]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
b7530c077ccd126e61690596214279a6dda4a989
[rust.git] / compiler / rustc_middle / src / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeFolder, TypeVisitor};
3 pub use self::AssocItemContainer::*;
4 pub use self::BorrowKind::*;
5 pub use self::IntVarValue::*;
6 pub use self::Variance::*;
7
8 use crate::hir::exports::ExportMap;
9 use crate::ich::StableHashingContext;
10 use crate::infer::canonical::Canonical;
11 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
12 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
13 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
14 use crate::mir::Body;
15 use crate::mir::GeneratorLayout;
16 use crate::traits::{self, Reveal};
17 use crate::ty;
18 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
19 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
20 use rustc_ast as ast;
21 use rustc_attr as attr;
22 use rustc_data_structures::captures::Captures;
23 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
24 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
25 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
26 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
27 use rustc_data_structures::sorted_map::SortedIndexMultiMap;
28 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
29 use rustc_data_structures::sync::{self, par_iter, ParallelIterator};
30 use rustc_data_structures::tagged_ptr::CopyTaggedPtr;
31 use rustc_errors::ErrorReported;
32 use rustc_hir as hir;
33 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Namespace, Res};
34 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX};
35 use rustc_hir::lang_items::LangItem;
36 use rustc_hir::{Constness, Node};
37 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
38 use rustc_macros::HashStable;
39 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
40 use rustc_session::DataTypeKind;
41 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
42 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
43 use rustc_span::Span;
44 use rustc_target::abi::{Align, VariantIdx};
45
46 use std::cell::RefCell;
47 use std::cmp::Ordering;
48 use std::fmt;
49 use std::hash::{Hash, Hasher};
50 use std::ops::Range;
51 use std::ptr;
52 use std::str;
53
54 pub use self::sty::BoundRegion::*;
55 pub use self::sty::InferTy::*;
56 pub use self::sty::RegionKind;
57 pub use self::sty::RegionKind::*;
58 pub use self::sty::TyKind::*;
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
61 pub use self::sty::{CanonicalPolyFnSig, FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, TypeAndMut, UpvarSubsts};
63 pub use self::sty::{ClosureSubstsParts, GeneratorSubstsParts};
64 pub use self::sty::{ConstVid, FloatVid, IntVid, RegionVid, TyVid};
65 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, InferTy, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
66 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
67 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
68 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
69 pub use crate::ty::diagnostics::*;
70
71 pub use self::binding::BindingMode;
72 pub use self::binding::BindingMode::*;
73
74 pub use self::context::{tls, FreeRegionInfo, TyCtxt};
75 pub use self::context::{
76     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
77     DelaySpanBugEmitted, ResolvedOpaqueTy, UserType, UserTypeAnnotationIndex,
78 };
79 pub use self::context::{
80     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckResults,
81 };
82
83 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
84
85 pub use self::list::List;
86
87 pub use self::trait_def::TraitDef;
88
89 pub use self::query::queries;
90
91 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst};
92
93 pub mod _match;
94 pub mod adjustment;
95 pub mod binding;
96 pub mod cast;
97 pub mod codec;
98 mod erase_regions;
99 pub mod error;
100 pub mod fast_reject;
101 pub mod flags;
102 pub mod fold;
103 pub mod inhabitedness;
104 pub mod layout;
105 pub mod normalize_erasing_regions;
106 pub mod outlives;
107 pub mod print;
108 pub mod query;
109 pub mod relate;
110 pub mod steal;
111 pub mod subst;
112 pub mod trait_def;
113 pub mod util;
114 pub mod walk;
115
116 mod consts;
117 mod context;
118 mod diagnostics;
119 mod instance;
120 mod list;
121 mod structural_impls;
122 mod sty;
123
124 // Data types
125
126 pub struct ResolverOutputs {
127     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
128     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
129     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
130     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
131     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
132     pub export_map: ExportMap<LocalDefId>,
133     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
134     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
135     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
136     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
137 }
138
139 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable, Hash)]
140 pub enum AssocItemContainer {
141     TraitContainer(DefId),
142     ImplContainer(DefId),
143 }
144
145 impl AssocItemContainer {
146     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
147     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
148     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
149         match *self {
150             TraitContainer(id) => id,
151             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
152         }
153     }
154
155     pub fn id(&self) -> DefId {
156         match *self {
157             TraitContainer(id) => id,
158             ImplContainer(id) => id,
159         }
160     }
161 }
162
163 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
164 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
165 /// bounds / where-clauses).
166 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
167 pub struct ImplHeader<'tcx> {
168     pub impl_def_id: DefId,
169     pub self_ty: Ty<'tcx>,
170     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
171     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
172 }
173
174 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
175 pub enum ImplPolarity {
176     /// `impl Trait for Type`
177     Positive,
178     /// `impl !Trait for Type`
179     Negative,
180     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
181     ///
182     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
183     /// See #64631 for details.
184     Reservation,
185 }
186
187 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable, Eq, Hash)]
188 pub struct AssocItem {
189     pub def_id: DefId,
190     #[stable_hasher(project(name))]
191     pub ident: Ident,
192     pub kind: AssocKind,
193     pub vis: Visibility,
194     pub defaultness: hir::Defaultness,
195     pub container: AssocItemContainer,
196
197     /// Whether this is a method with an explicit self
198     /// as its first parameter, allowing method calls.
199     pub fn_has_self_parameter: bool,
200 }
201
202 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable, Eq, Hash)]
203 pub enum AssocKind {
204     Const,
205     Fn,
206     Type,
207 }
208
209 impl AssocKind {
210     pub fn namespace(&self) -> Namespace {
211         match *self {
212             ty::AssocKind::Type => Namespace::TypeNS,
213             ty::AssocKind::Const | ty::AssocKind::Fn => Namespace::ValueNS,
214         }
215     }
216
217     pub fn as_def_kind(&self) -> DefKind {
218         match self {
219             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
220             AssocKind::Fn => DefKind::AssocFn,
221             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
222         }
223     }
224 }
225
226 impl AssocItem {
227     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
228         match self.kind {
229             ty::AssocKind::Fn => {
230                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
231                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
232                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
233                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
234                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
235             }
236             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
237             ty::AssocKind::Const => {
238                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
239             }
240         }
241     }
242 }
243
244 /// A list of `ty::AssocItem`s in definition order that allows for efficient lookup by name.
245 ///
246 /// When doing lookup by name, we try to postpone hygienic comparison for as long as possible since
247 /// it is relatively expensive. Instead, items are indexed by `Symbol` and hygienic comparison is
248 /// done only on items with the same name.
249 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, HashStable)]
250 pub struct AssociatedItems<'tcx> {
251     items: SortedIndexMultiMap<u32, Symbol, &'tcx ty::AssocItem>,
252 }
253
254 impl<'tcx> AssociatedItems<'tcx> {
255     /// Constructs an `AssociatedItems` map from a series of `ty::AssocItem`s in definition order.
256     pub fn new(items_in_def_order: impl IntoIterator<Item = &'tcx ty::AssocItem>) -> Self {
257         let items = items_in_def_order.into_iter().map(|item| (item.ident.name, item)).collect();
258         AssociatedItems { items }
259     }
260
261     /// Returns a slice of associated items in the order they were defined.
262     ///
263     /// New code should avoid relying on definition order. If you need a particular associated item
264     /// for a known trait, make that trait a lang item instead of indexing this array.
265     pub fn in_definition_order(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
266         self.items.iter().map(|(_, v)| *v)
267     }
268
269     /// Returns an iterator over all associated items with the given name, ignoring hygiene.
270     pub fn filter_by_name_unhygienic(
271         &self,
272         name: Symbol,
273     ) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
274         self.items.get_by_key(&name).copied()
275     }
276
277     /// Returns an iterator over all associated items with the given name.
278     ///
279     /// Multiple items may have the same name if they are in different `Namespace`s. For example,
280     /// an associated type can have the same name as a method. Use one of the `find_by_name_and_*`
281     /// methods below if you know which item you are looking for.
282     pub fn filter_by_name(
283         &'a self,
284         tcx: TyCtxt<'a>,
285         ident: Ident,
286         parent_def_id: DefId,
287     ) -> impl 'a + Iterator<Item = &'a ty::AssocItem> {
288         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
289             .filter(move |item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
290     }
291
292     /// Returns the associated item with the given name and `AssocKind`, if one exists.
293     pub fn find_by_name_and_kind(
294         &self,
295         tcx: TyCtxt<'_>,
296         ident: Ident,
297         kind: AssocKind,
298         parent_def_id: DefId,
299     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
300         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
301             .filter(|item| item.kind == kind)
302             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
303     }
304
305     /// Returns the associated item with the given name in the given `Namespace`, if one exists.
306     pub fn find_by_name_and_namespace(
307         &self,
308         tcx: TyCtxt<'_>,
309         ident: Ident,
310         ns: Namespace,
311         parent_def_id: DefId,
312     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
313         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
314             .filter(|item| item.kind.namespace() == ns)
315             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
316     }
317 }
318
319 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
320 pub enum Visibility {
321     /// Visible everywhere (including in other crates).
322     Public,
323     /// Visible only in the given crate-local module.
324     Restricted(DefId),
325     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
326     Invisible,
327 }
328
329 pub trait DefIdTree: Copy {
330     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
331
332     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
333         if descendant.krate != ancestor.krate {
334             return false;
335         }
336
337         while descendant != ancestor {
338             match self.parent(descendant) {
339                 Some(parent) => descendant = parent,
340                 None => return false,
341             }
342         }
343         true
344     }
345 }
346
347 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
348     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
349         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
350     }
351 }
352
353 impl Visibility {
354     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
355         match visibility.node {
356             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
357             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
358             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
359                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
360                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
361                 Res::Err => Visibility::Public,
362                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
363             },
364             hir::VisibilityKind::Inherited => {
365                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
366             }
367         }
368     }
369
370     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
371     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
372         let restriction = match self {
373             // Public items are visible everywhere.
374             Visibility::Public => return true,
375             // Private items from other crates are visible nowhere.
376             Visibility::Invisible => return false,
377             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
378             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
379             Visibility::Restricted(module) => module,
380         };
381
382         tree.is_descendant_of(module, restriction)
383     }
384
385     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
386     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
387         let vis_restriction = match vis {
388             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
389             Visibility::Invisible => return true,
390             Visibility::Restricted(module) => module,
391         };
392
393         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
394     }
395
396     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
397     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
398         match self {
399             Visibility::Public => true,
400             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
401             Visibility::Invisible => false,
402         }
403     }
404 }
405
406 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, TyDecodable, TyEncodable, HashStable)]
407 pub enum Variance {
408     Covariant,     // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
409     Invariant,     // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
410     Contravariant, // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
411     Bivariant,     // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
412 }
413
414 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
415 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
416 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
417 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
418 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
419 /// item.
420 #[derive(HashStable)]
421 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
422     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
423     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
424     /// entry.
425     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
426 }
427
428 impl Variance {
429     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
430     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
431     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
432     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
433     /// variance with which the argument appears.
434     ///
435     /// Example 1:
436     ///
437     ///     *mut Vec<i32>
438     ///
439     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
440     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
441     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
442     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
443     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
444     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
445     /// (again) in `Invariant`.
446     ///
447     /// Example 2:
448     ///
449     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
450     ///
451     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
452     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
453     /// within which both pointer types appear is
454     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
455     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
456     /// which the first `Vec<i32>` appears is
457     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
458     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
459     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
460     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
461     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
462     ///
463     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
464     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
465     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
466         match (self, v) {
467             // Figure 1, column 1.
468             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
469             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
470             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
471             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
472
473             // Figure 1, column 2.
474             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
475             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
476             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
477             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
478
479             // Figure 1, column 3.
480             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
481
482             // Figure 1, column 4.
483             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
484         }
485     }
486 }
487
488 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
489 // the types of AST nodes.
490 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
491 pub struct CReaderCacheKey {
492     pub cnum: CrateNum,
493     pub pos: usize,
494 }
495
496 bitflags! {
497     /// Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
498     /// through the type during type construction, so that we can quickly check
499     /// whether the type has various kinds of types in it without recursing
500     /// over the type itself.
501     pub struct TypeFlags: u32 {
502         // Does this have parameters? Used to determine whether substitution is
503         // required.
504         /// Does this have [Param]?
505         const HAS_TY_PARAM                = 1 << 0;
506         /// Does this have [ReEarlyBound]?
507         const HAS_RE_PARAM                = 1 << 1;
508         /// Does this have [ConstKind::Param]?
509         const HAS_CT_PARAM                = 1 << 2;
510
511         const NEEDS_SUBST                 = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
512                                           | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
513                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits;
514
515         /// Does this have [Infer]?
516         const HAS_TY_INFER                = 1 << 3;
517         /// Does this have [ReVar]?
518         const HAS_RE_INFER                = 1 << 4;
519         /// Does this have [ConstKind::Infer]?
520         const HAS_CT_INFER                = 1 << 5;
521
522         /// Does this have inference variables? Used to determine whether
523         /// inference is required.
524         const NEEDS_INFER                 = TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
525                                           | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
526                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits;
527
528         /// Does this have [Placeholder]?
529         const HAS_TY_PLACEHOLDER          = 1 << 6;
530         /// Does this have [RePlaceholder]?
531         const HAS_RE_PLACEHOLDER          = 1 << 7;
532         /// Does this have [ConstKind::Placeholder]?
533         const HAS_CT_PLACEHOLDER          = 1 << 8;
534
535         /// `true` if there are "names" of regions and so forth
536         /// that are local to a particular fn/inferctxt
537         const HAS_FREE_LOCAL_REGIONS      = 1 << 9;
538
539         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
540         /// that are local to a particular fn
541         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES        = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
542                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
543                                           | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
544                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
545                                           | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
546                                           | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
547                                           | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits;
548
549         /// Does this have [Projection]?
550         const HAS_TY_PROJECTION           = 1 << 10;
551         /// Does this have [Opaque]?
552         const HAS_TY_OPAQUE               = 1 << 11;
553         /// Does this have [ConstKind::Unevaluated]?
554         const HAS_CT_PROJECTION           = 1 << 12;
555
556         /// Could this type be normalized further?
557         const HAS_PROJECTION              = TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
558                                           | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
559                                           | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits;
560
561         /// Is an error type/const reachable?
562         const HAS_ERROR                   = 1 << 13;
563
564         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
565         /// Basically anything but [ReLateBound] and [ReErased].
566         const HAS_FREE_REGIONS            = 1 << 14;
567
568         /// Does this have any [ReLateBound] regions? Used to check
569         /// if a global bound is safe to evaluate.
570         const HAS_RE_LATE_BOUND           = 1 << 15;
571
572         /// Does this have any [ReErased] regions?
573         const HAS_RE_ERASED               = 1 << 16;
574
575         /// Does this value have parameters/placeholders/inference variables which could be
576         /// replaced later, in a way that would change the results of `impl` specialization?
577         const STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE = 1 << 17;
578     }
579 }
580
581 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
582 pub struct TyS<'tcx> {
583     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
584     /// Use `TyS::kind()` instead.
585     kind: TyKind<'tcx>,
586     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
587     /// Use `TyS::flags()` instead.
588     flags: TypeFlags,
589
590     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
591     /// binder such that
592     ///
593     /// (a) the binder itself captures nothing but
594     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
595     ///     by some sub-binder.
596     ///
597     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
598     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
599     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
600     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
601     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
602     /// by an inner binder.
603     ///
604     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
605     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
606     /// (exclusive).
607     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
608 }
609
610 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
611 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
612 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
613
614 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
615     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
616         self.kind().cmp(other.kind())
617     }
618 }
619
620 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
621     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
622         Some(self.kind().cmp(other.kind()))
623     }
624 }
625
626 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
627     #[inline]
628     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
629         ptr::eq(self, other)
630     }
631 }
632 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
633
634 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
635     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
636         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
637     }
638 }
639
640 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
641     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
642         let ty::TyS {
643             ref kind,
644
645             // The other fields just provide fast access to information that is
646             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
647             flags: _,
648
649             outer_exclusive_binder: _,
650         } = *self;
651
652         kind.hash_stable(hcx, hasher);
653     }
654 }
655
656 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
657 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
658
659 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
660
661 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
662 pub struct UpvarPath {
663     pub hir_id: hir::HirId,
664 }
665
666 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
667 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
668 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
669 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
670 pub struct UpvarId {
671     pub var_path: UpvarPath,
672     pub closure_expr_id: LocalDefId,
673 }
674
675 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, TyEncodable, TyDecodable, Copy, HashStable)]
676 pub enum BorrowKind {
677     /// Data must be immutable and is aliasable.
678     ImmBorrow,
679
680     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
681     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
682     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
683     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
684     ///
685     /// ```
686     /// let x: &mut isize = ...;
687     /// let y = || *x += 5;
688     /// ```
689     ///
690     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
691     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
692     ///
693     /// ```
694     /// struct Env { x: & &mut isize }
695     /// let x: &mut isize = ...;
696     /// let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
697     /// fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
698     /// ```
699     ///
700     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
701     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
702     /// an `&mut` borrow:
703     ///
704     /// ```
705     /// struct Env { x: & &mut isize }
706     /// let x: &mut isize = ...;
707     /// let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
708     /// fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
709     /// ```
710     ///
711     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
712     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
713     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
714     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
715     /// borrow is hidden.
716     ///
717     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
718     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
719     /// simplicity, we don't give users the way to express this
720     /// borrow, it's just used when translating closures.
721     UniqueImmBorrow,
722
723     /// Data is mutable and not aliasable.
724     MutBorrow,
725 }
726
727 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
728 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
729 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
730 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
731     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
732     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
733     /// depending on inference.
734     ///
735     /// If the upvar was inferred to be captured by value (e.g. `move`
736     /// was not used), then the `Span` points to a usage that
737     /// required it. There may be more than one such usage
738     /// (e.g. `|| { a; a; }`), in which case we pick an
739     /// arbitrary one.
740     ByValue(Option<Span>),
741
742     /// Upvar is captured by reference.
743     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
744 }
745
746 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
747 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
748     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
749     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
750     /// syntax.
751     pub kind: BorrowKind,
752
753     /// Region of the resulting reference.
754     pub region: ty::Region<'tcx>,
755 }
756
757 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
758 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
759
760 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
761 pub enum IntVarValue {
762     IntType(ast::IntTy),
763     UintType(ast::UintTy),
764 }
765
766 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
767 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
768
769 impl ty::EarlyBoundRegion {
770     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
771         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
772     }
773
774     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
775     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
776     pub fn has_name(&self) -> bool {
777         self.name != kw::UnderscoreLifetime
778     }
779 }
780
781 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
782 pub enum GenericParamDefKind {
783     Lifetime,
784     Type {
785         has_default: bool,
786         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
787         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
788     },
789     Const,
790 }
791
792 impl GenericParamDefKind {
793     pub fn descr(&self) -> &'static str {
794         match self {
795             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
796             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
797             GenericParamDefKind::Const => "constant",
798         }
799     }
800 }
801
802 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
803 pub struct GenericParamDef {
804     pub name: Symbol,
805     pub def_id: DefId,
806     pub index: u32,
807
808     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
809     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
810     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
811     pub pure_wrt_drop: bool,
812
813     pub kind: GenericParamDefKind,
814 }
815
816 impl GenericParamDef {
817     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
818         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
819             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
820         } else {
821             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
822         }
823     }
824
825     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
826         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
827             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
828         } else {
829             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
830         }
831     }
832 }
833
834 #[derive(Default)]
835 pub struct GenericParamCount {
836     pub lifetimes: usize,
837     pub types: usize,
838     pub consts: usize,
839 }
840
841 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
842 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
843 ///
844 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
845 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
846 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
847 pub struct Generics {
848     pub parent: Option<DefId>,
849     pub parent_count: usize,
850     pub params: Vec<GenericParamDef>,
851
852     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
853     #[stable_hasher(ignore)]
854     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
855
856     pub has_self: bool,
857     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
858 }
859
860 impl<'tcx> Generics {
861     pub fn count(&self) -> usize {
862         self.parent_count + self.params.len()
863     }
864
865     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
866         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
867         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
868         // presence of this method will be a constant reminder.
869         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
870
871         for param in &self.params {
872             match param.kind {
873                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
874                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
875                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
876             };
877         }
878
879         own_counts
880     }
881
882     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
883         if self.own_requires_monomorphization() {
884             return true;
885         }
886
887         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
888             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
889             parent.requires_monomorphization(tcx)
890         } else {
891             false
892         }
893     }
894
895     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
896         for param in &self.params {
897             match param.kind {
898                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
899                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
900             }
901         }
902         false
903     }
904
905     /// Returns the `GenericParamDef` with the given index.
906     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
907         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
908             &self.params[index]
909         } else {
910             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
911                 .param_at(param_index, tcx)
912         }
913     }
914
915     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `EarlyBoundRegion`.
916     pub fn region_param(
917         &'tcx self,
918         param: &EarlyBoundRegion,
919         tcx: TyCtxt<'tcx>,
920     ) -> &'tcx GenericParamDef {
921         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
922         match param.kind {
923             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
924             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
925         }
926     }
927
928     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
929     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
930         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
931         match param.kind {
932             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
933             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
934         }
935     }
936
937     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamConst`.
938     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
939         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
940         match param.kind {
941             GenericParamDefKind::Const => param,
942             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
943         }
944     }
945 }
946
947 /// Bounds on generics.
948 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
949 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
950     pub parent: Option<DefId>,
951     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
952 }
953
954 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
955     pub fn instantiate(
956         &self,
957         tcx: TyCtxt<'tcx>,
958         substs: SubstsRef<'tcx>,
959     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
960         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
961         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
962         instantiated
963     }
964
965     pub fn instantiate_own(
966         &self,
967         tcx: TyCtxt<'tcx>,
968         substs: SubstsRef<'tcx>,
969     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
970         InstantiatedPredicates {
971             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
972             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
973         }
974     }
975
976     fn instantiate_into(
977         &self,
978         tcx: TyCtxt<'tcx>,
979         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
980         substs: SubstsRef<'tcx>,
981     ) {
982         if let Some(def_id) = self.parent {
983             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
984         }
985         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
986         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
987     }
988
989     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
990         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
991         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
992         instantiated
993     }
994
995     fn instantiate_identity_into(
996         &self,
997         tcx: TyCtxt<'tcx>,
998         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
999     ) {
1000         if let Some(def_id) = self.parent {
1001             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1002         }
1003         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
1004         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
1005     }
1006
1007     pub fn instantiate_supertrait(
1008         &self,
1009         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1010         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1011     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1012         assert_eq!(self.parent, None);
1013         InstantiatedPredicates {
1014             predicates: self
1015                 .predicates
1016                 .iter()
1017                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1018                 .collect(),
1019             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1020         }
1021     }
1022 }
1023
1024 #[derive(Debug)]
1025 crate struct PredicateInner<'tcx> {
1026     kind: PredicateKind<'tcx>,
1027     flags: TypeFlags,
1028     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
1029     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
1030 }
1031
1032 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1033 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 48);
1034
1035 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
1036 pub struct Predicate<'tcx> {
1037     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
1038 }
1039
1040 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
1041     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1042         // `self.kind` is always interned.
1043         ptr::eq(self.inner, other.inner)
1044     }
1045 }
1046
1047 impl Hash for Predicate<'_> {
1048     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1049         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
1050     }
1051 }
1052
1053 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
1054
1055 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1056     #[inline(always)]
1057     pub fn kind(self) -> &'tcx PredicateKind<'tcx> {
1058         &self.inner.kind
1059     }
1060
1061     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1062     ///
1063     /// The returned atom may contain unbound variables bound to binders skipped in this method.
1064     /// It is safe to reapply binders to the given atom.
1065     ///
1066     /// Note that this method panics in case this predicate has unbound variables.
1067     pub fn skip_binders(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1068         match self.kind() {
1069             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1070             &PredicateKind::Atom(atom) => {
1071                 debug_assert!(!atom.has_escaping_bound_vars());
1072                 atom
1073             }
1074         }
1075     }
1076
1077     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1078     ///
1079     /// Note that this method does not check if the predicate has unbound variables.
1080     ///
1081     /// Rebinding the returned atom can causes the previously bound variables
1082     /// to end up at the wrong binding level.
1083     pub fn skip_binders_unchecked(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1084         match self.kind() {
1085             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1086             &PredicateKind::Atom(atom) => atom,
1087         }
1088     }
1089
1090     /// Allows using a `Binder<PredicateAtom<'tcx>>` even if the given predicate previously
1091     /// contained unbound variables by shifting these variables outwards.
1092     pub fn bound_atom(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Binder<PredicateAtom<'tcx>> {
1093         match self.kind() {
1094             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder,
1095             &PredicateKind::Atom(atom) => Binder::wrap_nonbinding(tcx, atom),
1096         }
1097     }
1098 }
1099
1100 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
1101     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1102         let PredicateInner {
1103             ref kind,
1104
1105             // The other fields just provide fast access to information that is
1106             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
1107             flags: _,
1108             outer_exclusive_binder: _,
1109         } = self.inner;
1110
1111         kind.hash_stable(hcx, hasher);
1112     }
1113 }
1114
1115 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1116 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1117 pub enum PredicateKind<'tcx> {
1118     /// `for<'a>: ...`
1119     ForAll(Binder<PredicateAtom<'tcx>>),
1120     Atom(PredicateAtom<'tcx>),
1121 }
1122
1123 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1124 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1125 pub enum PredicateAtom<'tcx> {
1126     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1127     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1128     /// would be the type parameters.
1129     ///
1130     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1131     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1132     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1133     Trait(TraitPredicate<'tcx>, Constness),
1134
1135     /// `where 'a: 'b`
1136     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1137
1138     /// `where T: 'a`
1139     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1140
1141     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1142     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1143     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
1144
1145     /// No syntax: `T` well-formed.
1146     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
1147
1148     /// Trait must be object-safe.
1149     ObjectSafe(DefId),
1150
1151     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1152     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1153     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1154     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1155
1156     /// `T1 <: T2`
1157     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
1158
1159     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1160     ConstEvaluatable(ty::WithOptConstParam<DefId>, SubstsRef<'tcx>),
1161
1162     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
1163     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
1164
1165     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
1166     ///
1167     /// Only used for Chalk.
1168     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
1169 }
1170
1171 impl<'tcx> PredicateAtom<'tcx> {
1172     /// Wraps `self` with the given qualifier if this predicate has any unbound variables.
1173     pub fn potentially_quantified(
1174         self,
1175         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1176         qualifier: impl FnOnce(Binder<PredicateAtom<'tcx>>) -> PredicateKind<'tcx>,
1177     ) -> Predicate<'tcx> {
1178         if self.has_escaping_bound_vars() {
1179             qualifier(Binder::bind(self))
1180         } else {
1181             PredicateKind::Atom(self)
1182         }
1183         .to_predicate(tcx)
1184     }
1185 }
1186
1187 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1188 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1189 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1190 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1191 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1192 /// item.
1193 #[derive(HashStable)]
1194 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1195     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1196     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1197     /// bounds, it will have no entry.
1198     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
1199 }
1200
1201 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1202     /// Performs a substitution suitable for going from a
1203     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1204     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1205     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1206     /// lengthy comment below for details.
1207     pub fn subst_supertrait(
1208         self,
1209         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1210         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1211     ) -> Predicate<'tcx> {
1212         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1213         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1214         //
1215         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1216         //
1217         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1218         //     trait Bar<'b,'c> { }
1219         //
1220         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1221         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1222         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1223         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1224         // normal substitution.
1225         //
1226         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1227         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1228         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1229         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1230         // `'a`.
1231         //
1232         // Another example to be careful of is this:
1233         //
1234         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1235         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1236         //
1237         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1238         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1239         // reason is similar to the previous example: any impl of
1240         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1241         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1242         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1243         //
1244         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1245         // consider the more complicated scenario:
1246         //
1247         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1248         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1249         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1250         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1251         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1252         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1253         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1254         //   DB index of 1.
1255         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1256         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1257         //   just as we wanted.
1258         //
1259         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1260         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1261         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1262         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1263         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1264         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1265         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1266         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1267         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1268         // substitution code expects equal binding levels in the values
1269         // from the substitution and the value being substituted into, and
1270         // this trick achieves that).
1271         let substs = trait_ref.skip_binder().substs;
1272         let pred = self.skip_binders();
1273         let new = pred.subst(tcx, substs);
1274         if new != pred { new.potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll) } else { self }
1275     }
1276 }
1277
1278 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1279 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1280 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1281     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1282 }
1283
1284 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1285
1286 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1287     pub fn def_id(self) -> DefId {
1288         self.trait_ref.def_id
1289     }
1290
1291     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1292         self.trait_ref.self_ty()
1293     }
1294 }
1295
1296 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1297     pub fn def_id(self) -> DefId {
1298         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1299         self.skip_binder().def_id()
1300     }
1301 }
1302
1303 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1304 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1305 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1306 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1307 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1308 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1309 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1310 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1311
1312 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1313 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1314 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1315     pub a_is_expected: bool,
1316     pub a: Ty<'tcx>,
1317     pub b: Ty<'tcx>,
1318 }
1319 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1320
1321 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1322 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1323 ///
1324 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1325 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1326 ///
1327 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1328 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1329 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1330 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1331 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1332 /// instances to normalize the LHS.
1333 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1334 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1335 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1336     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1337     pub ty: Ty<'tcx>,
1338 }
1339
1340 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1341
1342 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1343     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1344     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1345         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1346     }
1347
1348     #[inline]
1349     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1350         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1351         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1352         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1353         // return value, so we are preserving the number of binding
1354         // levels.
1355         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1356     }
1357
1358     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1359         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1360     }
1361
1362     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1363     ///
1364     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1365     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1366     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1367         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1368         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1369     }
1370 }
1371
1372 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1373     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1374 }
1375
1376 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1377     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1378         ty::Binder::dummy(*self)
1379     }
1380 }
1381
1382 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1383     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1384         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1385     }
1386 }
1387
1388 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1389     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
1390 }
1391
1392 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateKind<'tcx> {
1393     #[inline(always)]
1394     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1395         tcx.mk_predicate(self)
1396     }
1397 }
1398
1399 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateAtom<'tcx> {
1400     #[inline(always)]
1401     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1402         debug_assert!(!self.has_escaping_bound_vars(), "escaping bound vars for {:?}", self);
1403         tcx.mk_predicate(PredicateKind::Atom(self))
1404     }
1405 }
1406
1407 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1408     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1409         PredicateAtom::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }, self.constness)
1410             .to_predicate(tcx)
1411     }
1412 }
1413
1414 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1415     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1416         ConstnessAnd {
1417             value: self.value.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate { trait_ref }),
1418             constness: self.constness,
1419         }
1420         .to_predicate(tcx)
1421     }
1422 }
1423
1424 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1425     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1426         PredicateAtom::Trait(self.value.skip_binder(), self.constness)
1427             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1428     }
1429 }
1430
1431 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1432     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1433         PredicateAtom::RegionOutlives(self.skip_binder())
1434             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1435     }
1436 }
1437
1438 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1439     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1440         PredicateAtom::TypeOutlives(self.skip_binder())
1441             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1442     }
1443 }
1444
1445 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1446     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1447         PredicateAtom::Projection(self.skip_binder())
1448             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1449     }
1450 }
1451
1452 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1453     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1454         match self.skip_binders() {
1455             PredicateAtom::Trait(t, _) => Some(ty::Binder::bind(t.trait_ref)),
1456             PredicateAtom::Projection(..)
1457             | PredicateAtom::Subtype(..)
1458             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1459             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1460             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1461             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1462             | PredicateAtom::TypeOutlives(..)
1463             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1464             | PredicateAtom::ConstEquate(..)
1465             | PredicateAtom::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1466         }
1467     }
1468
1469     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1470         match self.skip_binders() {
1471             PredicateAtom::TypeOutlives(data) => Some(ty::Binder::bind(data)),
1472             PredicateAtom::Trait(..)
1473             | PredicateAtom::Projection(..)
1474             | PredicateAtom::Subtype(..)
1475             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1476             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1477             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1478             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1479             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1480             | PredicateAtom::ConstEquate(..)
1481             | PredicateAtom::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1482         }
1483     }
1484 }
1485
1486 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1487 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1488 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1489 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1490 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1491 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1492 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1493 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1494 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1495 /// their values.
1496 ///
1497 /// Example:
1498 ///
1499 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1500 ///
1501 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1502 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1503 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1504 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1505 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1506 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1507     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1508     pub spans: Vec<Span>,
1509 }
1510
1511 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1512     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1513         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1514     }
1515
1516     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1517         self.predicates.is_empty()
1518     }
1519 }
1520
1521 rustc_index::newtype_index! {
1522     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1523     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1524     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1525     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1526     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1527     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1528     /// new names.
1529     ///
1530     /// To make this more concrete, consider this program:
1531     ///
1532     /// ```
1533     /// struct Foo { }
1534     /// fn bar<T>(x: T) {
1535     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1536     /// }
1537     /// ```
1538     ///
1539     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1540     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1541     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1542     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1543     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1544     /// name it inside the fn type but not outside.
1545     ///
1546     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1547     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1548     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1549     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1550     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1551     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1552     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1553     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1554     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1555     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1556     /// use for checking generic functions.
1557     pub struct UniverseIndex {
1558         derive [HashStable]
1559         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1560     }
1561 }
1562
1563 impl UniverseIndex {
1564     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1565
1566     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1567     /// is considered to extend all previous universes. This
1568     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1569     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1570     ///
1571     /// ```
1572     /// for<'a> fn(&'a u32)
1573     /// ```
1574     ///
1575     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1576     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1577     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1578     /// `U` because it was not in scope there.
1579     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1580         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1581     }
1582
1583     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1584     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1585     /// `other` (`self >= other`).
1586     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1587         self.private >= other.private
1588     }
1589
1590     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1591     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1592     /// those in `other` (`self < other`).
1593     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1594         self.private < other.private
1595     }
1596 }
1597
1598 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1599 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1600 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1601 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1602 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1603 /// another.
1604 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1605 pub struct Placeholder<T> {
1606     pub universe: UniverseIndex,
1607     pub name: T,
1608 }
1609
1610 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1611 where
1612     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1613 {
1614     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1615         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1616         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1617     }
1618 }
1619
1620 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1621
1622 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1623
1624 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1625
1626 /// A `DefId` which is potentially bundled with its corresponding generic parameter
1627 /// in case `did` is a const argument.
1628 ///
1629 /// This is used to prevent cycle errors during typeck
1630 /// as `type_of(const_arg)` depends on `typeck(owning_body)`
1631 /// which once again requires the type of its generic arguments.
1632 ///
1633 /// Luckily we only need to deal with const arguments once we
1634 /// know their corresponding parameters. We (ab)use this by
1635 /// calling `type_of(param_did)` for these arguments.
1636 ///
1637 /// ```rust
1638 /// #![feature(const_generics)]
1639 ///
1640 /// struct A;
1641 /// impl A {
1642 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> usize { N }
1643 /// }
1644 /// struct B;
1645 /// impl B {
1646 ///     fn foo<const N: u8>(&self) -> usize { 42 }
1647 /// }
1648 ///
1649 /// fn main() {
1650 ///     let a = A;
1651 ///     a.foo::<7>();
1652 /// }
1653 /// ```
1654 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1655 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1656 #[derive(Hash, HashStable)]
1657 pub struct WithOptConstParam<T> {
1658     pub did: T,
1659     /// The `DefId` of the corresponding generic paramter in case `did` is
1660     /// a const argument.
1661     ///
1662     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1663     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1664     /// to potentially update `param_did` in case it `None`.
1665     pub const_param_did: Option<DefId>,
1666 }
1667
1668 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1669     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1670     #[inline(always)]
1671     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1672         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1673     }
1674 }
1675
1676 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1677     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1678     /// `None` otherwise.
1679     #[inline(always)]
1680     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1681         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1682     }
1683
1684     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1685     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1686     #[inline(always)]
1687     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1688         if self.const_param_did.is_none() {
1689             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1690                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1691             }
1692         }
1693
1694         None
1695     }
1696
1697     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1698         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1699     }
1700
1701     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1702         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1703     }
1704 }
1705
1706 impl WithOptConstParam<DefId> {
1707     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1708         self.did
1709             .as_local()
1710             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1711     }
1712
1713     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1714         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1715             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1716                 return Some((did, param_did));
1717             }
1718         }
1719
1720         None
1721     }
1722
1723     pub fn expect_local(self) -> WithOptConstParam<LocalDefId> {
1724         self.as_local().unwrap()
1725     }
1726
1727     pub fn is_local(self) -> bool {
1728         self.did.is_local()
1729     }
1730
1731     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1732         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1733     }
1734 }
1735
1736 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1737 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1738 /// particular point.
1739 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1740 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1741     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1742     ///
1743     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1744     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1745     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1746     ///
1747     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1748     ///
1749     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1750     /// want `Reveal::All`.
1751     ///
1752     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1753     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, traits::Reveal, true>,
1754 }
1755
1756 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for traits::Reveal {
1757     const BITS: usize = 1;
1758     fn into_usize(self) -> usize {
1759         match self {
1760             traits::Reveal::UserFacing => 0,
1761             traits::Reveal::All => 1,
1762         }
1763     }
1764     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1765         match ptr {
1766             0 => traits::Reveal::UserFacing,
1767             1 => traits::Reveal::All,
1768             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1769         }
1770     }
1771 }
1772
1773 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1774     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1775         f.debug_struct("ParamEnv")
1776             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1777             .field("reveal", &self.reveal())
1778             .finish()
1779     }
1780 }
1781
1782 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1783     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1784         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1785         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1786     }
1787 }
1788
1789 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1790     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(&self, folder: &mut F) -> Self {
1791         ParamEnv::new(self.caller_bounds().fold_with(folder), self.reveal().fold_with(folder))
1792     }
1793
1794     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> bool {
1795         self.caller_bounds().visit_with(visitor) || self.reveal().visit_with(visitor)
1796     }
1797 }
1798
1799 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1800     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1801     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1802     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1803     /// type-checking.
1804     #[inline]
1805     pub fn empty() -> Self {
1806         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing)
1807     }
1808
1809     #[inline]
1810     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1811         self.packed.pointer()
1812     }
1813
1814     #[inline]
1815     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1816         self.packed.tag()
1817     }
1818
1819     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1820     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1821     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1822     /// environments like codegen or doing optimizations.
1823     ///
1824     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1825     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1826     #[inline]
1827     pub fn reveal_all() -> Self {
1828         Self::new(List::empty(), Reveal::All)
1829     }
1830
1831     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1832     #[inline]
1833     pub fn new(caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>, reveal: Reveal) -> Self {
1834         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, reveal) }
1835     }
1836
1837     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1838         self.packed.set_tag(Reveal::UserFacing);
1839         self
1840     }
1841
1842     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1843     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1844     /// (even for associated types that are specializable). This is
1845     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1846     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1847     /// which is the default.
1848     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1849     /// will be normalized to their underlying types.
1850     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1851     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1852         if self.packed.tag() == traits::Reveal::All {
1853             return self;
1854         }
1855
1856         ParamEnv::new(tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()), Reveal::All)
1857     }
1858
1859     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1860     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1861         Self::new(List::empty(), self.reveal())
1862     }
1863
1864     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1865     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1866     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1867     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1868     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1869     /// invisible.
1870     ///
1871     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1872     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1873     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1874     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1875     /// although the surrounding function is never reachable.
1876     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1877         match self.reveal() {
1878             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1879
1880             Reveal::All => {
1881                 if value.is_global() {
1882                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1883                 } else {
1884                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1885                 }
1886             }
1887         }
1888     }
1889 }
1890
1891 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1892 pub struct ConstnessAnd<T> {
1893     pub constness: Constness,
1894     pub value: T,
1895 }
1896
1897 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1898 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1899 pub trait WithConstness: Sized {
1900     #[inline]
1901     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1902         ConstnessAnd { constness, value: self }
1903     }
1904
1905     #[inline]
1906     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1907         self.with_constness(Constness::Const)
1908     }
1909
1910     #[inline]
1911     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1912         self.with_constness(Constness::NotConst)
1913     }
1914 }
1915
1916 impl<T> WithConstness for T {}
1917
1918 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1919 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1920     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1921     pub value: T,
1922 }
1923
1924 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1925     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1926         (self.param_env, self.value)
1927     }
1928 }
1929
1930 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1931 where
1932     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1933 {
1934     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1935         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1936
1937         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1938         value.hash_stable(hcx, hasher);
1939     }
1940 }
1941
1942 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1943 pub struct Destructor {
1944     /// The `DefId` of the destructor method
1945     pub did: DefId,
1946 }
1947
1948 bitflags! {
1949     #[derive(HashStable)]
1950     pub struct AdtFlags: u32 {
1951         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1952         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1953         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1954         /// Indicates whether the ADT is a union.
1955         const IS_UNION            = 1 << 1;
1956         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1957         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1958         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1959         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1960         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1961         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1962         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1963         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1964         /// Indicates whether the type is `Box`.
1965         const IS_BOX              = 1 << 6;
1966         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1967         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1968         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1969         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1970         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 8;
1971     }
1972 }
1973
1974 bitflags! {
1975     #[derive(HashStable)]
1976     pub struct VariantFlags: u32 {
1977         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1978         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1979         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1980         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1981         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1982         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1983     }
1984 }
1985
1986 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1987 #[derive(Debug, HashStable)]
1988 pub struct VariantDef {
1989     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1990     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1991     pub def_id: DefId,
1992     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1993     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1994     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1995     /// Variant or struct name.
1996     #[stable_hasher(project(name))]
1997     pub ident: Ident,
1998     /// Discriminant of this variant.
1999     pub discr: VariantDiscr,
2000     /// Fields of this variant.
2001     pub fields: Vec<FieldDef>,
2002     /// Type of constructor of variant.
2003     pub ctor_kind: CtorKind,
2004     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
2005     flags: VariantFlags,
2006 }
2007
2008 impl VariantDef {
2009     /// Creates a new `VariantDef`.
2010     ///
2011     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
2012     /// represents an enum variant).
2013     ///
2014     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
2015     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
2016     ///
2017     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
2018     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
2019     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
2020     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
2021     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
2022     ///
2023     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
2024     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
2025     pub fn new(
2026         ident: Ident,
2027         variant_did: Option<DefId>,
2028         ctor_def_id: Option<DefId>,
2029         discr: VariantDiscr,
2030         fields: Vec<FieldDef>,
2031         ctor_kind: CtorKind,
2032         adt_kind: AdtKind,
2033         parent_did: DefId,
2034         recovered: bool,
2035         is_field_list_non_exhaustive: bool,
2036     ) -> Self {
2037         debug!(
2038             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2039              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2040             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2041         );
2042
2043         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2044         if is_field_list_non_exhaustive {
2045             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2046         }
2047
2048         if recovered {
2049             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
2050         }
2051
2052         VariantDef {
2053             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2054             ctor_def_id,
2055             ident,
2056             discr,
2057             fields,
2058             ctor_kind,
2059             flags,
2060         }
2061     }
2062
2063     /// Is this field list non-exhaustive?
2064     #[inline]
2065     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2066         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2067     }
2068
2069     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
2070     #[inline]
2071     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
2072         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
2073     }
2074 }
2075
2076 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2077 pub enum VariantDiscr {
2078     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2079     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2080     Explicit(DefId),
2081
2082     /// The previous variant's discriminant plus one.
2083     /// For efficiency reasons, the distance from the
2084     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2085     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2086     Relative(u32),
2087 }
2088
2089 #[derive(Debug, HashStable)]
2090 pub struct FieldDef {
2091     pub did: DefId,
2092     #[stable_hasher(project(name))]
2093     pub ident: Ident,
2094     pub vis: Visibility,
2095 }
2096
2097 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2098 ///
2099 /// These are all interned (by `alloc_adt_def`) into the global arena.
2100 ///
2101 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2102 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2103 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2104 ///
2105 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2106 pub struct AdtDef {
2107     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2108     pub did: DefId,
2109     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2110     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2111     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2112     flags: AdtFlags,
2113     /// Repr options provided by the user.
2114     pub repr: ReprOptions,
2115 }
2116
2117 impl PartialOrd for AdtDef {
2118     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2119         Some(self.cmp(&other))
2120     }
2121 }
2122
2123 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2124 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2125 impl Ord for AdtDef {
2126     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2127         self.did.cmp(&other.did)
2128     }
2129 }
2130
2131 impl PartialEq for AdtDef {
2132     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2133     #[inline]
2134     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2135         ptr::eq(self, other)
2136     }
2137 }
2138
2139 impl Eq for AdtDef {}
2140
2141 impl Hash for AdtDef {
2142     #[inline]
2143     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2144         (self as *const AdtDef).hash(s)
2145     }
2146 }
2147
2148 impl<S: Encoder> Encodable<S> for AdtDef {
2149     fn encode(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2150         self.did.encode(s)
2151     }
2152 }
2153
2154 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2155     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2156         thread_local! {
2157             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2158         }
2159
2160         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2161             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2162             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2163                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2164
2165                 let mut hasher = StableHasher::new();
2166                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2167                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2168                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2169                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2170
2171                 hasher.finish()
2172             })
2173         });
2174
2175         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2176     }
2177 }
2178
2179 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2180 pub enum AdtKind {
2181     Struct,
2182     Union,
2183     Enum,
2184 }
2185
2186 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2187     fn into(self) -> DataTypeKind {
2188         match self {
2189             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2190             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2191             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2192         }
2193     }
2194 }
2195
2196 bitflags! {
2197     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2198     pub struct ReprFlags: u8 {
2199         const IS_C               = 1 << 0;
2200         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2201         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2202         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2203         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2204         // If true, don't expose any niche to type's context.
2205         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2206         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2207         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2208                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2209                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2210     }
2211 }
2212
2213 /// Represents the repr options provided by the user,
2214 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2215 pub struct ReprOptions {
2216     pub int: Option<attr::IntType>,
2217     pub align: Option<Align>,
2218     pub pack: Option<Align>,
2219     pub flags: ReprFlags,
2220 }
2221
2222 impl ReprOptions {
2223     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2224         let mut flags = ReprFlags::empty();
2225         let mut size = None;
2226         let mut max_align: Option<Align> = None;
2227         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2228         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2229             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
2230                 flags.insert(match r {
2231                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2232                     attr::ReprPacked(pack) => {
2233                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2234                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2235                             min_pack.min(pack)
2236                         } else {
2237                             pack
2238                         });
2239                         ReprFlags::empty()
2240                     }
2241                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2242                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2243                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2244                     attr::ReprInt(i) => {
2245                         size = Some(i);
2246                         ReprFlags::empty()
2247                     }
2248                     attr::ReprAlign(align) => {
2249                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2250                         ReprFlags::empty()
2251                     }
2252                 });
2253             }
2254         }
2255
2256         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2257         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2258             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2259         }
2260         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2261     }
2262
2263     #[inline]
2264     pub fn simd(&self) -> bool {
2265         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2266     }
2267     #[inline]
2268     pub fn c(&self) -> bool {
2269         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2270     }
2271     #[inline]
2272     pub fn packed(&self) -> bool {
2273         self.pack.is_some()
2274     }
2275     #[inline]
2276     pub fn transparent(&self) -> bool {
2277         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2278     }
2279     #[inline]
2280     pub fn linear(&self) -> bool {
2281         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2282     }
2283     #[inline]
2284     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2285         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2286     }
2287
2288     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
2289     /// This must only be called on enums!
2290     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2291         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2292     }
2293
2294     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2295     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2296     /// single pointer.
2297     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2298         self.c() || self.int.is_some()
2299     }
2300
2301     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2302     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2303     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2304         if let Some(pack) = self.pack {
2305             if pack.bytes() == 1 {
2306                 return true;
2307             }
2308         }
2309         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2310     }
2311
2312     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2313     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2314         self.c()
2315     }
2316 }
2317
2318 impl<'tcx> AdtDef {
2319     /// Creates a new `AdtDef`.
2320     fn new(
2321         tcx: TyCtxt<'_>,
2322         did: DefId,
2323         kind: AdtKind,
2324         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2325         repr: ReprOptions,
2326     ) -> Self {
2327         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2328         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2329
2330         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2331             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2332             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2333         }
2334
2335         flags |= match kind {
2336             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2337             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2338             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2339         };
2340
2341         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2342             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2343         }
2344
2345         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2346         if tcx.sess.contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2347             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2348         }
2349         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2350             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2351         }
2352         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2353             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2354         }
2355         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2356             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2357         }
2358
2359         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2360     }
2361
2362     /// Returns `true` if this is a struct.
2363     #[inline]
2364     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2365         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2366     }
2367
2368     /// Returns `true` if this is a union.
2369     #[inline]
2370     pub fn is_union(&self) -> bool {
2371         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2372     }
2373
2374     /// Returns `true` if this is a enum.
2375     #[inline]
2376     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2377         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2378     }
2379
2380     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2381     #[inline]
2382     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2383         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2384     }
2385
2386     /// Returns the kind of the ADT.
2387     #[inline]
2388     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2389         if self.is_enum() {
2390             AdtKind::Enum
2391         } else if self.is_union() {
2392             AdtKind::Union
2393         } else {
2394             AdtKind::Struct
2395         }
2396     }
2397
2398     /// Returns a description of this abstract data type.
2399     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2400         match self.adt_kind() {
2401             AdtKind::Struct => "struct",
2402             AdtKind::Union => "union",
2403             AdtKind::Enum => "enum",
2404         }
2405     }
2406
2407     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2408     #[inline]
2409     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2410         match self.adt_kind() {
2411             AdtKind::Struct => "struct",
2412             AdtKind::Union => "union",
2413             AdtKind::Enum => "variant",
2414         }
2415     }
2416
2417     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2418     #[inline]
2419     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2420         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2421     }
2422
2423     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2424     /// of coherence checking.
2425     #[inline]
2426     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2427         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2428     }
2429
2430     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2431     #[inline]
2432     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2433         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2434     }
2435
2436     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2437     #[inline]
2438     pub fn is_box(&self) -> bool {
2439         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2440     }
2441
2442     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2443     #[inline]
2444     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2445         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2446     }
2447
2448     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2449     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2450         self.destructor(tcx).is_some()
2451     }
2452
2453     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2454     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2455         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2456         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2457     }
2458
2459     #[inline]
2460     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2461         tcx.predicates_of(self.did)
2462     }
2463
2464     /// Returns an iterator over all fields contained
2465     /// by this ADT.
2466     #[inline]
2467     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2468         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2469     }
2470
2471     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2472         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2473     }
2474
2475     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2476     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2477         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2478     }
2479
2480     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2481     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2482         self.variants
2483             .iter()
2484             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2485             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2486     }
2487
2488     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2489     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2490         self.variants
2491             .iter_enumerated()
2492             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2493             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2494             .0
2495     }
2496
2497     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2498     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2499         self.variants
2500             .iter_enumerated()
2501             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2502             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2503             .0
2504     }
2505
2506     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2507         match res {
2508             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2509             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2510             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2511             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2512             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2513             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2514             | Res::SelfTy(..)
2515             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2516             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2517         }
2518     }
2519
2520     #[inline]
2521     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2522         assert!(self.is_enum());
2523         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2524         let repr_type = self.repr.discr_type();
2525         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2526             Ok(val) => {
2527                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2528                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2529                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2530                     Some(Discr { val: b, ty })
2531                 } else {
2532                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2533                     crate::mir::interpret::struct_error(
2534                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2535                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2536                     )
2537                     .emit();
2538                     None
2539                 }
2540             }
2541             Err(err) => {
2542                 let msg = match err {
2543                     ErrorHandled::Reported(ErrorReported) | ErrorHandled::Linted => {
2544                         "enum discriminant evaluation failed"
2545                     }
2546                     ErrorHandled::TooGeneric => "enum discriminant depends on generics",
2547                 };
2548                 tcx.sess.delay_span_bug(tcx.def_span(expr_did), msg);
2549                 None
2550             }
2551         }
2552     }
2553
2554     #[inline]
2555     pub fn discriminants(
2556         &'tcx self,
2557         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2558     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2559         assert!(self.is_enum());
2560         let repr_type = self.repr.discr_type();
2561         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2562         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2563         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2564             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2565             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2566                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2567                     discr = new_discr;
2568                 }
2569             }
2570             prev_discr = Some(discr);
2571
2572             (i, discr)
2573         })
2574     }
2575
2576     #[inline]
2577     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2578         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2579     }
2580
2581     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2582     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2583     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2584     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2585     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2586     #[inline]
2587     pub fn discriminant_for_variant(
2588         &self,
2589         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2590         variant_index: VariantIdx,
2591     ) -> Discr<'tcx> {
2592         assert!(self.is_enum());
2593         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2594         let explicit_value = val
2595             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2596             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2597         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2598     }
2599
2600     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2601     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2602     /// inferred discriminant directly.
2603     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2604         assert!(!self.variants.is_empty());
2605         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2606         let expr_did;
2607         loop {
2608             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2609                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2610                     expr_did = None;
2611                     break;
2612                 }
2613                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2614                     explicit_index -= distance;
2615                 }
2616                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2617                     expr_did = Some(did);
2618                     break;
2619                 }
2620             }
2621         }
2622         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2623     }
2624
2625     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2626         tcx.adt_destructor(self.did)
2627     }
2628
2629     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2630     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2631     ///
2632     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2633     /// actually more expressive than checking all members:
2634     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2635     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2636     ///
2637     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2638     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2639     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2640         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2641     }
2642 }
2643
2644 impl<'tcx> FieldDef {
2645     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2646     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2647     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2648         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2649     }
2650 }
2651
2652 /// Represents the various closure traits in the language. This
2653 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2654 /// desugaring) argument that the closure expects.
2655 ///
2656 /// You can get the environment type of a closure using
2657 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2658 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
2659 #[derive(HashStable)]
2660 pub enum ClosureKind {
2661     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2662     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2663     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2664     Fn,
2665     FnMut,
2666     FnOnce,
2667 }
2668
2669 impl<'tcx> ClosureKind {
2670     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2671     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2672
2673     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2674         match *self {
2675             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(LangItem::Fn, None),
2676             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(LangItem::FnMut, None),
2677             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(LangItem::FnOnce, None),
2678         }
2679     }
2680
2681     /// Returns `true` if a type that impls this closure kind
2682     /// must also implement `other`.
2683     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2684         match (self, other) {
2685             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2686             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2687             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2688             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2689             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2690             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2691             _ => false,
2692         }
2693     }
2694
2695     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2696     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2697     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2698         match self {
2699             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2700             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2701             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2702         }
2703     }
2704 }
2705
2706 impl BorrowKind {
2707     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2708         match m {
2709             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2710             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2711         }
2712     }
2713
2714     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2715     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2716     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2717     /// question.
2718     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2719         match self {
2720             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2721             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2722
2723             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2724             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2725             // and hence is a safe "over approximation".
2726             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2727         }
2728     }
2729
2730     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2731         match *self {
2732             MutBorrow => "mutable",
2733             ImmBorrow => "immutable",
2734             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2735         }
2736     }
2737 }
2738
2739 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
2740
2741 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2742 pub enum ImplOverlapKind {
2743     /// These impls are always allowed to overlap.
2744     Permitted {
2745         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2746         marker: bool,
2747     },
2748     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2749     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2750     ///
2751     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2752     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2753     ///
2754     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2755     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2756     ///
2757     /// ```
2758     /// trait Trait {}
2759     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2760     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2761     /// ```
2762     ///
2763     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2764     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2765     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2766     /// overlapping impls for it is sound.
2767     ///
2768     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2769     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2770     /// it has the following restrictions:
2771     ///
2772     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2773     /// positive impls.
2774     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2775     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2776     /// marker traits.
2777     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2778     ///
2779     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2780     Issue33140,
2781 }
2782
2783 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2784     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2785         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2786     }
2787
2788     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2789     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2790     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2791     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2792         self.hir()
2793             .krate()
2794             .body_ids
2795             .iter()
2796             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2797     }
2798
2799     pub fn par_body_owners<F: Fn(LocalDefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2800         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2801             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2802     }
2803
2804     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2805         self.associated_items(id)
2806             .in_definition_order()
2807             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2808     }
2809
2810     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2811         def_id
2812             .as_local()
2813             .and_then(|def_id| self.hir().get(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)).ident())
2814     }
2815
2816     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2817         let is_associated_item = if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2818             match self.hir().get(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
2819                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2820                 _ => false,
2821             }
2822         } else {
2823             match self.def_kind(def_id) {
2824                 DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy => true,
2825                 _ => false,
2826             }
2827         };
2828
2829         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2830     }
2831
2832     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2833         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2834     }
2835
2836     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2837         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2838     }
2839
2840     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2841     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2842     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2843         self,
2844         def_id1: DefId,
2845         def_id2: DefId,
2846     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2847         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2848         // as one of them essentially doesn't exist.
2849         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2850             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2851         {
2852             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2853         }
2854
2855         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2856             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2857                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2858                 debug!(
2859                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2860                     def_id1, def_id2
2861                 );
2862                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2863             }
2864             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2865             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2866                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2867                 debug!(
2868                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2869                     def_id1, def_id2
2870                 );
2871                 return None;
2872             }
2873             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2874             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2875         };
2876
2877         let is_marker_overlap = {
2878             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2879                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2880                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2881             };
2882             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2883         };
2884
2885         if is_marker_overlap {
2886             debug!(
2887                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2888                 def_id1, def_id2
2889             );
2890             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2891         } else {
2892             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2893                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2894                     if self_ty1 == self_ty2 {
2895                         debug!(
2896                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2897                             def_id1, def_id2
2898                         );
2899                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2900                     } else {
2901                         debug!(
2902                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2903                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2904                         );
2905                     }
2906                 }
2907             }
2908
2909             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2910             None
2911         }
2912     }
2913
2914     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2915     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2916     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2917         match res {
2918             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2919                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2920                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2921             }
2922             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2923             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2924                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2925                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2926                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2927             }
2928             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2929                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2930                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2931             }
2932             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2933         }
2934     }
2935
2936     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2937         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2938             self.original_crate_name(id.krate)
2939         } else {
2940             let def_key = self.def_key(id);
2941             match def_key.disambiguated_data.data {
2942                 // The name of a constructor is that of its parent.
2943                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => {
2944                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
2945                 }
2946                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2947                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2948                 }),
2949             }
2950         }
2951     }
2952
2953     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2954     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2955         match instance {
2956             ty::InstanceDef::Item(def) => {
2957                 if let Some((did, param_did)) = def.as_const_arg() {
2958                     self.optimized_mir_of_const_arg((did, param_did))
2959                 } else {
2960                     self.optimized_mir(def.did)
2961                 }
2962             }
2963             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2964             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2965             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2966             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2967             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2968             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2969             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2970             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2971         }
2972     }
2973
2974     /// Gets the attributes of a definition.
2975     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2976         if let Some(did) = did.as_local() {
2977             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2978         } else {
2979             self.item_attrs(did)
2980         }
2981     }
2982
2983     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2984     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2985         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2986     }
2987
2988     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2989     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2990         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2991     }
2992
2993     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2994         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2995     }
2996
2997     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2998     /// If it implements no trait, returns `None`.
2999     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3000         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3001     }
3002
3003     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3004     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3005     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3006         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3007             TraitContainer(_) => None,
3008             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3009         })
3010     }
3011
3012     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3013     /// with the name of the crate containing the impl.
3014     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3015         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
3016             let hir_id = self.hir().local_def_id_to_hir_id(impl_did);
3017             Ok(self.hir().span(hir_id))
3018         } else {
3019             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3020         }
3021     }
3022
3023     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3024     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3025     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3026     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3027         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3028         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3029         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3030         use_name.name == def_name.name
3031             && use_name
3032                 .span
3033                 .ctxt()
3034                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3035     }
3036
3037     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3038         match scope.as_local() {
3039             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3040             None => ExpnId::root(),
3041         }
3042     }
3043
3044     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3045         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3046         ident
3047     }
3048
3049     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3050         self,
3051         mut ident: Ident,
3052         scope: DefId,
3053         block: hir::HirId,
3054     ) -> (Ident, DefId) {
3055         let scope =
3056             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3057             {
3058                 Some(actual_expansion) => {
3059                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3060                 }
3061                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3062             };
3063         (ident, scope)
3064     }
3065
3066     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3067         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3068     }
3069 }
3070
3071 #[derive(Clone, HashStable)]
3072 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3073
3074 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3075 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3076     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
3077         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
3078             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3079                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3080             }
3081         }
3082     }
3083     None
3084 }
3085
3086 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
3087     context::provide(providers);
3088     erase_regions::provide(providers);
3089     layout::provide(providers);
3090     util::provide(providers);
3091     print::provide(providers);
3092     super::util::bug::provide(providers);
3093     *providers = ty::query::Providers {
3094         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3095         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3096         ..*providers
3097     };
3098 }
3099
3100 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3101 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3102 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3103 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3104 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3105 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3106 pub struct CrateInherentImpls {
3107     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3108 }
3109
3110 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
3111 pub struct SymbolName<'tcx> {
3112     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
3113     pub name: &'tcx str,
3114 }
3115
3116 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
3117     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
3118         SymbolName {
3119             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
3120         }
3121     }
3122 }
3123
3124 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
3125     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3126         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3127     }
3128 }
3129
3130 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
3131     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3132         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3133     }
3134 }