check that
1337                     // they did not grow too large, accumulating any requirements
1338                     // for our caller into the `outlives_requirements` vector.
1339                     self.check_universal_region(
1340                         infcx,
1341                         body,
1342                         upvars,
1343                         mir_def_id,
1344                         fr,
1345                         &mut propagated_outlives_requirements,
1346                         errors_buffer,
1347                     );
1348                 }
1349
1350                 NLLRegionVariableOrigin::Placeholder(placeholder) => {
1351                     self.check_bound_universal_region(infcx, body, mir_def_id, fr, placeholder);
1352                 }
1353
1354                 NLLRegionVariableOrigin::Existential => {
1355                     // nothing to check here
1356                 }
1357             }
1358         }
1359     }
1360
1361     /// Checks the final value for the free region `fr` to see if it
1362     /// grew too large. In particular, examine what `end(X)` points
1363     /// wound up in `fr`'s final value; for each `end(X)` where `X !=
1364     /// fr`, we want to check that `fr: X`. If not, that's either an
1365     /// error, or something we have to propagate to our creator.
1366     ///
1367     /// Things that are to be propagated are accumulated into the
1368     /// `outlives_requirements` vector.
1369     fn check_universal_region(
1370         &self,
1371         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
1372         body: &Body<'tcx>,
1373         upvars: &[Upvar],
1374         mir_def_id: DefId,
1375         longer_fr: RegionVid,
1376         propagated_outlives_requirements: &mut Option<&mut Vec<ClosureOutlivesRequirement<'tcx>>>,
1377         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
1378     ) {
1379         debug!("check_universal_region(fr={:?})", longer_fr);
1380
1381         let longer_fr_scc = self.constraint_sccs.scc(longer_fr);
1382
1383         // Because this free region must be in the ROOT universe, we
1384         // know it cannot contain any bound universes.
1385         assert!(self.scc_universes[longer_fr_scc] == ty::UniverseIndex::ROOT);
1386         debug_assert!(self.scc_values.placeholders_contained_in(longer_fr_scc).next().is_none());
1387
1388         // Only check all of the relations for the main representative of each
1389         // SCC, otherwise just check that we outlive said representative. This
1390         // reduces the number of redundant relations propagated out of
1391         // closures.
1392         // Note that the representative will be a universal region if there is
1393         // one in this SCC, so we will always check the representative here.
1394         let representative = self.scc_representatives[longer_fr_scc];
1395         if representative != longer_fr {
1396             self.check_universal_region_relation(
1397                 longer_fr,
1398                 representative,
1399                 infcx,
1400                 body,
1401                 upvars,
1402                 mir_def_id,
1403                 propagated_outlives_requirements,
1404                 errors_buffer,
1405             );
1406             return;
1407         }
1408
1409         // Find every region `o` such that `fr: o`
1410         // (because `fr` includes `end(o)`).
1411         for shorter_fr in self.scc_values.universal_regions_outlived_by(longer_fr_scc) {
1412             if let Some(ErrorReported) = self.check_universal_region_relation(
1413                 longer_fr,
1414                 shorter_fr,
1415                 infcx,
1416                 body,
1417                 upvars,
1418                 mir_def_id,
1419                 propagated_outlives_requirements,
1420                 errors_buffer,
1421             ) {
1422                 // continuing to iterate just reports more errors than necessary
1423                 return;
1424             }
1425         }
1426     }
1427
1428     fn check_universal_region_relation(
1429         &self,
1430         longer_fr: RegionVid,
1431         shorter_fr: RegionVid,
1432         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
1433         body: &Body<'tcx>,
1434         upvars: &[Upvar],
1435         mir_def_id: DefId,
1436         propagated_outlives_requirements: &mut Option<&mut Vec<ClosureOutlivesRequirement<'tcx>>>,
1437         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
1438     ) -> Option<ErrorReported> {
1439         // If it is known that `fr: o`, carry on.
1440         if self.universal_region_relations.outlives(longer_fr, shorter_fr) {
1441             return None;
1442         }
1443
1444         debug!(
1445             "check_universal_region_relation: fr={:?} does not outlive shorter_fr={:?}",
1446             longer_fr, shorter_fr,
1447         );
1448
1449         if let Some(propagated_outlives_requirements) = propagated_outlives_requirements {
1450             // Shrink `longer_fr` until we find a non-local region (if we do).
1451             // We'll call it `fr-` -- it's ever so slightly smaller than
1452             // `longer_fr`.
1453
1454             if let Some(fr_minus) = self.universal_region_relations.non_local_lower_bound(longer_fr)
1455             {
1456                 debug!("check_universal_region: fr_minus={:?}", fr_minus);
1457
1458                 let blame_span_category =
1459                     self.find_outlives_blame_span(body, longer_fr, shorter_fr);
1460
1461                 // Grow `shorter_fr` until we find some non-local regions. (We
1462                 // always will.)  We'll call them `shorter_fr+` -- they're ever
1463                 // so slightly larger than `shorter_fr`.
1464                 let shorter_fr_plus =
1465                     self.universal_region_relations.non_local_upper_bounds(&shorter_fr);
1466                 debug!("check_universal_region: shorter_fr_plus={:?}", shorter_fr_plus);
1467                 for &&fr in &shorter_fr_plus {
1468                     // Push the constraint `fr-: shorter_fr+`
1469                     propagated_outlives_requirements.push(ClosureOutlivesRequirement {
1470                         subject: ClosureOutlivesSubject::Region(fr_minus),
1471                         outlived_free_region: fr,
1472                         blame_span: blame_span_category.1,
1473                         category: blame_span_category.0,
1474                     });
1475                 }
1476                 return None;
1477             }
1478         }
1479
1480         // If we are not in a context where we can't propagate errors, or we
1481         // could not shrink `fr` to something smaller, then just report an
1482         // error.
1483         //
1484         // Note: in this case, we use the unapproximated regions to report the
1485         // error. This gives better error messages in some cases.
1486         self.report_error(body, upvars, infcx, mir_def_id, longer_fr, shorter_fr, errors_buffer);
1487         Some(ErrorReported)
1488     }
1489
1490     fn check_bound_universal_region(
1491         &self,
1492         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
1493         body: &Body<'tcx>,
1494         _mir_def_id: DefId,
1495         longer_fr: RegionVid,
1496         placeholder: ty::PlaceholderRegion,
1497     ) {
1498         debug!("check_bound_universal_region(fr={:?}, placeholder={:?})", longer_fr, placeholder,);
1499
1500         let longer_fr_scc = self.constraint_sccs.scc(longer_fr);
1501         debug!("check_bound_universal_region: longer_fr_scc={:?}", longer_fr_scc,);
1502
1503         // If we have some bound universal region `'a`, then the only
1504         // elements it can contain is itself -- we don't know anything
1505         // else about it!
1506         let error_element = match {
1507             self.scc_values.elements_contained_in(longer_fr_scc).find(|element| match element {
1508                 RegionElement::Location(_) => true,
1509                 RegionElement::RootUniversalRegion(_) => true,
1510                 RegionElement::PlaceholderRegion(placeholder1) => placeholder != *placeholder1,
1511             })
1512         } {
1513             Some(v) => v,
1514             None => return,
1515         };
1516         debug!("check_bound_universal_region: error_element = {:?}", error_element);
1517
1518         // Find the region that introduced this `error_element`.
1519         let error_region = match error_element {
1520             RegionElement::Location(l) => self.find_sub_region_live_at(longer_fr, l),
1521             RegionElement::RootUniversalRegion(r) => r,
1522             RegionElement::PlaceholderRegion(error_placeholder) => self
1523                 .definitions
1524                 .iter_enumerated()
1525                 .filter_map(|(r, definition)| match definition.origin {
1526                     NLLRegionVariableOrigin::Placeholder(p) if p == error_placeholder => Some(r),
1527                     _ => None,
1528                 })
1529                 .next()
1530                 .unwrap(),
1531         };
1532
1533         // Find the code to blame for the fact that `longer_fr` outlives `error_fr`.
1534         let (_, span) = self.find_outlives_blame_span(body, longer_fr, error_region);
1535
1536         // Obviously, this error message is far from satisfactory.
1537         // At present, though, it only appears in unit tests --
1538         // the AST-based checker uses a more conservative check,
1539         // so to even see this error, one must pass in a special
1540         // flag.
1541         let mut diag = infcx.tcx.sess.struct_span_err(span, "higher-ranked subtype error");
1542         diag.emit();
1543     }
1544
1545     fn check_pick_constraints(
1546         &self,
1547         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
1548         mir_def_id: DefId,
1549         errors_buffer: &mut Vec<Diagnostic>,
1550     ) {
1551         let pick_constraints = self.pick_constraints.clone();
1552         for p_c_i in pick_constraints.all_indices() {
1553             debug!("check_pick_constraint(p_c_i={:?})", p_c_i);
1554             let p_c = &pick_constraints[p_c_i];
1555             let pick_region_vid = p_c.pick_region_vid;
1556             debug!(
1557                 "check_pick_constraint: pick_region_vid={:?} with value {}",
1558                 pick_region_vid,
1559                 self.region_value_str(pick_region_vid),
1560             );
1561             let option_regions = pick_constraints.option_regions(p_c_i);
1562             debug!("check_pick_constraint: option_regions={:?}", option_regions);
1563
1564             // did the pick-region wind up equal to any of the option regions?
1565             if let Some(o) = option_regions.iter().find(|&&o_r| {
1566                 self.eval_equal(o_r, p_c.pick_region_vid)
1567             }) {
1568                 debug!("check_pick_constraint: evaluated as equal to {:?}", o);
1569                 continue;
1570             }
1571
1572             // if not, report an error
1573             let region_scope_tree = &infcx.tcx.region_scope_tree(mir_def_id);
1574             let pick_region = infcx.tcx.mk_region(ty::ReVar(pick_region_vid));
1575             opaque_types::unexpected_hidden_region_diagnostic(
1576                 infcx.tcx,
1577                 Some(region_scope_tree),
1578                 p_c.opaque_type_def_id,
1579                 p_c.hidden_ty,
1580                 pick_region,
1581             )
1582             .buffer(errors_buffer);
1583         }
1584     }
1585 }
1586
1587 impl<'tcx> RegionDefinition<'tcx> {
1588     fn new(universe: ty::UniverseIndex, rv_origin: RegionVariableOrigin) -> Self {
1589         // Create a new region definition. Note that, for free
1590         // regions, the `external_name` field gets updated later in
1591         // `init_universal_regions`.
1592
1593         let origin = match rv_origin {
1594             RegionVariableOrigin::NLL(origin) => origin,
1595             _ => NLLRegionVariableOrigin::Existential,
1596         };
1597
1598         Self { origin, universe, external_name: None }
1599     }
1600 }
1601
1602 pub trait ClosureRegionRequirementsExt<'tcx> {
1603     fn apply_requirements(
1604         &self,
1605         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1606         closure_def_id: DefId,
1607         closure_substs: SubstsRef<'tcx>,
1608     ) -> Vec<QueryOutlivesConstraint<'tcx>>;
1609
1610     fn subst_closure_mapping<T>(
1611         &self,
1612         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1613         closure_mapping: &IndexVec<RegionVid, ty::Region<'tcx>>,
1614         value: &T,
1615     ) -> T
1616     where
1617         T: TypeFoldable<'tcx>;
1618 }
1619
1620 impl<'tcx> ClosureRegionRequirementsExt<'tcx> for ClosureRegionRequirements<'tcx> {
1621     /// Given an instance T of the closure type, this method
1622     /// instantiates the "extra" requirements that we computed for the
1623     /// closure into the inference context. This has the effect of
1624     /// adding new outlives obligations to existing variables.
1625     ///
1626     /// As described on `ClosureRegionRequirements`, the extra
1627     /// requirements are expressed in terms of regionvids that index
1628     /// into the free regions that appear on the closure type. So, to
1629     /// do this, we first copy those regions out from the type T into
1630     /// a vector. Then we can just index into that vector to extract
1631     /// out the corresponding region from T and apply the
1632     /// requirements.
1633     fn apply_requirements(
1634         &self,
1635         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1636         closure_def_id: DefId,
1637         closure_substs: SubstsRef<'tcx>,
1638     ) -> Vec<QueryOutlivesConstraint<'tcx>> {
1639         debug!(
1640             "apply_requirements(closure_def_id={:?}, closure_substs={:?})",
1641             closure_def_id, closure_substs
1642         );
1643
1644         // Extract the values of the free regions in `closure_substs`
1645         // into a vector.  These are the regions that we will be
1646         // relating to one another.
1647         let closure_mapping = &UniversalRegions::closure_mapping(
1648             tcx,
1649             closure_substs,
1650             self.num_external_vids,
1651             tcx.closure_base_def_id(closure_def_id),
1652         );
1653         debug!("apply_requirements: closure_mapping={:?}", closure_mapping);
1654
1655         // Create the predicates.
1656         self.outlives_requirements
1657             .iter()
1658             .map(|outlives_requirement| {
1659                 let outlived_region = closure_mapping[outlives_requirement.outlived_free_region];
1660
1661                 match outlives_requirement.subject {
1662                     ClosureOutlivesSubject::Region(region) => {
1663                         let region = closure_mapping[region];
1664                         debug!(
1665                             "apply_requirements: region={:?} \
1666                              outlived_region={:?} \
1667                              outlives_requirement={:?}",
1668                             region, outlived_region, outlives_requirement,
1669                         );
1670                         ty::Binder::dummy(ty::OutlivesPredicate(region.into(), outlived_region))
1671                     }
1672
1673                     ClosureOutlivesSubject::Ty(ty) => {
1674                         let ty = self.subst_closure_mapping(tcx, closure_mapping, &ty);
1675                         debug!(
1676                             "apply_requirements: ty={:?} \
1677                              outlived_region={:?} \
1678                              outlives_requirement={:?}",
1679                             ty, outlived_region, outlives_requirement,
1680                         );
1681                         ty::Binder::dummy(ty::OutlivesPredicate(ty.into(), outlived_region))
1682                     }
1683                 }
1684             })
1685             .collect()
1686     }
1687
1688     fn subst_closure_mapping<T>(
1689         &self,
1690         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1691         closure_mapping: &IndexVec<RegionVid, ty::Region<'tcx>>,
1692         value: &T,
1693     ) -> T
1694     where
1695         T: TypeFoldable<'tcx>,
1696     {
1697         tcx.fold_regions(value, &mut false, |r, _depth| {
1698             if let ty::ReClosureBound(vid) = r {
1699                 closure_mapping[*vid]
1700             } else {
1701                 bug!("subst_closure_mapping: encountered non-closure bound free region {:?}", r)
1702             }
1703         })
1704     }
1705 }