]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
Rollup merge of #76891 - lcnr:less-ref, r=ecstatic-morse
[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     ///    let x: &mut isize = ...;
686     ///    let y = || *x += 5;
687     ///
688     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
689     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
690     ///
691     ///    struct Env { x: & &mut isize }
692     ///    let x: &mut isize = ...;
693     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
694     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
695     ///
696     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
697     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
698     /// an `&mut` borrow:
699     ///
700     ///    struct Env { x: & &mut isize }
701     ///    let x: &mut isize = ...;
702     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
703     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
704     ///
705     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
706     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
707     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
708     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
709     /// borrow is hidden.
710     ///
711     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
712     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
713     /// simplicity, we don't give users the way to express this
714     /// borrow, it's just used when translating closures.
715     UniqueImmBorrow,
716
717     /// Data is mutable and not aliasable.
718     MutBorrow,
719 }
720
721 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
722 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
723 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
724 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
725     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
726     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
727     /// depending on inference.
728     ///
729     /// If the upvar was inferred to be captured by value (e.g. `move`
730     /// was not used), then the `Span` points to a usage that
731     /// required it. There may be more than one such usage
732     /// (e.g. `|| { a; a; }`), in which case we pick an
733     /// arbitrary one.
734     ByValue(Option<Span>),
735
736     /// Upvar is captured by reference.
737     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
738 }
739
740 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
741 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
742     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
743     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
744     /// syntax.
745     pub kind: BorrowKind,
746
747     /// Region of the resulting reference.
748     pub region: ty::Region<'tcx>,
749 }
750
751 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
752 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
753
754 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
755 pub enum IntVarValue {
756     IntType(ast::IntTy),
757     UintType(ast::UintTy),
758 }
759
760 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
761 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
762
763 impl ty::EarlyBoundRegion {
764     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
765         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
766     }
767
768     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
769     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
770     pub fn has_name(&self) -> bool {
771         self.name != kw::UnderscoreLifetime
772     }
773 }
774
775 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
776 pub enum GenericParamDefKind {
777     Lifetime,
778     Type {
779         has_default: bool,
780         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
781         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
782     },
783     Const,
784 }
785
786 impl GenericParamDefKind {
787     pub fn descr(&self) -> &'static str {
788         match self {
789             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
790             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
791             GenericParamDefKind::Const => "constant",
792         }
793     }
794 }
795
796 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
797 pub struct GenericParamDef {
798     pub name: Symbol,
799     pub def_id: DefId,
800     pub index: u32,
801
802     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
803     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
804     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
805     pub pure_wrt_drop: bool,
806
807     pub kind: GenericParamDefKind,
808 }
809
810 impl GenericParamDef {
811     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
812         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
813             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
814         } else {
815             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
816         }
817     }
818
819     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
820         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
821             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
822         } else {
823             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
824         }
825     }
826 }
827
828 #[derive(Default)]
829 pub struct GenericParamCount {
830     pub lifetimes: usize,
831     pub types: usize,
832     pub consts: usize,
833 }
834
835 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
836 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
837 ///
838 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
839 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
840 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
841 pub struct Generics {
842     pub parent: Option<DefId>,
843     pub parent_count: usize,
844     pub params: Vec<GenericParamDef>,
845
846     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
847     #[stable_hasher(ignore)]
848     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
849
850     pub has_self: bool,
851     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
852 }
853
854 impl<'tcx> Generics {
855     pub fn count(&self) -> usize {
856         self.parent_count + self.params.len()
857     }
858
859     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
860         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
861         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
862         // presence of this method will be a constant reminder.
863         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
864
865         for param in &self.params {
866             match param.kind {
867                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
868                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
869                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
870             };
871         }
872
873         own_counts
874     }
875
876     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
877         if self.own_requires_monomorphization() {
878             return true;
879         }
880
881         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
882             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
883             parent.requires_monomorphization(tcx)
884         } else {
885             false
886         }
887     }
888
889     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
890         for param in &self.params {
891             match param.kind {
892                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
893                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
894             }
895         }
896         false
897     }
898
899     /// Returns the `GenericParamDef` with the given index.
900     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
901         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
902             &self.params[index]
903         } else {
904             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
905                 .param_at(param_index, tcx)
906         }
907     }
908
909     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `EarlyBoundRegion`.
910     pub fn region_param(
911         &'tcx self,
912         param: &EarlyBoundRegion,
913         tcx: TyCtxt<'tcx>,
914     ) -> &'tcx GenericParamDef {
915         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
916         match param.kind {
917             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
918             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
919         }
920     }
921
922     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
923     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
924         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
925         match param.kind {
926             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
927             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
928         }
929     }
930
931     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamConst`.
932     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
933         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
934         match param.kind {
935             GenericParamDefKind::Const => param,
936             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
937         }
938     }
939 }
940
941 /// Bounds on generics.
942 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
943 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
944     pub parent: Option<DefId>,
945     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
946 }
947
948 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
949     pub fn instantiate(
950         &self,
951         tcx: TyCtxt<'tcx>,
952         substs: SubstsRef<'tcx>,
953     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
954         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
955         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
956         instantiated
957     }
958
959     pub fn instantiate_own(
960         &self,
961         tcx: TyCtxt<'tcx>,
962         substs: SubstsRef<'tcx>,
963     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
964         InstantiatedPredicates {
965             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
966             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
967         }
968     }
969
970     fn instantiate_into(
971         &self,
972         tcx: TyCtxt<'tcx>,
973         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
974         substs: SubstsRef<'tcx>,
975     ) {
976         if let Some(def_id) = self.parent {
977             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
978         }
979         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
980         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
981     }
982
983     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
984         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
985         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
986         instantiated
987     }
988
989     fn instantiate_identity_into(
990         &self,
991         tcx: TyCtxt<'tcx>,
992         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
993     ) {
994         if let Some(def_id) = self.parent {
995             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
996         }
997         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
998         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
999     }
1000
1001     pub fn instantiate_supertrait(
1002         &self,
1003         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1004         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1005     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1006         assert_eq!(self.parent, None);
1007         InstantiatedPredicates {
1008             predicates: self
1009                 .predicates
1010                 .iter()
1011                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1012                 .collect(),
1013             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1014         }
1015     }
1016 }
1017
1018 #[derive(Debug)]
1019 crate struct PredicateInner<'tcx> {
1020     kind: PredicateKind<'tcx>,
1021     flags: TypeFlags,
1022     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
1023     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
1024 }
1025
1026 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1027 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 48);
1028
1029 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
1030 pub struct Predicate<'tcx> {
1031     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
1032 }
1033
1034 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
1035     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1036         // `self.kind` is always interned.
1037         ptr::eq(self.inner, other.inner)
1038     }
1039 }
1040
1041 impl Hash for Predicate<'_> {
1042     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1043         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
1044     }
1045 }
1046
1047 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
1048
1049 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1050     #[inline(always)]
1051     pub fn kind(self) -> &'tcx PredicateKind<'tcx> {
1052         &self.inner.kind
1053     }
1054
1055     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1056     ///
1057     /// The returned atom may contain unbound variables bound to binders skipped in this method.
1058     /// It is safe to reapply binders to the given atom.
1059     ///
1060     /// Note that this method panics in case this predicate has unbound variables.
1061     pub fn skip_binders(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1062         match self.kind() {
1063             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1064             &PredicateKind::Atom(atom) => {
1065                 debug_assert!(!atom.has_escaping_bound_vars());
1066                 atom
1067             }
1068         }
1069     }
1070
1071     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1072     ///
1073     /// Note that this method does not check if the predicate has unbound variables.
1074     ///
1075     /// Rebinding the returned atom can causes the previously bound variables
1076     /// to end up at the wrong binding level.
1077     pub fn skip_binders_unchecked(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1078         match self.kind() {
1079             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1080             &PredicateKind::Atom(atom) => atom,
1081         }
1082     }
1083
1084     /// Allows using a `Binder<PredicateAtom<'tcx>>` even if the given predicate previously
1085     /// contained unbound variables by shifting these variables outwards.
1086     pub fn bound_atom(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Binder<PredicateAtom<'tcx>> {
1087         match self.kind() {
1088             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder,
1089             &PredicateKind::Atom(atom) => Binder::wrap_nonbinding(tcx, atom),
1090         }
1091     }
1092 }
1093
1094 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
1095     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1096         let PredicateInner {
1097             ref kind,
1098
1099             // The other fields just provide fast access to information that is
1100             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
1101             flags: _,
1102             outer_exclusive_binder: _,
1103         } = self.inner;
1104
1105         kind.hash_stable(hcx, hasher);
1106     }
1107 }
1108
1109 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1110 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1111 pub enum PredicateKind<'tcx> {
1112     /// `for<'a>: ...`
1113     ForAll(Binder<PredicateAtom<'tcx>>),
1114     Atom(PredicateAtom<'tcx>),
1115 }
1116
1117 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1118 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1119 pub enum PredicateAtom<'tcx> {
1120     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1121     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1122     /// would be the type parameters.
1123     ///
1124     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1125     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1126     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1127     Trait(TraitPredicate<'tcx>, Constness),
1128
1129     /// `where 'a: 'b`
1130     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1131
1132     /// `where T: 'a`
1133     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1134
1135     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1136     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1137     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
1138
1139     /// No syntax: `T` well-formed.
1140     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
1141
1142     /// Trait must be object-safe.
1143     ObjectSafe(DefId),
1144
1145     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1146     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1147     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1148     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1149
1150     /// `T1 <: T2`
1151     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
1152
1153     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1154     ConstEvaluatable(ty::WithOptConstParam<DefId>, SubstsRef<'tcx>),
1155
1156     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
1157     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
1158
1159     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
1160     ///
1161     /// Only used for Chalk.
1162     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
1163 }
1164
1165 impl<'tcx> PredicateAtom<'tcx> {
1166     /// Wraps `self` with the given qualifier if this predicate has any unbound variables.
1167     pub fn potentially_quantified(
1168         self,
1169         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1170         qualifier: impl FnOnce(Binder<PredicateAtom<'tcx>>) -> PredicateKind<'tcx>,
1171     ) -> Predicate<'tcx> {
1172         if self.has_escaping_bound_vars() {
1173             qualifier(Binder::bind(self))
1174         } else {
1175             PredicateKind::Atom(self)
1176         }
1177         .to_predicate(tcx)
1178     }
1179 }
1180
1181 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1182 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1183 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1184 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1185 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1186 /// item.
1187 #[derive(HashStable)]
1188 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1189     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1190     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1191     /// bounds, it will have no entry.
1192     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
1193 }
1194
1195 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1196     /// Performs a substitution suitable for going from a
1197     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1198     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1199     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1200     /// lengthy comment below for details.
1201     pub fn subst_supertrait(
1202         self,
1203         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1204         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1205     ) -> Predicate<'tcx> {
1206         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1207         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1208         //
1209         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1210         //
1211         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1212         //     trait Bar<'b,'c> { }
1213         //
1214         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1215         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1216         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1217         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1218         // normal substitution.
1219         //
1220         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1221         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1222         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1223         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1224         // `'a`.
1225         //
1226         // Another example to be careful of is this:
1227         //
1228         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1229         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1230         //
1231         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1232         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1233         // reason is similar to the previous example: any impl of
1234         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1235         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1236         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1237         //
1238         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1239         // consider the more complicated scenario:
1240         //
1241         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1242         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1243         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1244         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1245         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1246         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1247         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1248         //   DB index of 1.
1249         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1250         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1251         //   just as we wanted.
1252         //
1253         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1254         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1255         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1256         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1257         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1258         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1259         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1260         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1261         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1262         // substitution code expects equal binding levels in the values
1263         // from the substitution and the value being substituted into, and
1264         // this trick achieves that).
1265         let substs = trait_ref.skip_binder().substs;
1266         let pred = self.skip_binders();
1267         let new = pred.subst(tcx, substs);
1268         if new != pred { new.potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll) } else { self }
1269     }
1270 }
1271
1272 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1273 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1274 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1275     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1276 }
1277
1278 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1279
1280 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1281     pub fn def_id(self) -> DefId {
1282         self.trait_ref.def_id
1283     }
1284
1285     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1286         self.trait_ref.self_ty()
1287     }
1288 }
1289
1290 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1291     pub fn def_id(self) -> DefId {
1292         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1293         self.skip_binder().def_id()
1294     }
1295 }
1296
1297 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1298 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1299 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1300 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1301 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1302 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1303 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1304 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1305
1306 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1307 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1308 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1309     pub a_is_expected: bool,
1310     pub a: Ty<'tcx>,
1311     pub b: Ty<'tcx>,
1312 }
1313 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1314
1315 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1316 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1317 ///
1318 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1319 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1320 ///
1321 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1322 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1323 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1324 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1325 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1326 /// instances to normalize the LHS.
1327 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1328 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1329 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1330     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1331     pub ty: Ty<'tcx>,
1332 }
1333
1334 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1335
1336 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1337     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1338     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1339         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1340     }
1341
1342     #[inline]
1343     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1344         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1345         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1346         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1347         // return value, so we are preserving the number of binding
1348         // levels.
1349         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1350     }
1351
1352     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1353         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1354     }
1355
1356     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1357     ///
1358     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1359     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1360     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1361         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1362         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1363     }
1364 }
1365
1366 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1367     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1368 }
1369
1370 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1371     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1372         ty::Binder::dummy(*self)
1373     }
1374 }
1375
1376 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1377     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1378         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1379     }
1380 }
1381
1382 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1383     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
1384 }
1385
1386 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateKind<'tcx> {
1387     #[inline(always)]
1388     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1389         tcx.mk_predicate(self)
1390     }
1391 }
1392
1393 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateAtom<'tcx> {
1394     #[inline(always)]
1395     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1396         debug_assert!(!self.has_escaping_bound_vars(), "escaping bound vars for {:?}", self);
1397         tcx.mk_predicate(PredicateKind::Atom(self))
1398     }
1399 }
1400
1401 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1402     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1403         PredicateAtom::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }, self.constness)
1404             .to_predicate(tcx)
1405     }
1406 }
1407
1408 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1409     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1410         ConstnessAnd {
1411             value: self.value.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate { trait_ref }),
1412             constness: self.constness,
1413         }
1414         .to_predicate(tcx)
1415     }
1416 }
1417
1418 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1419     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1420         PredicateAtom::Trait(self.value.skip_binder(), self.constness)
1421             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1422     }
1423 }
1424
1425 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1426     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1427         PredicateAtom::RegionOutlives(self.skip_binder())
1428             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1429     }
1430 }
1431
1432 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1433     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1434         PredicateAtom::TypeOutlives(self.skip_binder())
1435             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1436     }
1437 }
1438
1439 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1440     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1441         PredicateAtom::Projection(self.skip_binder())
1442             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1443     }
1444 }
1445
1446 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1447     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1448         match self.skip_binders() {
1449             PredicateAtom::Trait(t, _) => Some(ty::Binder::bind(t.trait_ref)),
1450             PredicateAtom::Projection(..)
1451             | PredicateAtom::Subtype(..)
1452             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1453             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1454             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1455             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1456             | PredicateAtom::TypeOutlives(..)
1457             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1458             | PredicateAtom::ConstEquate(..)
1459             | PredicateAtom::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1460         }
1461     }
1462
1463     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1464         match self.skip_binders() {
1465             PredicateAtom::TypeOutlives(data) => Some(ty::Binder::bind(data)),
1466             PredicateAtom::Trait(..)
1467             | PredicateAtom::Projection(..)
1468             | PredicateAtom::Subtype(..)
1469             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1470             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1471             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1472             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1473             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1474             | PredicateAtom::ConstEquate(..)
1475             | PredicateAtom::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1476         }
1477     }
1478 }
1479
1480 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1481 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1482 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1483 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1484 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1485 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1486 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1487 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1488 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1489 /// their values.
1490 ///
1491 /// Example:
1492 ///
1493 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1494 ///
1495 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1496 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1497 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1498 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1499 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1500 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1501     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1502     pub spans: Vec<Span>,
1503 }
1504
1505 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1506     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1507         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1508     }
1509
1510     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1511         self.predicates.is_empty()
1512     }
1513 }
1514
1515 rustc_index::newtype_index! {
1516     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1517     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1518     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1519     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1520     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1521     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1522     /// new names.
1523     ///
1524     /// To make this more concrete, consider this program:
1525     ///
1526     /// ```
1527     /// struct Foo { }
1528     /// fn bar<T>(x: T) {
1529     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1530     /// }
1531     /// ```
1532     ///
1533     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1534     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1535     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1536     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1537     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1538     /// name it inside the fn type but not outside.
1539     ///
1540     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1541     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1542     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1543     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1544     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1545     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1546     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1547     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1548     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1549     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1550     /// use for checking generic functions.
1551     pub struct UniverseIndex {
1552         derive [HashStable]
1553         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1554     }
1555 }
1556
1557 impl UniverseIndex {
1558     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1559
1560     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1561     /// is considered to extend all previous universes. This
1562     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1563     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1564     ///
1565     /// ```
1566     /// for<'a> fn(&'a u32)
1567     /// ```
1568     ///
1569     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1570     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1571     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1572     /// `U` because it was not in scope there.
1573     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1574         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1575     }
1576
1577     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1578     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1579     /// `other` (`self >= other`).
1580     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1581         self.private >= other.private
1582     }
1583
1584     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1585     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1586     /// those in `other` (`self < other`).
1587     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1588         self.private < other.private
1589     }
1590 }
1591
1592 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1593 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1594 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1595 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1596 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1597 /// another.
1598 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1599 pub struct Placeholder<T> {
1600     pub universe: UniverseIndex,
1601     pub name: T,
1602 }
1603
1604 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1605 where
1606     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1607 {
1608     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1609         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1610         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1611     }
1612 }
1613
1614 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1615
1616 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1617
1618 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1619
1620 /// A `DefId` which is potentially bundled with its corresponding generic parameter
1621 /// in case `did` is a const argument.
1622 ///
1623 /// This is used to prevent cycle errors during typeck
1624 /// as `type_of(const_arg)` depends on `typeck(owning_body)`
1625 /// which once again requires the type of its generic arguments.
1626 ///
1627 /// Luckily we only need to deal with const arguments once we
1628 /// know their corresponding parameters. We (ab)use this by
1629 /// calling `type_of(param_did)` for these arguments.
1630 ///
1631 /// ```rust
1632 /// #![feature(const_generics)]
1633 ///
1634 /// struct A;
1635 /// impl A {
1636 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> usize { N }
1637 /// }
1638 /// struct B;
1639 /// impl B {
1640 ///     fn foo<const N: u8>(&self) -> usize { 42 }
1641 /// }
1642 ///
1643 /// fn main() {
1644 ///     let a = A;
1645 ///     a.foo::<7>();
1646 /// }
1647 /// ```
1648 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1649 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1650 #[derive(Hash, HashStable)]
1651 pub struct WithOptConstParam<T> {
1652     pub did: T,
1653     /// The `DefId` of the corresponding generic paramter in case `did` is
1654     /// a const argument.
1655     ///
1656     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1657     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1658     /// to potentially update `param_did` in case it `None`.
1659     pub const_param_did: Option<DefId>,
1660 }
1661
1662 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1663     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1664     #[inline(always)]
1665     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1666         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1667     }
1668 }
1669
1670 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1671     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1672     /// `None` otherwise.
1673     #[inline(always)]
1674     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1675         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1676     }
1677
1678     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1679     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1680     #[inline(always)]
1681     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1682         if self.const_param_did.is_none() {
1683             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1684                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1685             }
1686         }
1687
1688         None
1689     }
1690
1691     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1692         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1693     }
1694
1695     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1696         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1697     }
1698 }
1699
1700 impl WithOptConstParam<DefId> {
1701     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1702         self.did
1703             .as_local()
1704             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1705     }
1706
1707     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1708         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1709             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1710                 return Some((did, param_did));
1711             }
1712         }
1713
1714         None
1715     }
1716
1717     pub fn expect_local(self) -> WithOptConstParam<LocalDefId> {
1718         self.as_local().unwrap()
1719     }
1720
1721     pub fn is_local(self) -> bool {
1722         self.did.is_local()
1723     }
1724
1725     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1726         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1727     }
1728 }
1729
1730 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1731 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1732 /// particular point.
1733 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1734 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1735     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1736     ///
1737     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1738     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1739     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1740     ///
1741     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1742     ///
1743     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1744     /// want `Reveal::All`.
1745     ///
1746     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1747     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, traits::Reveal, true>,
1748 }
1749
1750 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for traits::Reveal {
1751     const BITS: usize = 1;
1752     fn into_usize(self) -> usize {
1753         match self {
1754             traits::Reveal::UserFacing => 0,
1755             traits::Reveal::All => 1,
1756         }
1757     }
1758     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1759         match ptr {
1760             0 => traits::Reveal::UserFacing,
1761             1 => traits::Reveal::All,
1762             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1763         }
1764     }
1765 }
1766
1767 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1768     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1769         f.debug_struct("ParamEnv")
1770             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1771             .field("reveal", &self.reveal())
1772             .finish()
1773     }
1774 }
1775
1776 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1777     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1778         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1779         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1780     }
1781 }
1782
1783 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1784     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(&self, folder: &mut F) -> Self {
1785         ParamEnv::new(self.caller_bounds().fold_with(folder), self.reveal().fold_with(folder))
1786     }
1787
1788     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> bool {
1789         self.caller_bounds().visit_with(visitor) || self.reveal().visit_with(visitor)
1790     }
1791 }
1792
1793 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1794     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1795     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1796     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1797     /// type-checking.
1798     #[inline]
1799     pub fn empty() -> Self {
1800         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing)
1801     }
1802
1803     #[inline]
1804     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1805         self.packed.pointer()
1806     }
1807
1808     #[inline]
1809     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1810         self.packed.tag()
1811     }
1812
1813     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1814     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1815     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1816     /// environments like codegen or doing optimizations.
1817     ///
1818     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1819     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1820     #[inline]
1821     pub fn reveal_all() -> Self {
1822         Self::new(List::empty(), Reveal::All)
1823     }
1824
1825     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1826     #[inline]
1827     pub fn new(caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>, reveal: Reveal) -> Self {
1828         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, reveal) }
1829     }
1830
1831     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1832         self.packed.set_tag(Reveal::UserFacing);
1833         self
1834     }
1835
1836     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1837     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1838     /// (even for associated types that are specializable). This is
1839     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1840     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1841     /// which is the default.
1842     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1843     /// will be normalized to their underlying types.
1844     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1845     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1846         if self.packed.tag() == traits::Reveal::All {
1847             return self;
1848         }
1849
1850         ParamEnv::new(tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()), Reveal::All)
1851     }
1852
1853     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1854     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1855         Self::new(List::empty(), self.reveal())
1856     }
1857
1858     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1859     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1860     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1861     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1862     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1863     /// invisible.
1864     ///
1865     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1866     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1867     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1868     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1869     /// although the surrounding function is never reachable.
1870     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1871         match self.reveal() {
1872             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1873
1874             Reveal::All => {
1875                 if value.is_global() {
1876                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1877                 } else {
1878                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1879                 }
1880             }
1881         }
1882     }
1883 }
1884
1885 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1886 pub struct ConstnessAnd<T> {
1887     pub constness: Constness,
1888     pub value: T,
1889 }
1890
1891 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1892 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1893 pub trait WithConstness: Sized {
1894     #[inline]
1895     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1896         ConstnessAnd { constness, value: self }
1897     }
1898
1899     #[inline]
1900     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1901         self.with_constness(Constness::Const)
1902     }
1903
1904     #[inline]
1905     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1906         self.with_constness(Constness::NotConst)
1907     }
1908 }
1909
1910 impl<T> WithConstness for T {}
1911
1912 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1913 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1914     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1915     pub value: T,
1916 }
1917
1918 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1919     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1920         (self.param_env, self.value)
1921     }
1922 }
1923
1924 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1925 where
1926     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1927 {
1928     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1929         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1930
1931         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1932         value.hash_stable(hcx, hasher);
1933     }
1934 }
1935
1936 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1937 pub struct Destructor {
1938     /// The `DefId` of the destructor method
1939     pub did: DefId,
1940 }
1941
1942 bitflags! {
1943     #[derive(HashStable)]
1944     pub struct AdtFlags: u32 {
1945         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1946         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1947         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1948         /// Indicates whether the ADT is a union.
1949         const IS_UNION            = 1 << 1;
1950         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1951         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1952         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1953         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1954         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1955         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1956         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1957         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1958         /// Indicates whether the type is `Box`.
1959         const IS_BOX              = 1 << 6;
1960         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1961         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1962         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1963         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1964         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 8;
1965     }
1966 }
1967
1968 bitflags! {
1969     #[derive(HashStable)]
1970     pub struct VariantFlags: u32 {
1971         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1972         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1973         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1974         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1975         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1976         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1977     }
1978 }
1979
1980 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1981 #[derive(Debug, HashStable)]
1982 pub struct VariantDef {
1983     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1984     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1985     pub def_id: DefId,
1986     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1987     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1988     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1989     /// Variant or struct name.
1990     #[stable_hasher(project(name))]
1991     pub ident: Ident,
1992     /// Discriminant of this variant.
1993     pub discr: VariantDiscr,
1994     /// Fields of this variant.
1995     pub fields: Vec<FieldDef>,
1996     /// Type of constructor of variant.
1997     pub ctor_kind: CtorKind,
1998     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1999     flags: VariantFlags,
2000 }
2001
2002 impl VariantDef {
2003     /// Creates a new `VariantDef`.
2004     ///
2005     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
2006     /// represents an enum variant).
2007     ///
2008     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
2009     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
2010     ///
2011     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
2012     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
2013     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
2014     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
2015     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
2016     ///
2017     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
2018     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
2019     pub fn new(
2020         ident: Ident,
2021         variant_did: Option<DefId>,
2022         ctor_def_id: Option<DefId>,
2023         discr: VariantDiscr,
2024         fields: Vec<FieldDef>,
2025         ctor_kind: CtorKind,
2026         adt_kind: AdtKind,
2027         parent_did: DefId,
2028         recovered: bool,
2029         is_field_list_non_exhaustive: bool,
2030     ) -> Self {
2031         debug!(
2032             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2033              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2034             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2035         );
2036
2037         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2038         if is_field_list_non_exhaustive {
2039             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2040         }
2041
2042         if recovered {
2043             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
2044         }
2045
2046         VariantDef {
2047             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2048             ctor_def_id,
2049             ident,
2050             discr,
2051             fields,
2052             ctor_kind,
2053             flags,
2054         }
2055     }
2056
2057     /// Is this field list non-exhaustive?
2058     #[inline]
2059     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2060         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2061     }
2062
2063     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
2064     #[inline]
2065     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
2066         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
2067     }
2068 }
2069
2070 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2071 pub enum VariantDiscr {
2072     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2073     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2074     Explicit(DefId),
2075
2076     /// The previous variant's discriminant plus one.
2077     /// For efficiency reasons, the distance from the
2078     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2079     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2080     Relative(u32),
2081 }
2082
2083 #[derive(Debug, HashStable)]
2084 pub struct FieldDef {
2085     pub did: DefId,
2086     #[stable_hasher(project(name))]
2087     pub ident: Ident,
2088     pub vis: Visibility,
2089 }
2090
2091 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2092 ///
2093 /// These are all interned (by `alloc_adt_def`) into the global arena.
2094 ///
2095 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2096 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2097 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2098 ///
2099 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2100 pub struct AdtDef {
2101     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2102     pub did: DefId,
2103     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2104     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2105     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2106     flags: AdtFlags,
2107     /// Repr options provided by the user.
2108     pub repr: ReprOptions,
2109 }
2110
2111 impl PartialOrd for AdtDef {
2112     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2113         Some(self.cmp(&other))
2114     }
2115 }
2116
2117 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2118 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2119 impl Ord for AdtDef {
2120     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2121         self.did.cmp(&other.did)
2122     }
2123 }
2124
2125 impl PartialEq for AdtDef {
2126     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2127     #[inline]
2128     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2129         ptr::eq(self, other)
2130     }
2131 }
2132
2133 impl Eq for AdtDef {}
2134
2135 impl Hash for AdtDef {
2136     #[inline]
2137     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2138         (self as *const AdtDef).hash(s)
2139     }
2140 }
2141
2142 impl<S: Encoder> Encodable<S> for AdtDef {
2143     fn encode(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2144         self.did.encode(s)
2145     }
2146 }
2147
2148 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2149     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2150         thread_local! {
2151             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2152         }
2153
2154         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2155             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2156             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2157                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2158
2159                 let mut hasher = StableHasher::new();
2160                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2161                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2162                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2163                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2164
2165                 hasher.finish()
2166             })
2167         });
2168
2169         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2170     }
2171 }
2172
2173 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2174 pub enum AdtKind {
2175     Struct,
2176     Union,
2177     Enum,
2178 }
2179
2180 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2181     fn into(self) -> DataTypeKind {
2182         match self {
2183             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2184             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2185             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2186         }
2187     }
2188 }
2189
2190 bitflags! {
2191     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2192     pub struct ReprFlags: u8 {
2193         const IS_C               = 1 << 0;
2194         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2195         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2196         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2197         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2198         // If true, don't expose any niche to type's context.
2199         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2200         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2201         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2202                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2203                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2204     }
2205 }
2206
2207 /// Represents the repr options provided by the user,
2208 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2209 pub struct ReprOptions {
2210     pub int: Option<attr::IntType>,
2211     pub align: Option<Align>,
2212     pub pack: Option<Align>,
2213     pub flags: ReprFlags,
2214 }
2215
2216 impl ReprOptions {
2217     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2218         let mut flags = ReprFlags::empty();
2219         let mut size = None;
2220         let mut max_align: Option<Align> = None;
2221         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2222         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2223             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
2224                 flags.insert(match r {
2225                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2226                     attr::ReprPacked(pack) => {
2227                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2228                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2229                             min_pack.min(pack)
2230                         } else {
2231                             pack
2232                         });
2233                         ReprFlags::empty()
2234                     }
2235                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2236                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2237                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2238                     attr::ReprInt(i) => {
2239                         size = Some(i);
2240                         ReprFlags::empty()
2241                     }
2242                     attr::ReprAlign(align) => {
2243                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2244                         ReprFlags::empty()
2245                     }
2246                 });
2247             }
2248         }
2249
2250         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2251         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2252             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2253         }
2254         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2255     }
2256
2257     #[inline]
2258     pub fn simd(&self) -> bool {
2259         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2260     }
2261     #[inline]
2262     pub fn c(&self) -> bool {
2263         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2264     }
2265     #[inline]
2266     pub fn packed(&self) -> bool {
2267         self.pack.is_some()
2268     }
2269     #[inline]
2270     pub fn transparent(&self) -> bool {
2271         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2272     }
2273     #[inline]
2274     pub fn linear(&self) -> bool {
2275         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2276     }
2277     #[inline]
2278     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2279         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2280     }
2281
2282     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
2283     /// This must only be called on enums!
2284     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2285         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2286     }
2287
2288     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2289     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2290     /// single pointer.
2291     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2292         self.c() || self.int.is_some()
2293     }
2294
2295     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2296     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2297     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2298         if let Some(pack) = self.pack {
2299             if pack.bytes() == 1 {
2300                 return true;
2301             }
2302         }
2303         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2304     }
2305
2306     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2307     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2308         self.c()
2309     }
2310 }
2311
2312 impl<'tcx> AdtDef {
2313     /// Creates a new `AdtDef`.
2314     fn new(
2315         tcx: TyCtxt<'_>,
2316         did: DefId,
2317         kind: AdtKind,
2318         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2319         repr: ReprOptions,
2320     ) -> Self {
2321         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2322         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2323
2324         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2325             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2326             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2327         }
2328
2329         flags |= match kind {
2330             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2331             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2332             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2333         };
2334
2335         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2336             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2337         }
2338
2339         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2340         if tcx.sess.contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2341             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2342         }
2343         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2344             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2345         }
2346         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2347             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2348         }
2349         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2350             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2351         }
2352
2353         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2354     }
2355
2356     /// Returns `true` if this is a struct.
2357     #[inline]
2358     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2359         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2360     }
2361
2362     /// Returns `true` if this is a union.
2363     #[inline]
2364     pub fn is_union(&self) -> bool {
2365         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2366     }
2367
2368     /// Returns `true` if this is a enum.
2369     #[inline]
2370     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2371         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2372     }
2373
2374     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2375     #[inline]
2376     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2377         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2378     }
2379
2380     /// Returns the kind of the ADT.
2381     #[inline]
2382     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2383         if self.is_enum() {
2384             AdtKind::Enum
2385         } else if self.is_union() {
2386             AdtKind::Union
2387         } else {
2388             AdtKind::Struct
2389         }
2390     }
2391
2392     /// Returns a description of this abstract data type.
2393     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2394         match self.adt_kind() {
2395             AdtKind::Struct => "struct",
2396             AdtKind::Union => "union",
2397             AdtKind::Enum => "enum",
2398         }
2399     }
2400
2401     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2402     #[inline]
2403     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2404         match self.adt_kind() {
2405             AdtKind::Struct => "struct",
2406             AdtKind::Union => "union",
2407             AdtKind::Enum => "variant",
2408         }
2409     }
2410
2411     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2412     #[inline]
2413     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2414         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2415     }
2416
2417     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2418     /// of coherence checking.
2419     #[inline]
2420     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2421         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2422     }
2423
2424     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2425     #[inline]
2426     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2427         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2428     }
2429
2430     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2431     #[inline]
2432     pub fn is_box(&self) -> bool {
2433         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2434     }
2435
2436     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2437     #[inline]
2438     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2439         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2440     }
2441
2442     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2443     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2444         self.destructor(tcx).is_some()
2445     }
2446
2447     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2448     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2449         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2450         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2451     }
2452
2453     #[inline]
2454     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2455         tcx.predicates_of(self.did)
2456     }
2457
2458     /// Returns an iterator over all fields contained
2459     /// by this ADT.
2460     #[inline]
2461     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2462         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2463     }
2464
2465     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2466         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2467     }
2468
2469     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2470     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2471         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2472     }
2473
2474     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2475     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2476         self.variants
2477             .iter()
2478             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2479             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2480     }
2481
2482     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2483     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2484         self.variants
2485             .iter_enumerated()
2486             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2487             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2488             .0
2489     }
2490
2491     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2492     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2493         self.variants
2494             .iter_enumerated()
2495             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2496             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2497             .0
2498     }
2499
2500     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2501         match res {
2502             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2503             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2504             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2505             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2506             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2507             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2508             | Res::SelfTy(..)
2509             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2510             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2511         }
2512     }
2513
2514     #[inline]
2515     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2516         assert!(self.is_enum());
2517         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2518         let repr_type = self.repr.discr_type();
2519         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2520             Ok(val) => {
2521                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2522                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2523                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2524                     Some(Discr { val: b, ty })
2525                 } else {
2526                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2527                     crate::mir::interpret::struct_error(
2528                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2529                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2530                     )
2531                     .emit();
2532                     None
2533                 }
2534             }
2535             Err(err) => {
2536                 let msg = match err {
2537                     ErrorHandled::Reported(ErrorReported) | ErrorHandled::Linted => {
2538                         "enum discriminant evaluation failed"
2539                     }
2540                     ErrorHandled::TooGeneric => "enum discriminant depends on generics",
2541                 };
2542                 tcx.sess.delay_span_bug(tcx.def_span(expr_did), msg);
2543                 None
2544             }
2545         }
2546     }
2547
2548     #[inline]
2549     pub fn discriminants(
2550         &'tcx self,
2551         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2552     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2553         assert!(self.is_enum());
2554         let repr_type = self.repr.discr_type();
2555         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2556         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2557         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2558             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2559             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2560                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2561                     discr = new_discr;
2562                 }
2563             }
2564             prev_discr = Some(discr);
2565
2566             (i, discr)
2567         })
2568     }
2569
2570     #[inline]
2571     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2572         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2573     }
2574
2575     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2576     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2577     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2578     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2579     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2580     #[inline]
2581     pub fn discriminant_for_variant(
2582         &self,
2583         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2584         variant_index: VariantIdx,
2585     ) -> Discr<'tcx> {
2586         assert!(self.is_enum());
2587         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2588         let explicit_value = val
2589             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2590             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2591         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2592     }
2593
2594     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2595     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2596     /// inferred discriminant directly.
2597     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2598         assert!(!self.variants.is_empty());
2599         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2600         let expr_did;
2601         loop {
2602             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2603                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2604                     expr_did = None;
2605                     break;
2606                 }
2607                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2608                     explicit_index -= distance;
2609                 }
2610                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2611                     expr_did = Some(did);
2612                     break;
2613                 }
2614             }
2615         }
2616         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2617     }
2618
2619     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2620         tcx.adt_destructor(self.did)
2621     }
2622
2623     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2624     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2625     ///
2626     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2627     /// actually more expressive than checking all members:
2628     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2629     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2630     ///
2631     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2632     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2633     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2634         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2635     }
2636 }
2637
2638 impl<'tcx> FieldDef {
2639     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2640     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2641     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2642         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2643     }
2644 }
2645
2646 /// Represents the various closure traits in the language. This
2647 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2648 /// desugaring) argument that the closure expects.
2649 ///
2650 /// You can get the environment type of a closure using
2651 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2652 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
2653 #[derive(HashStable)]
2654 pub enum ClosureKind {
2655     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2656     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2657     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2658     Fn,
2659     FnMut,
2660     FnOnce,
2661 }
2662
2663 impl<'tcx> ClosureKind {
2664     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2665     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2666
2667     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2668         match *self {
2669             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(LangItem::Fn, None),
2670             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(LangItem::FnMut, None),
2671             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(LangItem::FnOnce, None),
2672         }
2673     }
2674
2675     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2676     /// must also implement `other`.
2677     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2678         match (self, other) {
2679             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2680             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2681             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2682             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2683             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2684             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2685             _ => false,
2686         }
2687     }
2688
2689     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2690     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2691     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2692         match self {
2693             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2694             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2695             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2696         }
2697     }
2698 }
2699
2700 impl BorrowKind {
2701     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2702         match m {
2703             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2704             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2705         }
2706     }
2707
2708     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2709     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2710     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2711     /// question.
2712     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2713         match self {
2714             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2715             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2716
2717             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2718             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2719             // and hence is a safe "over approximation".
2720             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2721         }
2722     }
2723
2724     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2725         match *self {
2726             MutBorrow => "mutable",
2727             ImmBorrow => "immutable",
2728             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2729         }
2730     }
2731 }
2732
2733 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
2734
2735 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2736 pub enum ImplOverlapKind {
2737     /// These impls are always allowed to overlap.
2738     Permitted {
2739         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2740         marker: bool,
2741     },
2742     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2743     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2744     ///
2745     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2746     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2747     ///
2748     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2749     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2750     ///
2751     /// ```
2752     /// trait Trait {}
2753     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2754     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2755     /// ```
2756     ///
2757     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2758     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2759     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2760     /// overlapping impls for it is sound.
2761     ///
2762     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2763     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2764     /// it has the following restrictions:
2765     ///
2766     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2767     /// positive impls.
2768     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2769     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2770     /// marker traits.
2771     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2772     ///
2773     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2774     Issue33140,
2775 }
2776
2777 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2778     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2779         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2780     }
2781
2782     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2783     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2784     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2785     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2786         self.hir()
2787             .krate()
2788             .body_ids
2789             .iter()
2790             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2791     }
2792
2793     pub fn par_body_owners<F: Fn(LocalDefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2794         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2795             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2796     }
2797
2798     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2799         self.associated_items(id)
2800             .in_definition_order()
2801             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2802     }
2803
2804     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2805         def_id
2806             .as_local()
2807             .and_then(|def_id| self.hir().get(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)).ident())
2808     }
2809
2810     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2811         let is_associated_item = if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2812             match self.hir().get(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
2813                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2814                 _ => false,
2815             }
2816         } else {
2817             match self.def_kind(def_id) {
2818                 DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy => true,
2819                 _ => false,
2820             }
2821         };
2822
2823         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2824     }
2825
2826     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2827         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2828     }
2829
2830     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2831         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2832     }
2833
2834     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2835     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2836     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2837         self,
2838         def_id1: DefId,
2839         def_id2: DefId,
2840     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2841         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2842         // as one of them essentially doesn't exist.
2843         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2844             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2845         {
2846             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2847         }
2848
2849         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2850             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2851                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2852                 debug!(
2853                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2854                     def_id1, def_id2
2855                 );
2856                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2857             }
2858             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2859             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2860                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2861                 debug!(
2862                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2863                     def_id1, def_id2
2864                 );
2865                 return None;
2866             }
2867             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2868             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2869         };
2870
2871         let is_marker_overlap = {
2872             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2873                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2874                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2875             };
2876             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2877         };
2878
2879         if is_marker_overlap {
2880             debug!(
2881                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2882                 def_id1, def_id2
2883             );
2884             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2885         } else {
2886             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2887                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2888                     if self_ty1 == self_ty2 {
2889                         debug!(
2890                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2891                             def_id1, def_id2
2892                         );
2893                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2894                     } else {
2895                         debug!(
2896                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2897                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2898                         );
2899                     }
2900                 }
2901             }
2902
2903             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2904             None
2905         }
2906     }
2907
2908     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2909     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2910     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2911         match res {
2912             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2913                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2914                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2915             }
2916             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2917             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2918                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2919                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2920                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2921             }
2922             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2923                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2924                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2925             }
2926             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2927         }
2928     }
2929
2930     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2931         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2932             self.original_crate_name(id.krate)
2933         } else {
2934             let def_key = self.def_key(id);
2935             match def_key.disambiguated_data.data {
2936                 // The name of a constructor is that of its parent.
2937                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => {
2938                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
2939                 }
2940                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2941                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2942                 }),
2943             }
2944         }
2945     }
2946
2947     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2948     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2949         match instance {
2950             ty::InstanceDef::Item(def) => {
2951                 if let Some((did, param_did)) = def.as_const_arg() {
2952                     self.optimized_mir_of_const_arg((did, param_did))
2953                 } else {
2954                     self.optimized_mir(def.did)
2955                 }
2956             }
2957             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2958             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2959             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2960             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2961             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2962             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2963             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2964             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2965         }
2966     }
2967
2968     /// Gets the attributes of a definition.
2969     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2970         if let Some(did) = did.as_local() {
2971             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2972         } else {
2973             self.item_attrs(did)
2974         }
2975     }
2976
2977     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2978     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2979         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2980     }
2981
2982     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2983     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2984         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2985     }
2986
2987     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2988         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2989     }
2990
2991     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2992     /// If it implements no trait, returns `None`.
2993     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2994         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2995     }
2996
2997     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
2998     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2999     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3000         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3001             TraitContainer(_) => None,
3002             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3003         })
3004     }
3005
3006     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3007     /// with the name of the crate containing the impl.
3008     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3009         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
3010             let hir_id = self.hir().local_def_id_to_hir_id(impl_did);
3011             Ok(self.hir().span(hir_id))
3012         } else {
3013             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3014         }
3015     }
3016
3017     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3018     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3019     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3020     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3021         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3022         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3023         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3024         use_name.name == def_name.name
3025             && use_name
3026                 .span
3027                 .ctxt()
3028                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3029     }
3030
3031     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3032         match scope.as_local() {
3033             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3034             None => ExpnId::root(),
3035         }
3036     }
3037
3038     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3039         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3040         ident
3041     }
3042
3043     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3044         self,
3045         mut ident: Ident,
3046         scope: DefId,
3047         block: hir::HirId,
3048     ) -> (Ident, DefId) {
3049         let scope =
3050             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3051             {
3052                 Some(actual_expansion) => {
3053                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3054                 }
3055                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3056             };
3057         (ident, scope)
3058     }
3059
3060     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3061         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3062     }
3063 }
3064
3065 #[derive(Clone, HashStable)]
3066 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3067
3068 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3069 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3070     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
3071         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
3072             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3073                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3074             }
3075         }
3076     }
3077     None
3078 }
3079
3080 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
3081     context::provide(providers);
3082     erase_regions::provide(providers);
3083     layout::provide(providers);
3084     util::provide(providers);
3085     print::provide(providers);
3086     super::util::bug::provide(providers);
3087     *providers = ty::query::Providers {
3088         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3089         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3090         ..*providers
3091     };
3092 }
3093
3094 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3095 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3096 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3097 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3098 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3099 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3100 pub struct CrateInherentImpls {
3101     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3102 }
3103
3104 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
3105 pub struct SymbolName<'tcx> {
3106     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
3107     pub name: &'tcx str,
3108 }
3109
3110 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
3111     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
3112         SymbolName {
3113             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
3114         }
3115     }
3116 }
3117
3118 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
3119     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3120         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3121     }
3122 }
3123
3124 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
3125     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3126         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3127     }
3128 }