]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_trait_selection/traits/auto_trait.rs
fix elaborate for predicates with unbound variables
[rust.git] / src / librustc_trait_selection / traits / auto_trait.rs
1 //! Support code for rustdoc and external tools.
2 //! You really don't want to be using this unless you need to.
3
4 use super::*;
5
6 use crate::infer::region_constraints::{Constraint, RegionConstraintData};
7 use crate::infer::InferCtxt;
8 use rustc_middle::ty::fold::TypeFolder;
9 use rustc_middle::ty::{Region, RegionVid};
10
11 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
12
13 use std::collections::hash_map::Entry;
14 use std::collections::VecDeque;
15
16 // FIXME(twk): this is obviously not nice to duplicate like that
17 #[derive(Eq, PartialEq, Hash, Copy, Clone, Debug)]
18 pub enum RegionTarget<'tcx> {
19     Region(Region<'tcx>),
20     RegionVid(RegionVid),
21 }
22
23 #[derive(Default, Debug, Clone)]
24 pub struct RegionDeps<'tcx> {
25     larger: FxHashSet<RegionTarget<'tcx>>,
26     smaller: FxHashSet<RegionTarget<'tcx>>,
27 }
28
29 pub enum AutoTraitResult<A> {
30     ExplicitImpl,
31     PositiveImpl(A),
32     NegativeImpl,
33 }
34
35 impl<A> AutoTraitResult<A> {
36     fn is_auto(&self) -> bool {
37         match *self {
38             AutoTraitResult::PositiveImpl(_) | AutoTraitResult::NegativeImpl => true,
39             _ => false,
40         }
41     }
42 }
43
44 pub struct AutoTraitInfo<'cx> {
45     pub full_user_env: ty::ParamEnv<'cx>,
46     pub region_data: RegionConstraintData<'cx>,
47     pub vid_to_region: FxHashMap<ty::RegionVid, ty::Region<'cx>>,
48 }
49
50 pub struct AutoTraitFinder<'tcx> {
51     tcx: TyCtxt<'tcx>,
52 }
53
54 impl<'tcx> AutoTraitFinder<'tcx> {
55     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
56         AutoTraitFinder { tcx }
57     }
58
59     /// Makes a best effort to determine whether and under which conditions an auto trait is
60     /// implemented for a type. For example, if you have
61     ///
62     /// ```
63     /// struct Foo<T> { data: Box<T> }
64     /// ```
65     ///
66     /// then this might return that Foo<T>: Send if T: Send (encoded in the AutoTraitResult type).
67     /// The analysis attempts to account for custom impls as well as other complex cases. This
68     /// result is intended for use by rustdoc and other such consumers.
69     ///
70     /// (Note that due to the coinductive nature of Send, the full and correct result is actually
71     /// quite simple to generate. That is, when a type has no custom impl, it is Send iff its field
72     /// types are all Send. So, in our example, we might have that Foo<T>: Send if Box<T>: Send.
73     /// But this is often not the best way to present to the user.)
74     ///
75     /// Warning: The API should be considered highly unstable, and it may be refactored or removed
76     /// in the future.
77     pub fn find_auto_trait_generics<A>(
78         &self,
79         ty: Ty<'tcx>,
80         orig_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
81         trait_did: DefId,
82         auto_trait_callback: impl Fn(&InferCtxt<'_, 'tcx>, AutoTraitInfo<'tcx>) -> A,
83     ) -> AutoTraitResult<A> {
84         let tcx = self.tcx;
85
86         let trait_ref = ty::TraitRef { def_id: trait_did, substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[]) };
87
88         let trait_pred = ty::Binder::bind(trait_ref);
89
90         let bail_out = tcx.infer_ctxt().enter(|infcx| {
91             let mut selcx = SelectionContext::with_negative(&infcx, true);
92             let result = selcx.select(&Obligation::new(
93                 ObligationCause::dummy(),
94                 orig_env,
95                 trait_pred.to_poly_trait_predicate(),
96             ));
97
98             match result {
99                 Ok(Some(ImplSource::ImplSourceUserDefined(_))) => {
100                     debug!(
101                         "find_auto_trait_generics({:?}): \
102                          manual impl found, bailing out",
103                         trait_ref
104                     );
105                     true
106                 }
107                 _ => false,
108             }
109         });
110
111         // If an explicit impl exists, it always takes priority over an auto impl
112         if bail_out {
113             return AutoTraitResult::ExplicitImpl;
114         }
115
116         tcx.infer_ctxt().enter(|infcx| {
117             let mut fresh_preds = FxHashSet::default();
118
119             // Due to the way projections are handled by SelectionContext, we need to run
120             // evaluate_predicates twice: once on the original param env, and once on the result of
121             // the first evaluate_predicates call.
122             //
123             // The problem is this: most of rustc, including SelectionContext and traits::project,
124             // are designed to work with a concrete usage of a type (e.g., Vec<u8>
125             // fn<T>() { Vec<T> }. This information will generally never change - given
126             // the 'T' in fn<T>() { ... }, we'll never know anything else about 'T'.
127             // If we're unable to prove that 'T' implements a particular trait, we're done -
128             // there's nothing left to do but error out.
129             //
130             // However, synthesizing an auto trait impl works differently. Here, we start out with
131             // a set of initial conditions - the ParamEnv of the struct/enum/union we're dealing
132             // with - and progressively discover the conditions we need to fulfill for it to
133             // implement a certain auto trait. This ends up breaking two assumptions made by trait
134             // selection and projection:
135             //
136             // * We can always cache the result of a particular trait selection for the lifetime of
137             // an InfCtxt
138             // * Given a projection bound such as '<T as SomeTrait>::SomeItem = K', if 'T:
139             // SomeTrait' doesn't hold, then we don't need to care about the 'SomeItem = K'
140             //
141             // We fix the first assumption by manually clearing out all of the InferCtxt's caches
142             // in between calls to SelectionContext.select. This allows us to keep all of the
143             // intermediate types we create bound to the 'tcx lifetime, rather than needing to lift
144             // them between calls.
145             //
146             // We fix the second assumption by reprocessing the result of our first call to
147             // evaluate_predicates. Using the example of '<T as SomeTrait>::SomeItem = K', our first
148             // pass will pick up 'T: SomeTrait', but not 'SomeItem = K'. On our second pass,
149             // traits::project will see that 'T: SomeTrait' is in our ParamEnv, allowing
150             // SelectionContext to return it back to us.
151
152             let (new_env, user_env) = match self.evaluate_predicates(
153                 &infcx,
154                 trait_did,
155                 ty,
156                 orig_env,
157                 orig_env,
158                 &mut fresh_preds,
159                 false,
160             ) {
161                 Some(e) => e,
162                 None => return AutoTraitResult::NegativeImpl,
163             };
164
165             let (full_env, full_user_env) = self
166                 .evaluate_predicates(
167                     &infcx,
168                     trait_did,
169                     ty,
170                     new_env,
171                     user_env,
172                     &mut fresh_preds,
173                     true,
174                 )
175                 .unwrap_or_else(|| {
176                     panic!("Failed to fully process: {:?} {:?} {:?}", ty, trait_did, orig_env)
177                 });
178
179             debug!(
180                 "find_auto_trait_generics({:?}): fulfilling \
181                  with {:?}",
182                 trait_ref, full_env
183             );
184             infcx.clear_caches();
185
186             // At this point, we already have all of the bounds we need. FulfillmentContext is used
187             // to store all of the necessary region/lifetime bounds in the InferContext, as well as
188             // an additional sanity check.
189             let mut fulfill = FulfillmentContext::new();
190             fulfill.register_bound(&infcx, full_env, ty, trait_did, ObligationCause::dummy());
191             fulfill.select_all_or_error(&infcx).unwrap_or_else(|e| {
192                 panic!("Unable to fulfill trait {:?} for '{:?}': {:?}", trait_did, ty, e)
193             });
194
195             let body_id_map: FxHashMap<_, _> = infcx
196                 .inner
197                 .borrow()
198                 .region_obligations()
199                 .iter()
200                 .map(|&(id, _)| (id, vec![]))
201                 .collect();
202
203             infcx.process_registered_region_obligations(&body_id_map, None, full_env);
204
205             let region_data = infcx
206                 .inner
207                 .borrow_mut()
208                 .unwrap_region_constraints()
209                 .region_constraint_data()
210                 .clone();
211
212             let vid_to_region = self.map_vid_to_region(&region_data);
213
214             let info = AutoTraitInfo { full_user_env, region_data, vid_to_region };
215
216             AutoTraitResult::PositiveImpl(auto_trait_callback(&infcx, info))
217         })
218     }
219 }
220
221 impl AutoTraitFinder<'tcx> {
222     /// The core logic responsible for computing the bounds for our synthesized impl.
223     ///
224     /// To calculate the bounds, we call `SelectionContext.select` in a loop. Like
225     /// `FulfillmentContext`, we recursively select the nested obligations of predicates we
226     /// encounter. However, whenever we encounter an `UnimplementedError` involving a type
227     /// parameter, we add it to our `ParamEnv`. Since our goal is to determine when a particular
228     /// type implements an auto trait, Unimplemented errors tell us what conditions need to be met.
229     ///
230     /// This method ends up working somewhat similarly to `FulfillmentContext`, but with a few key
231     /// differences. `FulfillmentContext` works under the assumption that it's dealing with concrete
232     /// user code. According, it considers all possible ways that a `Predicate` could be met, which
233     /// isn't always what we want for a synthesized impl. For example, given the predicate `T:
234     /// Iterator`, `FulfillmentContext` can end up reporting an Unimplemented error for `T:
235     /// IntoIterator` -- since there's an implementation of `Iterator` where `T: IntoIterator`,
236     /// `FulfillmentContext` will drive `SelectionContext` to consider that impl before giving up.
237     /// If we were to rely on `FulfillmentContext`s decision, we might end up synthesizing an impl
238     /// like this:
239     ///
240     ///     impl<T> Send for Foo<T> where T: IntoIterator
241     ///
242     /// While it might be technically true that Foo implements Send where `T: IntoIterator`,
243     /// the bound is overly restrictive - it's really only necessary that `T: Iterator`.
244     ///
245     /// For this reason, `evaluate_predicates` handles predicates with type variables specially.
246     /// When we encounter an `Unimplemented` error for a bound such as `T: Iterator`, we immediately
247     /// add it to our `ParamEnv`, and add it to our stack for recursive evaluation. When we later
248     /// select it, we'll pick up any nested bounds, without ever inferring that `T: IntoIterator`
249     /// needs to hold.
250     ///
251     /// One additional consideration is supertrait bounds. Normally, a `ParamEnv` is only ever
252     /// constructed once for a given type. As part of the construction process, the `ParamEnv` will
253     /// have any supertrait bounds normalized -- e.g., if we have a type `struct Foo<T: Copy>`, the
254     /// `ParamEnv` will contain `T: Copy` and `T: Clone`, since `Copy: Clone`. When we construct our
255     /// own `ParamEnv`, we need to do this ourselves, through `traits::elaborate_predicates`, or
256     /// else `SelectionContext` will choke on the missing predicates. However, this should never
257     /// show up in the final synthesized generics: we don't want our generated docs page to contain
258     /// something like `T: Copy + Clone`, as that's redundant. Therefore, we keep track of a
259     /// separate `user_env`, which only holds the predicates that will actually be displayed to the
260     /// user.
261     fn evaluate_predicates(
262         &self,
263         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
264         trait_did: DefId,
265         ty: Ty<'tcx>,
266         param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
267         user_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
268         fresh_preds: &mut FxHashSet<ty::Predicate<'tcx>>,
269         only_projections: bool,
270     ) -> Option<(ty::ParamEnv<'tcx>, ty::ParamEnv<'tcx>)> {
271         let tcx = infcx.tcx;
272
273         let mut select = SelectionContext::with_negative(&infcx, true);
274
275         let mut already_visited = FxHashSet::default();
276         let mut predicates = VecDeque::new();
277         predicates.push_back(ty::Binder::bind(ty::TraitPredicate {
278             trait_ref: ty::TraitRef {
279                 def_id: trait_did,
280                 substs: infcx.tcx.mk_substs_trait(ty, &[]),
281             },
282         }));
283
284         let computed_preds = param_env.caller_bounds().iter();
285         let mut user_computed_preds: FxHashSet<_> = user_env.caller_bounds().iter().collect();
286
287         let mut new_env = param_env;
288         let dummy_cause = ObligationCause::dummy();
289
290         while let Some(pred) = predicates.pop_front() {
291             infcx.clear_caches();
292
293             if !already_visited.insert(pred) {
294                 continue;
295             }
296
297             // Call `infcx.resolve_vars_if_possible` to see if we can
298             // get rid of any inference variables.
299             let obligation = infcx.resolve_vars_if_possible(&Obligation::new(
300                 dummy_cause.clone(),
301                 new_env,
302                 pred,
303             ));
304             let result = select.select(&obligation);
305
306             match &result {
307                 &Ok(Some(ref impl_source)) => {
308                     // If we see an explicit negative impl (e.g., `impl !Send for MyStruct`),
309                     // we immediately bail out, since it's impossible for us to continue.
310
311                     if let ImplSource::ImplSourceUserDefined(ImplSourceUserDefinedData {
312                         impl_def_id,
313                         ..
314                     }) = impl_source
315                     {
316                         // Blame 'tidy' for the weird bracket placement.
317                         if infcx.tcx.impl_polarity(*impl_def_id) == ty::ImplPolarity::Negative {
318                             debug!(
319                                 "evaluate_nested_obligations: found explicit negative impl\
320                                         {:?}, bailing out",
321                                 impl_def_id
322                             );
323                             return None;
324                         }
325                     }
326
327                     let obligations = impl_source.clone().nested_obligations().into_iter();
328
329                     if !self.evaluate_nested_obligations(
330                         ty,
331                         obligations,
332                         &mut user_computed_preds,
333                         fresh_preds,
334                         &mut predicates,
335                         &mut select,
336                         only_projections,
337                     ) {
338                         return None;
339                     }
340                 }
341                 &Ok(None) => {}
342                 &Err(SelectionError::Unimplemented) => {
343                     if self.is_param_no_infer(pred.skip_binder().trait_ref.substs) {
344                         already_visited.remove(&pred);
345                         self.add_user_pred(
346                             &mut user_computed_preds,
347                             pred.without_const().to_predicate(self.tcx),
348                         );
349                         predicates.push_back(pred);
350                     } else {
351                         debug!(
352                             "evaluate_nested_obligations: `Unimplemented` found, bailing: \
353                              {:?} {:?} {:?}",
354                             ty,
355                             pred,
356                             pred.skip_binder().trait_ref.substs
357                         );
358                         return None;
359                     }
360                 }
361                 _ => panic!("Unexpected error for '{:?}': {:?}", ty, result),
362             };
363
364             let normalized_preds = elaborate_predicates(
365                 tcx,
366                 computed_preds.clone().chain(user_computed_preds.iter().cloned()),
367             )
368             .map(|o| o.predicate);
369             new_env =
370                 ty::ParamEnv::new(tcx.mk_predicates(normalized_preds), param_env.reveal(), None);
371         }
372
373         let final_user_env = ty::ParamEnv::new(
374             tcx.mk_predicates(user_computed_preds.into_iter()),
375             user_env.reveal(),
376             None,
377         );
378         debug!(
379             "evaluate_nested_obligations(ty={:?}, trait_did={:?}): succeeded with '{:?}' \
380              '{:?}'",
381             ty, trait_did, new_env, final_user_env
382         );
383
384         Some((new_env, final_user_env))
385     }
386
387     /// This method is designed to work around the following issue:
388     /// When we compute auto trait bounds, we repeatedly call `SelectionContext.select`,
389     /// progressively building a `ParamEnv` based on the results we get.
390     /// However, our usage of `SelectionContext` differs from its normal use within the compiler,
391     /// in that we capture and re-reprocess predicates from `Unimplemented` errors.
392     ///
393     /// This can lead to a corner case when dealing with region parameters.
394     /// During our selection loop in `evaluate_predicates`, we might end up with
395     /// two trait predicates that differ only in their region parameters:
396     /// one containing a HRTB lifetime parameter, and one containing a 'normal'
397     /// lifetime parameter. For example:
398     ///
399     ///     T as MyTrait<'a>
400     ///     T as MyTrait<'static>
401     ///
402     /// If we put both of these predicates in our computed `ParamEnv`, we'll
403     /// confuse `SelectionContext`, since it will (correctly) view both as being applicable.
404     ///
405     /// To solve this, we pick the 'more strict' lifetime bound -- i.e., the HRTB
406     /// Our end goal is to generate a user-visible description of the conditions
407     /// under which a type implements an auto trait. A trait predicate involving
408     /// a HRTB means that the type needs to work with any choice of lifetime,
409     /// not just one specific lifetime (e.g., `'static`).
410     fn add_user_pred(
411         &self,
412         user_computed_preds: &mut FxHashSet<ty::Predicate<'tcx>>,
413         new_pred: ty::Predicate<'tcx>,
414     ) {
415         let mut should_add_new = true;
416         user_computed_preds.retain(|&old_pred| {
417             if let (
418                 ty::PredicateKind::Trait(new_trait, _),
419                 ty::PredicateKind::Trait(old_trait, _),
420             ) = (
421                 new_pred.ignore_qualifiers(self.tcx).skip_binder().kind(),
422                 old_pred.ignore_qualifiers(self.tcx).skip_binder().kind(),
423             ) {
424                 if new_trait.def_id() == old_trait.def_id() {
425                     let new_substs = new_trait.trait_ref.substs;
426                     let old_substs = old_trait.trait_ref.substs;
427
428                     if !new_substs.types().eq(old_substs.types()) {
429                         // We can't compare lifetimes if the types are different,
430                         // so skip checking `old_pred`.
431                         return true;
432                     }
433
434                     for (new_region, old_region) in new_substs.regions().zip(old_substs.regions()) {
435                         match (new_region, old_region) {
436                             // If both predicates have an `ReLateBound` (a HRTB) in the
437                             // same spot, we do nothing.
438                             (
439                                 ty::RegionKind::ReLateBound(_, _),
440                                 ty::RegionKind::ReLateBound(_, _),
441                             ) => {}
442
443                             (ty::RegionKind::ReLateBound(_, _), _)
444                             | (_, ty::RegionKind::ReVar(_)) => {
445                                 // One of these is true:
446                                 // The new predicate has a HRTB in a spot where the old
447                                 // predicate does not (if they both had a HRTB, the previous
448                                 // match arm would have executed). A HRBT is a 'stricter'
449                                 // bound than anything else, so we want to keep the newer
450                                 // predicate (with the HRBT) in place of the old predicate.
451                                 //
452                                 // OR
453                                 //
454                                 // The old predicate has a region variable where the new
455                                 // predicate has some other kind of region. An region
456                                 // variable isn't something we can actually display to a user,
457                                 // so we choose their new predicate (which doesn't have a region
458                                 // variable).
459                                 //
460                                 // In both cases, we want to remove the old predicate,
461                                 // from `user_computed_preds`, and replace it with the new
462                                 // one. Having both the old and the new
463                                 // predicate in a `ParamEnv` would confuse `SelectionContext`.
464                                 //
465                                 // We're currently in the predicate passed to 'retain',
466                                 // so we return `false` to remove the old predicate from
467                                 // `user_computed_preds`.
468                                 return false;
469                             }
470                             (_, ty::RegionKind::ReLateBound(_, _))
471                             | (ty::RegionKind::ReVar(_), _) => {
472                                 // This is the opposite situation as the previous arm.
473                                 // One of these is true:
474                                 //
475                                 // The old predicate has a HRTB lifetime in a place where the
476                                 // new predicate does not.
477                                 //
478                                 // OR
479                                 //
480                                 // The new predicate has a region variable where the old
481                                 // predicate has some other type of region.
482                                 //
483                                 // We want to leave the old
484                                 // predicate in `user_computed_preds`, and skip adding
485                                 // new_pred to `user_computed_params`.
486                                 should_add_new = false
487                             }
488                             _ => {}
489                         }
490                     }
491                 }
492             }
493             true
494         });
495
496         if should_add_new {
497             user_computed_preds.insert(new_pred);
498         }
499     }
500
501     /// This is very similar to `handle_lifetimes`. However, instead of matching `ty::Region`s
502     /// to each other, we match `ty::RegionVid`s to `ty::Region`s.
503     fn map_vid_to_region<'cx>(
504         &self,
505         regions: &RegionConstraintData<'cx>,
506     ) -> FxHashMap<ty::RegionVid, ty::Region<'cx>> {
507         let mut vid_map: FxHashMap<RegionTarget<'cx>, RegionDeps<'cx>> = FxHashMap::default();
508         let mut finished_map = FxHashMap::default();
509
510         for constraint in regions.constraints.keys() {
511             match constraint {
512                 &Constraint::VarSubVar(r1, r2) => {
513                     {
514                         let deps1 = vid_map.entry(RegionTarget::RegionVid(r1)).or_default();
515                         deps1.larger.insert(RegionTarget::RegionVid(r2));
516                     }
517
518                     let deps2 = vid_map.entry(RegionTarget::RegionVid(r2)).or_default();
519                     deps2.smaller.insert(RegionTarget::RegionVid(r1));
520                 }
521                 &Constraint::RegSubVar(region, vid) => {
522                     {
523                         let deps1 = vid_map.entry(RegionTarget::Region(region)).or_default();
524                         deps1.larger.insert(RegionTarget::RegionVid(vid));
525                     }
526
527                     let deps2 = vid_map.entry(RegionTarget::RegionVid(vid)).or_default();
528                     deps2.smaller.insert(RegionTarget::Region(region));
529                 }
530                 &Constraint::VarSubReg(vid, region) => {
531                     finished_map.insert(vid, region);
532                 }
533                 &Constraint::RegSubReg(r1, r2) => {
534                     {
535                         let deps1 = vid_map.entry(RegionTarget::Region(r1)).or_default();
536                         deps1.larger.insert(RegionTarget::Region(r2));
537                     }
538
539                     let deps2 = vid_map.entry(RegionTarget::Region(r2)).or_default();
540                     deps2.smaller.insert(RegionTarget::Region(r1));
541                 }
542             }
543         }
544
545         while !vid_map.is_empty() {
546             let target = *vid_map.keys().next().expect("Keys somehow empty");
547             let deps = vid_map.remove(&target).expect("Entry somehow missing");
548
549             for smaller in deps.smaller.iter() {
550                 for larger in deps.larger.iter() {
551                     match (smaller, larger) {
552                         (&RegionTarget::Region(_), &RegionTarget::Region(_)) => {
553                             if let Entry::Occupied(v) = vid_map.entry(*smaller) {
554                                 let smaller_deps = v.into_mut();
555                                 smaller_deps.larger.insert(*larger);
556                                 smaller_deps.larger.remove(&target);
557                             }
558
559                             if let Entry::Occupied(v) = vid_map.entry(*larger) {
560                                 let larger_deps = v.into_mut();
561                                 larger_deps.smaller.insert(*smaller);
562                                 larger_deps.smaller.remove(&target);
563                             }
564                         }
565                         (&RegionTarget::RegionVid(v1), &RegionTarget::Region(r1)) => {
566                             finished_map.insert(v1, r1);
567                         }
568                         (&RegionTarget::Region(_), &RegionTarget::RegionVid(_)) => {
569                             // Do nothing; we don't care about regions that are smaller than vids.
570                         }
571                         (&RegionTarget::RegionVid(_), &RegionTarget::RegionVid(_)) => {
572                             if let Entry::Occupied(v) = vid_map.entry(*smaller) {
573                                 let smaller_deps = v.into_mut();
574                                 smaller_deps.larger.insert(*larger);
575                                 smaller_deps.larger.remove(&target);
576                             }
577
578                             if let Entry::Occupied(v) = vid_map.entry(*larger) {
579                                 let larger_deps = v.into_mut();
580                                 larger_deps.smaller.insert(*smaller);
581                                 larger_deps.smaller.remove(&target);
582                             }
583                         }
584                     }
585                 }
586             }
587         }
588         finished_map
589     }
590
591     fn is_param_no_infer(&self, substs: SubstsRef<'_>) -> bool {
592         self.is_of_param(substs.type_at(0)) && !substs.types().any(|t| t.has_infer_types())
593     }
594
595     pub fn is_of_param(&self, ty: Ty<'_>) -> bool {
596         match ty.kind {
597             ty::Param(_) => true,
598             ty::Projection(p) => self.is_of_param(p.self_ty()),
599             _ => false,
600         }
601     }
602
603     fn is_self_referential_projection(&self, p: ty::PolyProjectionPredicate<'_>) -> bool {
604         match p.ty().skip_binder().kind {
605             ty::Projection(proj) if proj == p.skip_binder().projection_ty => true,
606             _ => false,
607         }
608     }
609
610     fn evaluate_nested_obligations(
611         &self,
612         ty: Ty<'_>,
613         nested: impl Iterator<Item = Obligation<'tcx, ty::Predicate<'tcx>>>,
614         computed_preds: &mut FxHashSet<ty::Predicate<'tcx>>,
615         fresh_preds: &mut FxHashSet<ty::Predicate<'tcx>>,
616         predicates: &mut VecDeque<ty::PolyTraitPredicate<'tcx>>,
617         select: &mut SelectionContext<'_, 'tcx>,
618         only_projections: bool,
619     ) -> bool {
620         let dummy_cause = ObligationCause::dummy();
621
622         for obligation in nested {
623             let is_new_pred =
624                 fresh_preds.insert(self.clean_pred(select.infcx(), obligation.predicate));
625
626             // Resolve any inference variables that we can, to help selection succeed
627             let predicate = select.infcx().resolve_vars_if_possible(&obligation.predicate);
628
629             // We only add a predicate as a user-displayable bound if
630             // it involves a generic parameter, and doesn't contain
631             // any inference variables.
632             //
633             // Displaying a bound involving a concrete type (instead of a generic
634             // parameter) would be pointless, since it's always true
635             // (e.g. u8: Copy)
636             // Displaying an inference variable is impossible, since they're
637             // an internal compiler detail without a defined visual representation
638             //
639             // We check this by calling is_of_param on the relevant types
640             // from the various possible predicates
641
642             // TODO: forall
643             match predicate.ignore_qualifiers(self.tcx).skip_binder().kind() {
644                 &ty::PredicateKind::Trait(p, _) => {
645                     if self.is_param_no_infer(p.trait_ref.substs)
646                         && !only_projections
647                         && is_new_pred
648                     {
649                         self.add_user_pred(computed_preds, predicate);
650                     }
651                     predicates.push_back(ty::Binder::bind(p));
652                 }
653                 &ty::PredicateKind::Projection(p) => {
654                     let p = ty::Binder::bind(p);
655                     debug!(
656                         "evaluate_nested_obligations: examining projection predicate {:?}",
657                         predicate
658                     );
659
660                     // As described above, we only want to display
661                     // bounds which include a generic parameter but don't include
662                     // an inference variable.
663                     // Additionally, we check if we've seen this predicate before,
664                     // to avoid rendering duplicate bounds to the user.
665                     if self.is_param_no_infer(p.skip_binder().projection_ty.substs)
666                         && !p.ty().skip_binder().has_infer_types()
667                         && is_new_pred
668                     {
669                         debug!(
670                             "evaluate_nested_obligations: adding projection predicate\
671                             to computed_preds: {:?}",
672                             predicate
673                         );
674
675                         // Under unusual circumstances, we can end up with a self-refeential
676                         // projection predicate. For example:
677                         // <T as MyType>::Value == <T as MyType>::Value
678                         // Not only is displaying this to the user pointless,
679                         // having it in the ParamEnv will cause an issue if we try to call
680                         // poly_project_and_unify_type on the predicate, since this kind of
681                         // predicate will normally never end up in a ParamEnv.
682                         //
683                         // For these reasons, we ignore these weird predicates,
684                         // ensuring that we're able to properly synthesize an auto trait impl
685                         if self.is_self_referential_projection(p) {
686                             debug!(
687                                 "evaluate_nested_obligations: encountered a projection
688                                  predicate equating a type with itself! Skipping"
689                             );
690                         } else {
691                             self.add_user_pred(computed_preds, predicate);
692                         }
693                     }
694
695                     // There are three possible cases when we project a predicate:
696                     //
697                     // 1. We encounter an error. This means that it's impossible for
698                     // our current type to implement the auto trait - there's bound
699                     // that we could add to our ParamEnv that would 'fix' this kind
700                     // of error, as it's not caused by an unimplemented type.
701                     //
702                     // 2. We successfully project the predicate (Ok(Some(_))), generating
703                     //  some subobligations. We then process these subobligations
704                     //  like any other generated sub-obligations.
705                     //
706                     // 3. We receive an 'ambiguous' result (Ok(None))
707                     // If we were actually trying to compile a crate,
708                     // we would need to re-process this obligation later.
709                     // However, all we care about is finding out what bounds
710                     // are needed for our type to implement a particular auto trait.
711                     // We've already added this obligation to our computed ParamEnv
712                     // above (if it was necessary). Therefore, we don't need
713                     // to do any further processing of the obligation.
714                     //
715                     // Note that we *must* try to project *all* projection predicates
716                     // we encounter, even ones without inference variable.
717                     // This ensures that we detect any projection errors,
718                     // which indicate that our type can *never* implement the given
719                     // auto trait. In that case, we will generate an explicit negative
720                     // impl (e.g. 'impl !Send for MyType'). However, we don't
721                     // try to process any of the generated subobligations -
722                     // they contain no new information, since we already know
723                     // that our type implements the projected-through trait,
724                     // and can lead to weird region issues.
725                     //
726                     // Normally, we'll generate a negative impl as a result of encountering
727                     // a type with an explicit negative impl of an auto trait
728                     // (for example, raw pointers have !Send and !Sync impls)
729                     // However, through some **interesting** manipulations of the type
730                     // system, it's actually possible to write a type that never
731                     // implements an auto trait due to a projection error, not a normal
732                     // negative impl error. To properly handle this case, we need
733                     // to ensure that we catch any potential projection errors,
734                     // and turn them into an explicit negative impl for our type.
735                     debug!("Projecting and unifying projection predicate {:?}", predicate);
736
737                     match poly_project_and_unify_type(select, &obligation.with(p)) {
738                         Err(e) => {
739                             debug!(
740                                 "evaluate_nested_obligations: Unable to unify predicate \
741                                  '{:?}' '{:?}', bailing out",
742                                 ty, e
743                             );
744                             return false;
745                         }
746                         Ok(Some(v)) => {
747                             // We only care about sub-obligations
748                             // when we started out trying to unify
749                             // some inference variables. See the comment above
750                             // for more infomration
751                             if p.ty().skip_binder().has_infer_types() {
752                                 if !self.evaluate_nested_obligations(
753                                     ty,
754                                     v.into_iter(),
755                                     computed_preds,
756                                     fresh_preds,
757                                     predicates,
758                                     select,
759                                     only_projections,
760                                 ) {
761                                     return false;
762                                 }
763                             }
764                         }
765                         Ok(None) => {
766                             // It's ok not to make progress when have no inference variables -
767                             // in that case, we were only performing unifcation to check if an
768                             // error occurred (which would indicate that it's impossible for our
769                             // type to implement the auto trait).
770                             // However, we should always make progress (either by generating
771                             // subobligations or getting an error) when we started off with
772                             // inference variables
773                             if p.ty().skip_binder().has_infer_types() {
774                                 panic!("Unexpected result when selecting {:?} {:?}", ty, obligation)
775                             }
776                         }
777                     }
778                 }
779                 &ty::PredicateKind::RegionOutlives(binder) => {
780                     let binder = ty::Binder::bind(binder);
781                     if select.infcx().region_outlives_predicate(&dummy_cause, binder).is_err() {
782                         return false;
783                     }
784                 }
785                 &ty::PredicateKind::TypeOutlives(binder) => {
786                     let binder = ty::Binder::bind(binder);
787                     match (
788                         binder.no_bound_vars(),
789                         binder.map_bound_ref(|pred| pred.0).no_bound_vars(),
790                     ) {
791                         (None, Some(t_a)) => {
792                             select.infcx().register_region_obligation_with_cause(
793                                 t_a,
794                                 select.infcx().tcx.lifetimes.re_static,
795                                 &dummy_cause,
796                             );
797                         }
798                         (Some(ty::OutlivesPredicate(t_a, r_b)), _) => {
799                             select.infcx().register_region_obligation_with_cause(
800                                 t_a,
801                                 r_b,
802                                 &dummy_cause,
803                             );
804                         }
805                         _ => {}
806                     };
807                 }
808                 _ => panic!("Unexpected predicate {:?} {:?}", ty, predicate),
809             };
810         }
811         true
812     }
813
814     pub fn clean_pred(
815         &self,
816         infcx: &InferCtxt<'_, 'tcx>,
817         p: ty::Predicate<'tcx>,
818     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
819         infcx.freshen(p)
820     }
821 }
822
823 // Replaces all ReVars in a type with ty::Region's, using the provided map
824 pub struct RegionReplacer<'a, 'tcx> {
825     vid_to_region: &'a FxHashMap<ty::RegionVid, ty::Region<'tcx>>,
826     tcx: TyCtxt<'tcx>,
827 }
828
829 impl<'a, 'tcx> TypeFolder<'tcx> for RegionReplacer<'a, 'tcx> {
830     fn tcx<'b>(&'b self) -> TyCtxt<'tcx> {
831         self.tcx
832     }
833
834     fn fold_region(&mut self, r: ty::Region<'tcx>) -> ty::Region<'tcx> {
835         (match r {
836             &ty::ReVar(vid) => self.vid_to_region.get(&vid).cloned(),
837             _ => None,
838         })
839         .unwrap_or_else(|| r.super_fold_with(self))
840     }
841 }