]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
Remove a dead code path
[rust.git] / compiler / rustc_middle / src / ty / mod.rs
1 //! Defines how the compiler represents types internally.
2 //!
3 //! Two important entities in this module are:
4 //!
5 //! - [`rustc_middle::ty::Ty`], used to represent the semantics of a type.
6 //! - [`rustc_middle::ty::TyCtxt`], the central data structure in the compiler.
7 //!
8 //! For more information, see ["The `ty` module: representing types"] in the ructc-dev-guide.
9 //!
10 //! ["The `ty` module: representing types"]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/ty.html
11
12 // ignore-tidy-filelength
13 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeFolder, TypeVisitor};
14 pub use self::AssocItemContainer::*;
15 pub use self::BorrowKind::*;
16 pub use self::IntVarValue::*;
17 pub use self::Variance::*;
18
19 use crate::hir::exports::ExportMap;
20 use crate::hir::place::{
21     Place as HirPlace, PlaceBase as HirPlaceBase, ProjectionKind as HirProjectionKind,
22 };
23 use crate::ich::StableHashingContext;
24 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
25 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
26 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
27 use crate::mir::Body;
28 use crate::mir::GeneratorLayout;
29 use crate::traits::{self, Reveal};
30 use crate::ty;
31 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
32 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
33 use rustc_ast as ast;
34 use rustc_attr as attr;
35 use rustc_data_structures::captures::Captures;
36 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
37 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
38 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
39 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
40 use rustc_data_structures::sorted_map::SortedIndexMultiMap;
41 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
42 use rustc_data_structures::sync::{self, par_iter, ParallelIterator};
43 use rustc_data_structures::tagged_ptr::CopyTaggedPtr;
44 use rustc_errors::ErrorReported;
45 use rustc_hir as hir;
46 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Namespace, Res};
47 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX};
48 use rustc_hir::lang_items::LangItem;
49 use rustc_hir::{Constness, Node};
50 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
51 use rustc_macros::HashStable;
52 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
53 use rustc_session::DataTypeKind;
54 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
55 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
56 use rustc_span::Span;
57 use rustc_target::abi::{Align, VariantIdx};
58
59 use std::cell::RefCell;
60 use std::cmp::Ordering;
61 use std::fmt;
62 use std::hash::{Hash, Hasher};
63 use std::ops::{ControlFlow, Range};
64 use std::ptr;
65 use std::str;
66
67 pub use self::sty::BoundRegionKind::*;
68 pub use self::sty::RegionKind;
69 pub use self::sty::RegionKind::*;
70 pub use self::sty::TyKind::*;
71 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar};
72 pub use self::sty::{BoundRegion, BoundRegionKind, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
73 pub use self::sty::{CanonicalPolyFnSig, FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
74 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, TypeAndMut, UpvarSubsts};
75 pub use self::sty::{ClosureSubstsParts, GeneratorSubstsParts};
76 pub use self::sty::{ConstVid, RegionVid};
77 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
78 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
79 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
80 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
81 pub use crate::ty::diagnostics::*;
82 pub use rustc_type_ir::InferTy::*;
83 pub use rustc_type_ir::*;
84
85 pub use self::binding::BindingMode;
86 pub use self::binding::BindingMode::*;
87
88 pub use self::context::{tls, FreeRegionInfo, TyCtxt};
89 pub use self::context::{
90     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
91     DelaySpanBugEmitted, ResolvedOpaqueTy, UserType, UserTypeAnnotationIndex,
92 };
93 pub use self::context::{
94     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckResults,
95 };
96
97 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
98
99 pub use self::list::List;
100
101 pub use self::trait_def::TraitDef;
102
103 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst, ScalarInt};
104
105 pub mod _match;
106 pub mod adjustment;
107 pub mod binding;
108 pub mod cast;
109 pub mod codec;
110 mod erase_regions;
111 pub mod error;
112 pub mod fast_reject;
113 pub mod flags;
114 pub mod fold;
115 pub mod inhabitedness;
116 pub mod layout;
117 pub mod normalize_erasing_regions;
118 pub mod outlives;
119 pub mod print;
120 pub mod query;
121 pub mod relate;
122 pub mod subst;
123 pub mod trait_def;
124 pub mod util;
125 pub mod walk;
126
127 mod consts;
128 mod context;
129 mod diagnostics;
130 mod instance;
131 mod list;
132 mod structural_impls;
133 mod sty;
134
135 // Data types
136
137 pub struct ResolverOutputs {
138     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
139     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
140     pub visibilities: FxHashMap<LocalDefId, Visibility>,
141     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
142     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
143     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
144     pub export_map: ExportMap<LocalDefId>,
145     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
146     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
147     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
148     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
149 }
150
151 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable, Hash)]
152 pub enum AssocItemContainer {
153     TraitContainer(DefId),
154     ImplContainer(DefId),
155 }
156
157 impl AssocItemContainer {
158     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
159     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
160     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
161         match *self {
162             TraitContainer(id) => id,
163             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
164         }
165     }
166
167     pub fn id(&self) -> DefId {
168         match *self {
169             TraitContainer(id) => id,
170             ImplContainer(id) => id,
171         }
172     }
173 }
174
175 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
176 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
177 /// bounds / where-clauses).
178 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
179 pub struct ImplHeader<'tcx> {
180     pub impl_def_id: DefId,
181     pub self_ty: Ty<'tcx>,
182     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
183     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
184 }
185
186 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, Debug)]
187 pub enum ImplPolarity {
188     /// `impl Trait for Type`
189     Positive,
190     /// `impl !Trait for Type`
191     Negative,
192     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
193     ///
194     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
195     /// See #64631 for details.
196     Reservation,
197 }
198
199 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable, Eq, Hash)]
200 pub struct AssocItem {
201     pub def_id: DefId,
202     #[stable_hasher(project(name))]
203     pub ident: Ident,
204     pub kind: AssocKind,
205     pub vis: Visibility,
206     pub defaultness: hir::Defaultness,
207     pub container: AssocItemContainer,
208
209     /// Whether this is a method with an explicit self
210     /// as its first parameter, allowing method calls.
211     pub fn_has_self_parameter: bool,
212 }
213
214 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable, Eq, Hash)]
215 pub enum AssocKind {
216     Const,
217     Fn,
218     Type,
219 }
220
221 impl AssocKind {
222     pub fn namespace(&self) -> Namespace {
223         match *self {
224             ty::AssocKind::Type => Namespace::TypeNS,
225             ty::AssocKind::Const | ty::AssocKind::Fn => Namespace::ValueNS,
226         }
227     }
228
229     pub fn as_def_kind(&self) -> DefKind {
230         match self {
231             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
232             AssocKind::Fn => DefKind::AssocFn,
233             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
234         }
235     }
236 }
237
238 impl AssocItem {
239     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
240         match self.kind {
241             ty::AssocKind::Fn => {
242                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
243                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
244                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
245                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
246                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
247             }
248             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
249             ty::AssocKind::Const => {
250                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
251             }
252         }
253     }
254 }
255
256 /// A list of `ty::AssocItem`s in definition order that allows for efficient lookup by name.
257 ///
258 /// When doing lookup by name, we try to postpone hygienic comparison for as long as possible since
259 /// it is relatively expensive. Instead, items are indexed by `Symbol` and hygienic comparison is
260 /// done only on items with the same name.
261 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, HashStable)]
262 pub struct AssociatedItems<'tcx> {
263     items: SortedIndexMultiMap<u32, Symbol, &'tcx ty::AssocItem>,
264 }
265
266 impl<'tcx> AssociatedItems<'tcx> {
267     /// Constructs an `AssociatedItems` map from a series of `ty::AssocItem`s in definition order.
268     pub fn new(items_in_def_order: impl IntoIterator<Item = &'tcx ty::AssocItem>) -> Self {
269         let items = items_in_def_order.into_iter().map(|item| (item.ident.name, item)).collect();
270         AssociatedItems { items }
271     }
272
273     /// Returns a slice of associated items in the order they were defined.
274     ///
275     /// New code should avoid relying on definition order. If you need a particular associated item
276     /// for a known trait, make that trait a lang item instead of indexing this array.
277     pub fn in_definition_order(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
278         self.items.iter().map(|(_, v)| *v)
279     }
280
281     pub fn len(&self) -> usize {
282         self.items.len()
283     }
284
285     /// Returns an iterator over all associated items with the given name, ignoring hygiene.
286     pub fn filter_by_name_unhygienic(
287         &self,
288         name: Symbol,
289     ) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
290         self.items.get_by_key(&name).copied()
291     }
292
293     /// Returns an iterator over all associated items with the given name.
294     ///
295     /// Multiple items may have the same name if they are in different `Namespace`s. For example,
296     /// an associated type can have the same name as a method. Use one of the `find_by_name_and_*`
297     /// methods below if you know which item you are looking for.
298     pub fn filter_by_name(
299         &'a self,
300         tcx: TyCtxt<'a>,
301         ident: Ident,
302         parent_def_id: DefId,
303     ) -> impl 'a + Iterator<Item = &'a ty::AssocItem> {
304         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
305             .filter(move |item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
306     }
307
308     /// Returns the associated item with the given name and `AssocKind`, if one exists.
309     pub fn find_by_name_and_kind(
310         &self,
311         tcx: TyCtxt<'_>,
312         ident: Ident,
313         kind: AssocKind,
314         parent_def_id: DefId,
315     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
316         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
317             .filter(|item| item.kind == kind)
318             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
319     }
320
321     /// Returns the associated item with the given name in the given `Namespace`, if one exists.
322     pub fn find_by_name_and_namespace(
323         &self,
324         tcx: TyCtxt<'_>,
325         ident: Ident,
326         ns: Namespace,
327         parent_def_id: DefId,
328     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
329         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
330             .filter(|item| item.kind.namespace() == ns)
331             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
332     }
333 }
334
335 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
336 pub enum Visibility {
337     /// Visible everywhere (including in other crates).
338     Public,
339     /// Visible only in the given crate-local module.
340     Restricted(DefId),
341     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
342     Invisible,
343 }
344
345 pub trait DefIdTree: Copy {
346     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
347
348     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
349         if descendant.krate != ancestor.krate {
350             return false;
351         }
352
353         while descendant != ancestor {
354             match self.parent(descendant) {
355                 Some(parent) => descendant = parent,
356                 None => return false,
357             }
358         }
359         true
360     }
361 }
362
363 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
364     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
365         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
366     }
367 }
368
369 impl Visibility {
370     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
371         match visibility.node {
372             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
373             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
374             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
375                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
376                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
377                 Res::Err => Visibility::Public,
378                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
379             },
380             hir::VisibilityKind::Inherited => {
381                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
382             }
383         }
384     }
385
386     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
387     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
388         let restriction = match self {
389             // Public items are visible everywhere.
390             Visibility::Public => return true,
391             // Private items from other crates are visible nowhere.
392             Visibility::Invisible => return false,
393             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
394             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
395             Visibility::Restricted(module) => module,
396         };
397
398         tree.is_descendant_of(module, restriction)
399     }
400
401     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
402     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
403         let vis_restriction = match vis {
404             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
405             Visibility::Invisible => return true,
406             Visibility::Restricted(module) => module,
407         };
408
409         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
410     }
411
412     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
413     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
414         match self {
415             Visibility::Public => true,
416             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
417             Visibility::Invisible => false,
418         }
419     }
420 }
421
422 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
423 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
424 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
425 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
426 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
427 /// item.
428 #[derive(HashStable, Debug)]
429 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
430     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
431     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
432     /// entry.
433     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
434 }
435
436 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
437 // the types of AST nodes.
438 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
439 pub struct CReaderCacheKey {
440     pub cnum: CrateNum,
441     pub pos: usize,
442 }
443
444 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
445 pub struct TyS<'tcx> {
446     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
447     /// Use `TyS::kind()` instead.
448     kind: TyKind<'tcx>,
449     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
450     /// Use `TyS::flags()` instead.
451     flags: TypeFlags,
452
453     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
454     /// binder such that
455     ///
456     /// (a) the binder itself captures nothing but
457     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
458     ///     by some sub-binder.
459     ///
460     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
461     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
462     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
463     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
464     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
465     /// by an inner binder.
466     ///
467     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
468     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
469     /// (exclusive).
470     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
471 }
472
473 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
474     /// A constructor used only for internal testing.
475     #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
476     pub fn make_for_test(
477         kind: TyKind<'tcx>,
478         flags: TypeFlags,
479         outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
480     ) -> TyS<'tcx> {
481         TyS { kind, flags, outer_exclusive_binder }
482     }
483 }
484
485 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
486 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
487 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
488
489 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
490     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
491         self.kind().cmp(other.kind())
492     }
493 }
494
495 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
496     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
497         Some(self.kind().cmp(other.kind()))
498     }
499 }
500
501 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
502     #[inline]
503     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
504         ptr::eq(self, other)
505     }
506 }
507 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
508
509 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
510     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
511         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
512     }
513 }
514
515 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
516     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
517         let ty::TyS {
518             ref kind,
519
520             // The other fields just provide fast access to information that is
521             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
522             flags: _,
523
524             outer_exclusive_binder: _,
525         } = *self;
526
527         kind.hash_stable(hcx, hasher);
528     }
529 }
530
531 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
532 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
533
534 #[derive(
535     Clone,
536     Copy,
537     Debug,
538     PartialEq,
539     Eq,
540     Hash,
541     TyEncodable,
542     TyDecodable,
543     TypeFoldable,
544     HashStable
545 )]
546 pub struct UpvarPath {
547     pub hir_id: hir::HirId,
548 }
549
550 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
551 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
552 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
553 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
554 pub struct UpvarId {
555     pub var_path: UpvarPath,
556     pub closure_expr_id: LocalDefId,
557 }
558
559 impl UpvarId {
560     pub fn new(var_hir_id: hir::HirId, closure_def_id: LocalDefId) -> UpvarId {
561         UpvarId { var_path: UpvarPath { hir_id: var_hir_id }, closure_expr_id: closure_def_id }
562     }
563 }
564
565 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, Copy, HashStable)]
566 pub enum BorrowKind {
567     /// Data must be immutable and is aliasable.
568     ImmBorrow,
569
570     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
571     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
572     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
573     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
574     ///
575     /// ```
576     /// let x: &mut isize = ...;
577     /// let y = || *x += 5;
578     /// ```
579     ///
580     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
581     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
582     ///
583     /// ```
584     /// struct Env { x: & &mut isize }
585     /// let x: &mut isize = ...;
586     /// let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
587     /// fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
588     /// ```
589     ///
590     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
591     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
592     /// an `&mut` borrow:
593     ///
594     /// ```
595     /// struct Env { x: & &mut isize }
596     /// let x: &mut isize = ...;
597     /// let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
598     /// fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
599     /// ```
600     ///
601     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
602     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
603     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
604     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
605     /// borrow is hidden.
606     ///
607     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
608     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
609     /// simplicity, we don't give users the way to express this
610     /// borrow, it's just used when translating closures.
611     UniqueImmBorrow,
612
613     /// Data is mutable and not aliasable.
614     MutBorrow,
615 }
616
617 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
618 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
619 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
620 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
621     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
622     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
623     /// depending on inference.
624     ///
625     /// If the upvar was inferred to be captured by value (e.g. `move`
626     /// was not used), then the `Span` points to a usage that
627     /// required it. There may be more than one such usage
628     /// (e.g. `|| { a; a; }`), in which case we pick an
629     /// arbitrary one.
630     ByValue(Option<Span>),
631
632     /// Upvar is captured by reference.
633     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
634 }
635
636 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
637 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
638     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
639     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
640     /// syntax.
641     pub kind: BorrowKind,
642
643     /// Region of the resulting reference.
644     pub region: ty::Region<'tcx>,
645 }
646
647 /// Given the closure DefId this map provides a map of root variables to minimum
648 /// set of `CapturedPlace`s that need to be tracked to support all captures of that closure.
649 pub type MinCaptureInformationMap<'tcx> = FxHashMap<DefId, RootVariableMinCaptureList<'tcx>>;
650
651 /// Part of `MinCaptureInformationMap`; Maps a root variable to the list of `CapturedPlace`.
652 /// Used to track the minimum set of `Place`s that need to be captured to support all
653 /// Places captured by the closure starting at a given root variable.
654 ///
655 /// This provides a convenient and quick way of checking if a variable being used within
656 /// a closure is a capture of a local variable.
657 pub type RootVariableMinCaptureList<'tcx> = FxIndexMap<hir::HirId, MinCaptureList<'tcx>>;
658
659 /// Part of `MinCaptureInformationMap`; List of `CapturePlace`s.
660 pub type MinCaptureList<'tcx> = Vec<CapturedPlace<'tcx>>;
661
662 /// A composite describing a `Place` that is captured by a closure.
663 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
664 pub struct CapturedPlace<'tcx> {
665     /// The `Place` that is captured.
666     pub place: HirPlace<'tcx>,
667
668     /// `CaptureKind` and expression(s) that resulted in such capture of `place`.
669     pub info: CaptureInfo<'tcx>,
670
671     /// Represents if `place` can be mutated or not.
672     pub mutability: hir::Mutability,
673 }
674
675 impl CapturedPlace<'tcx> {
676     /// Returns the hir-id of the root variable for the captured place.
677     /// e.g., if `a.b.c` was captured, would return the hir-id for `a`.
678     pub fn get_root_variable(&self) -> hir::HirId {
679         match self.place.base {
680             HirPlaceBase::Upvar(upvar_id) => upvar_id.var_path.hir_id,
681             base => bug!("Expected upvar, found={:?}", base),
682         }
683     }
684 }
685
686 pub fn place_to_string_for_capture(tcx: TyCtxt<'tcx>, place: &HirPlace<'tcx>) -> String {
687     let name = match place.base {
688         HirPlaceBase::Upvar(upvar_id) => tcx.hir().name(upvar_id.var_path.hir_id).to_string(),
689         _ => bug!("Capture_information should only contain upvars"),
690     };
691     let mut curr_string = name;
692
693     for (i, proj) in place.projections.iter().enumerate() {
694         match proj.kind {
695             HirProjectionKind::Deref => {
696                 curr_string = format!("*{}", curr_string);
697             }
698             HirProjectionKind::Field(idx, variant) => match place.ty_before_projection(i).kind() {
699                 ty::Adt(def, ..) => {
700                     curr_string = format!(
701                         "{}.{}",
702                         curr_string,
703                         def.variants[variant].fields[idx as usize].ident.name.as_str()
704                     );
705                 }
706                 ty::Tuple(_) => {
707                     curr_string = format!("{}.{}", curr_string, idx);
708                 }
709                 _ => {
710                     bug!(
711                         "Field projection applied to a type other than Adt or Tuple: {:?}.",
712                         place.ty_before_projection(i).kind()
713                     )
714                 }
715             },
716             proj => bug!("{:?} unexpected because it isn't captured", proj),
717         }
718     }
719
720     curr_string.to_string()
721 }
722
723 /// Part of `MinCaptureInformationMap`; describes the capture kind (&, &mut, move)
724 /// for a particular capture as well as identifying the part of the source code
725 /// that triggered this capture to occur.
726 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
727 pub struct CaptureInfo<'tcx> {
728     /// Expr Id pointing to use that resulted in selecting the current capture kind
729     ///
730     /// Eg:
731     /// ```rust,no_run
732     /// let mut t = (0,1);
733     ///
734     /// let c = || {
735     ///     println!("{}",t); // L1
736     ///     t.1 = 4; // L2
737     /// };
738     /// ```
739     /// `capture_kind_expr_id` will point to the use on L2 and `path_expr_id` will point to the
740     /// use on L1.
741     ///
742     /// If the user doesn't enable feature `capture_disjoint_fields` (RFC 2229) then, it is
743     /// possible that we don't see the use of a particular place resulting in capture_kind_expr_id being
744     /// None. In such case we fallback on uvpars_mentioned for span.
745     ///
746     /// Eg:
747     /// ```rust,no_run
748     /// let x = 5;
749     ///
750     /// let c = || {
751     ///     let _ = x
752     /// };
753     /// ```
754     ///
755     /// In this example, if `capture_disjoint_fields` is **not** set, then x will be captured,
756     /// but we won't see it being used during capture analysis, since it's essentially a discard.
757     pub capture_kind_expr_id: Option<hir::HirId>,
758     /// Expr Id pointing to use that resulted the corresponding place being captured
759     ///
760     /// See `capture_kind_expr_id` for example.
761     ///
762     pub path_expr_id: Option<hir::HirId>,
763
764     /// Capture mode that was selected
765     pub capture_kind: UpvarCapture<'tcx>,
766 }
767
768 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
769 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
770
771 impl ty::EarlyBoundRegion {
772     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
773     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
774     pub fn has_name(&self) -> bool {
775         self.name != kw::UnderscoreLifetime
776     }
777 }
778
779 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
780 pub enum GenericParamDefKind {
781     Lifetime,
782     Type {
783         has_default: bool,
784         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
785         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
786     },
787     Const,
788 }
789
790 impl GenericParamDefKind {
791     pub fn descr(&self) -> &'static str {
792         match self {
793             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
794             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
795             GenericParamDefKind::Const => "constant",
796         }
797     }
798     pub fn to_ord(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> ast::ParamKindOrd {
799         match self {
800             GenericParamDefKind::Lifetime => ast::ParamKindOrd::Lifetime,
801             GenericParamDefKind::Type { .. } => ast::ParamKindOrd::Type,
802             GenericParamDefKind::Const => {
803                 ast::ParamKindOrd::Const { unordered: tcx.features().const_generics }
804             }
805         }
806     }
807 }
808
809 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
810 pub struct GenericParamDef {
811     pub name: Symbol,
812     pub def_id: DefId,
813     pub index: u32,
814
815     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
816     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
817     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
818     pub pure_wrt_drop: bool,
819
820     pub kind: GenericParamDefKind,
821 }
822
823 impl GenericParamDef {
824     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
825         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
826             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
827         } else {
828             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
829         }
830     }
831 }
832
833 #[derive(Default)]
834 pub struct GenericParamCount {
835     pub lifetimes: usize,
836     pub types: usize,
837     pub consts: usize,
838 }
839
840 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
841 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
842 ///
843 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
844 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
845 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
846 pub struct Generics {
847     pub parent: Option<DefId>,
848     pub parent_count: usize,
849     pub params: Vec<GenericParamDef>,
850
851     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
852     #[stable_hasher(ignore)]
853     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
854
855     pub has_self: bool,
856     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
857 }
858
859 impl<'tcx> Generics {
860     pub fn count(&self) -> usize {
861         self.parent_count + self.params.len()
862     }
863
864     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
865         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
866         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
867         // presence of this method will be a constant reminder.
868         let mut own_counts = GenericParamCount::default();
869
870         for param in &self.params {
871             match param.kind {
872                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
873                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
874                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
875             }
876         }
877
878         own_counts
879     }
880
881     pub fn own_defaults(&self) -> GenericParamCount {
882         let mut own_defaults = GenericParamCount::default();
883
884         for param in &self.params {
885             match param.kind {
886                 GenericParamDefKind::Lifetime => (),
887                 GenericParamDefKind::Type { has_default, .. } => {
888                     own_defaults.types += has_default as usize;
889                 }
890                 GenericParamDefKind::Const => {
891                     // FIXME(const_generics:defaults)
892                 }
893             }
894         }
895
896         own_defaults
897     }
898
899     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
900         if self.own_requires_monomorphization() {
901             return true;
902         }
903
904         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
905             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
906             parent.requires_monomorphization(tcx)
907         } else {
908             false
909         }
910     }
911
912     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
913         for param in &self.params {
914             match param.kind {
915                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
916                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
917             }
918         }
919         false
920     }
921
922     /// Returns the `GenericParamDef` with the given index.
923     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
924         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
925             &self.params[index]
926         } else {
927             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
928                 .param_at(param_index, tcx)
929         }
930     }
931
932     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `EarlyBoundRegion`.
933     pub fn region_param(
934         &'tcx self,
935         param: &EarlyBoundRegion,
936         tcx: TyCtxt<'tcx>,
937     ) -> &'tcx GenericParamDef {
938         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
939         match param.kind {
940             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
941             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
942         }
943     }
944
945     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
946     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
947         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
948         match param.kind {
949             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
950             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
951         }
952     }
953
954     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamConst`.
955     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
956         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
957         match param.kind {
958             GenericParamDefKind::Const => param,
959             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
960         }
961     }
962 }
963
964 /// Bounds on generics.
965 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
966 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
967     pub parent: Option<DefId>,
968     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
969 }
970
971 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
972     pub fn instantiate(
973         &self,
974         tcx: TyCtxt<'tcx>,
975         substs: SubstsRef<'tcx>,
976     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
977         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
978         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
979         instantiated
980     }
981
982     pub fn instantiate_own(
983         &self,
984         tcx: TyCtxt<'tcx>,
985         substs: SubstsRef<'tcx>,
986     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
987         InstantiatedPredicates {
988             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
989             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
990         }
991     }
992
993     fn instantiate_into(
994         &self,
995         tcx: TyCtxt<'tcx>,
996         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
997         substs: SubstsRef<'tcx>,
998     ) {
999         if let Some(def_id) = self.parent {
1000             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1001         }
1002         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
1003         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
1004     }
1005
1006     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1007         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1008         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1009         instantiated
1010     }
1011
1012     fn instantiate_identity_into(
1013         &self,
1014         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1015         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1016     ) {
1017         if let Some(def_id) = self.parent {
1018             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1019         }
1020         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
1021         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
1022     }
1023 }
1024
1025 #[derive(Debug)]
1026 crate struct PredicateInner<'tcx> {
1027     kind: Binder<PredicateKind<'tcx>>,
1028     flags: TypeFlags,
1029     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
1030     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
1031 }
1032
1033 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1034 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 40);
1035
1036 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
1037 pub struct Predicate<'tcx> {
1038     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
1039 }
1040
1041 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
1042     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1043         // `self.kind` is always interned.
1044         ptr::eq(self.inner, other.inner)
1045     }
1046 }
1047
1048 impl Hash for Predicate<'_> {
1049     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1050         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
1051     }
1052 }
1053
1054 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
1055
1056 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1057     /// Gets the inner `Binder<PredicateKind<'tcx>>`.
1058     #[inline]
1059     pub fn kind(self) -> Binder<PredicateKind<'tcx>> {
1060         self.inner.kind
1061     }
1062 }
1063
1064 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
1065     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1066         let PredicateInner {
1067             ref kind,
1068
1069             // The other fields just provide fast access to information that is
1070             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
1071             flags: _,
1072             outer_exclusive_binder: _,
1073         } = self.inner;
1074
1075         kind.hash_stable(hcx, hasher);
1076     }
1077 }
1078
1079 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1080 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1081 pub enum PredicateKind<'tcx> {
1082     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1083     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1084     /// would be the type parameters.
1085     ///
1086     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1087     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1088     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1089     Trait(TraitPredicate<'tcx>, Constness),
1090
1091     /// `where 'a: 'b`
1092     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1093
1094     /// `where T: 'a`
1095     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1096
1097     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1098     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1099     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
1100
1101     /// No syntax: `T` well-formed.
1102     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
1103
1104     /// Trait must be object-safe.
1105     ObjectSafe(DefId),
1106
1107     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1108     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1109     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1110     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1111
1112     /// `T1 <: T2`
1113     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
1114
1115     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1116     ConstEvaluatable(ty::WithOptConstParam<DefId>, SubstsRef<'tcx>),
1117
1118     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
1119     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
1120
1121     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
1122     ///
1123     /// Only used for Chalk.
1124     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
1125 }
1126
1127 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1128 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1129 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1130 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1131 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1132 /// item.
1133 #[derive(HashStable, Debug)]
1134 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1135     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1136     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1137     /// bounds, it will have no entry.
1138     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
1139 }
1140
1141 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1142     /// Performs a substitution suitable for going from a
1143     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1144     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1145     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1146     /// lengthy comment below for details.
1147     pub fn subst_supertrait(
1148         self,
1149         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1150         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1151     ) -> Predicate<'tcx> {
1152         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1153         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1154         //
1155         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1156         //
1157         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1158         //     trait Bar<'b,'c> { }
1159         //
1160         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1161         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1162         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1163         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1164         // normal substitution.
1165         //
1166         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1167         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1168         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1169         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1170         // `'a`.
1171         //
1172         // Another example to be careful of is this:
1173         //
1174         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1175         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1176         //
1177         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1178         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1179         // reason is similar to the previous example: any impl of
1180         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1181         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1182         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1183         //
1184         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1185         // consider the more complicated scenario:
1186         //
1187         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1188         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1189         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1190         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1191         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1192         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1193         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1194         //   DB index of 1.
1195         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1196         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1197         //   just as we wanted.
1198         //
1199         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1200         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1201         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1202         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1203         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1204         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1205         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1206         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1207         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1208         // substitution code expects equal binding levels in the values
1209         // from the substitution and the value being substituted into, and
1210         // this trick achieves that).
1211         let substs = trait_ref.skip_binder().substs;
1212         let pred = self.kind().skip_binder();
1213         let new = pred.subst(tcx, substs);
1214         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind(new))
1215     }
1216 }
1217
1218 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1219 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1220 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1221     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1222 }
1223
1224 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1225
1226 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1227     pub fn def_id(self) -> DefId {
1228         self.trait_ref.def_id
1229     }
1230
1231     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1232         self.trait_ref.self_ty()
1233     }
1234 }
1235
1236 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1237     pub fn def_id(self) -> DefId {
1238         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1239         self.skip_binder().def_id()
1240     }
1241
1242     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1243         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
1244     }
1245 }
1246
1247 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1248 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1249 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1250 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1251 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1252 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1253 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1254
1255 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1256 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1257 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1258     pub a_is_expected: bool,
1259     pub a: Ty<'tcx>,
1260     pub b: Ty<'tcx>,
1261 }
1262 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1263
1264 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1265 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1266 ///
1267 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1268 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1269 ///
1270 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1271 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1272 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1273 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1274 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1275 /// instances to normalize the LHS.
1276 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1277 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1278 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1279     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1280     pub ty: Ty<'tcx>,
1281 }
1282
1283 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1284
1285 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1286     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1287     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1288         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1289     }
1290
1291     /// Returns the `DefId` of the trait of the associated item being projected.
1292     #[inline]
1293     pub fn trait_def_id(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
1294         self.skip_binder().projection_ty.trait_def_id(tcx)
1295     }
1296
1297     #[inline]
1298     pub fn projection_self_ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1299         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.self_ty())
1300     }
1301
1302     /// Get the [PolyTraitRef] required for this projection to be well formed.
1303     /// Note that for generic associated types the predicates of the associated
1304     /// type also need to be checked.
1305     #[inline]
1306     pub fn required_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1307         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1308         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1309         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1310         // return value, so we are preserving the number of binding
1311         // levels.
1312         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1313     }
1314
1315     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1316         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1317     }
1318
1319     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1320     ///
1321     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1322     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1323     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1324         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1325         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1326     }
1327 }
1328
1329 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1330     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1331 }
1332
1333 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1334     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1335         ty::Binder::dummy(*self)
1336     }
1337 }
1338
1339 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1340     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1341         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1342     }
1343 }
1344
1345 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1346     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
1347 }
1348
1349 impl ToPredicate<'tcx> for Binder<PredicateKind<'tcx>> {
1350     #[inline(always)]
1351     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1352         tcx.mk_predicate(self)
1353     }
1354 }
1355
1356 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateKind<'tcx> {
1357     #[inline(always)]
1358     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1359         tcx.mk_predicate(Binder::dummy(self))
1360     }
1361 }
1362
1363 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1364     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1365         PredicateKind::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }, self.constness)
1366             .to_predicate(tcx)
1367     }
1368 }
1369
1370 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1371     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1372         ConstnessAnd {
1373             value: self.value.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate { trait_ref }),
1374             constness: self.constness,
1375         }
1376         .to_predicate(tcx)
1377     }
1378 }
1379
1380 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1381     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1382         self.value.map_bound(|value| PredicateKind::Trait(value, self.constness)).to_predicate(tcx)
1383     }
1384 }
1385
1386 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1387     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1388         self.map_bound(PredicateKind::RegionOutlives).to_predicate(tcx)
1389     }
1390 }
1391
1392 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1393     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1394         self.map_bound(PredicateKind::TypeOutlives).to_predicate(tcx)
1395     }
1396 }
1397
1398 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1399     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1400         self.map_bound(PredicateKind::Projection).to_predicate(tcx)
1401     }
1402 }
1403
1404 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1405     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>>> {
1406         let predicate = self.kind();
1407         match predicate.skip_binder() {
1408             PredicateKind::Trait(t, constness) => {
1409                 Some(ConstnessAnd { constness, value: predicate.rebind(t.trait_ref) })
1410             }
1411             PredicateKind::Projection(..)
1412             | PredicateKind::Subtype(..)
1413             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1414             | PredicateKind::WellFormed(..)
1415             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1416             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1417             | PredicateKind::TypeOutlives(..)
1418             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1419             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1420             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1421         }
1422     }
1423
1424     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1425         let predicate = self.kind();
1426         match predicate.skip_binder() {
1427             PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(predicate.rebind(data)),
1428             PredicateKind::Trait(..)
1429             | PredicateKind::Projection(..)
1430             | PredicateKind::Subtype(..)
1431             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1432             | PredicateKind::WellFormed(..)
1433             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1434             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1435             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1436             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1437             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1438         }
1439     }
1440 }
1441
1442 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1443 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1444 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1445 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1446 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1447 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1448 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1449 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1450 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1451 /// their values.
1452 ///
1453 /// Example:
1454 ///
1455 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1456 ///
1457 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1458 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1459 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1460 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1461 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1462 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1463     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1464     pub spans: Vec<Span>,
1465 }
1466
1467 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1468     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1469         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1470     }
1471
1472     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1473         self.predicates.is_empty()
1474     }
1475 }
1476
1477 rustc_index::newtype_index! {
1478     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1479     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1480     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1481     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1482     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1483     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1484     /// new names.
1485     ///
1486     /// To make this more concrete, consider this program:
1487     ///
1488     /// ```
1489     /// struct Foo { }
1490     /// fn bar<T>(x: T) {
1491     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1492     /// }
1493     /// ```
1494     ///
1495     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1496     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1497     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1498     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1499     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1500     /// name it inside the fn type but not outside.
1501     ///
1502     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1503     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1504     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1505     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1506     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1507     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1508     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1509     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1510     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1511     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1512     /// use for checking generic functions.
1513     pub struct UniverseIndex {
1514         derive [HashStable]
1515         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1516     }
1517 }
1518
1519 impl UniverseIndex {
1520     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1521
1522     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1523     /// is considered to extend all previous universes. This
1524     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1525     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1526     ///
1527     /// ```
1528     /// for<'a> fn(&'a u32)
1529     /// ```
1530     ///
1531     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1532     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1533     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1534     /// `U` because it was not in scope there.
1535     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1536         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1537     }
1538
1539     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1540     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1541     /// `other` (`self >= other`).
1542     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1543         self.private >= other.private
1544     }
1545
1546     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1547     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1548     /// those in `other` (`self < other`).
1549     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1550         self.private < other.private
1551     }
1552 }
1553
1554 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
1555 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
1556 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
1557 /// another.
1558 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1559 pub struct Placeholder<T> {
1560     pub universe: UniverseIndex,
1561     pub name: T,
1562 }
1563
1564 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1565 where
1566     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1567 {
1568     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1569         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1570         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1571     }
1572 }
1573
1574 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1575
1576 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1577
1578 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1579 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1580 pub struct BoundConst<'tcx> {
1581     pub var: BoundVar,
1582     pub ty: Ty<'tcx>,
1583 }
1584
1585 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundConst<'tcx>>;
1586
1587 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1588 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1589 ///
1590 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1591 /// which cause cycle errors.
1592 ///
1593 /// ```rust
1594 /// struct A;
1595 /// impl A {
1596 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1597 ///     //           ^ const parameter
1598 /// }
1599 /// struct B;
1600 /// impl B {
1601 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1602 ///     //           ^ const parameter
1603 /// }
1604 ///
1605 /// fn main() {
1606 ///     let a = A;
1607 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1608 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1609 /// }
1610 /// ```
1611 ///
1612 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1613 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1614 ///
1615 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1616 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1617 /// requires us to evaluate the const argument.
1618 ///
1619 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1620 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1621 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1622 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1623 /// which results in a cycle.
1624 ///
1625 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1626 ///
1627 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1628 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1629 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1630 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1631 /// trivial to compute.
1632 ///
1633 /// If we now want to use that constant in a place which potentionally needs its type
1634 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1635 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1636 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1637 /// to get the type of `did`.
1638 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1639 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1640 #[derive(Hash, HashStable)]
1641 pub struct WithOptConstParam<T> {
1642     pub did: T,
1643     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1644     /// a const argument.
1645     ///
1646     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1647     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1648     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1649     pub const_param_did: Option<DefId>,
1650 }
1651
1652 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1653     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1654     #[inline(always)]
1655     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1656         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1657     }
1658 }
1659
1660 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1661     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1662     /// `None` otherwise.
1663     #[inline(always)]
1664     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1665         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1666     }
1667
1668     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1669     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1670     #[inline(always)]
1671     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1672         if self.const_param_did.is_none() {
1673             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1674                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1675             }
1676         }
1677
1678         None
1679     }
1680
1681     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1682         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1683     }
1684
1685     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1686         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1687     }
1688 }
1689
1690 impl WithOptConstParam<DefId> {
1691     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1692         self.did
1693             .as_local()
1694             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1695     }
1696
1697     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1698         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1699             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1700                 return Some((did, param_did));
1701             }
1702         }
1703
1704         None
1705     }
1706
1707     pub fn expect_local(self) -> WithOptConstParam<LocalDefId> {
1708         self.as_local().unwrap()
1709     }
1710
1711     pub fn is_local(self) -> bool {
1712         self.did.is_local()
1713     }
1714
1715     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1716         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1717     }
1718 }
1719
1720 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1721 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1722 /// particular point.
1723 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1724 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1725     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1726     ///
1727     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1728     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1729     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1730     ///
1731     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1732     ///
1733     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1734     /// want `Reveal::All`.
1735     ///
1736     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1737     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, traits::Reveal, true>,
1738 }
1739
1740 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for traits::Reveal {
1741     const BITS: usize = 1;
1742     fn into_usize(self) -> usize {
1743         match self {
1744             traits::Reveal::UserFacing => 0,
1745             traits::Reveal::All => 1,
1746         }
1747     }
1748     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1749         match ptr {
1750             0 => traits::Reveal::UserFacing,
1751             1 => traits::Reveal::All,
1752             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1753         }
1754     }
1755 }
1756
1757 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1758     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1759         f.debug_struct("ParamEnv")
1760             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1761             .field("reveal", &self.reveal())
1762             .finish()
1763     }
1764 }
1765
1766 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1767     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1768         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1769         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1770     }
1771 }
1772
1773 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1774     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(self, folder: &mut F) -> Self {
1775         ParamEnv::new(self.caller_bounds().fold_with(folder), self.reveal().fold_with(folder))
1776     }
1777
1778     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1779         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1780         self.reveal().visit_with(visitor)
1781     }
1782 }
1783
1784 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1785     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1786     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1787     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1788     /// type-checking.
1789     #[inline]
1790     pub fn empty() -> Self {
1791         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing)
1792     }
1793
1794     #[inline]
1795     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1796         self.packed.pointer()
1797     }
1798
1799     #[inline]
1800     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1801         self.packed.tag()
1802     }
1803
1804     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1805     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1806     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1807     /// environments like codegen or doing optimizations.
1808     ///
1809     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1810     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1811     #[inline]
1812     pub fn reveal_all() -> Self {
1813         Self::new(List::empty(), Reveal::All)
1814     }
1815
1816     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1817     #[inline]
1818     pub fn new(caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>, reveal: Reveal) -> Self {
1819         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, reveal) }
1820     }
1821
1822     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1823         self.packed.set_tag(Reveal::UserFacing);
1824         self
1825     }
1826
1827     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1828     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1829     /// (even for associated types that are specializable). This is
1830     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1831     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1832     /// which is the default.
1833     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1834     /// will be normalized to their underlying types.
1835     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1836     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1837         if self.packed.tag() == traits::Reveal::All {
1838             return self;
1839         }
1840
1841         ParamEnv::new(tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()), Reveal::All)
1842     }
1843
1844     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1845     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1846         Self::new(List::empty(), self.reveal())
1847     }
1848
1849     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1850     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1851     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1852     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1853     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1854     /// invisible.
1855     ///
1856     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1857     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1858     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1859     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1860     /// although the surrounding function is never reachable.
1861     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1862         match self.reveal() {
1863             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1864
1865             Reveal::All => {
1866                 if value.is_global() {
1867                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1868                 } else {
1869                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1870                 }
1871             }
1872         }
1873     }
1874 }
1875
1876 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1877 pub struct ConstnessAnd<T> {
1878     pub constness: Constness,
1879     pub value: T,
1880 }
1881
1882 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1883 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1884 pub trait WithConstness: Sized {
1885     #[inline]
1886     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1887         ConstnessAnd { constness, value: self }
1888     }
1889
1890     #[inline]
1891     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1892         self.with_constness(Constness::Const)
1893     }
1894
1895     #[inline]
1896     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1897         self.with_constness(Constness::NotConst)
1898     }
1899 }
1900
1901 impl<T> WithConstness for T {}
1902
1903 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1904 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1905     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1906     pub value: T,
1907 }
1908
1909 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1910     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1911         (self.param_env, self.value)
1912     }
1913 }
1914
1915 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1916 where
1917     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1918 {
1919     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1920         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1921
1922         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1923         value.hash_stable(hcx, hasher);
1924     }
1925 }
1926
1927 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1928 pub struct Destructor {
1929     /// The `DefId` of the destructor method
1930     pub did: DefId,
1931 }
1932
1933 bitflags! {
1934     #[derive(HashStable)]
1935     pub struct AdtFlags: u32 {
1936         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1937         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1938         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1939         /// Indicates whether the ADT is a union.
1940         const IS_UNION            = 1 << 1;
1941         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1942         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1943         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1944         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1945         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1946         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1947         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1948         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1949         /// Indicates whether the type is `Box`.
1950         const IS_BOX              = 1 << 6;
1951         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1952         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1953         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1954         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1955         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 8;
1956     }
1957 }
1958
1959 bitflags! {
1960     #[derive(HashStable)]
1961     pub struct VariantFlags: u32 {
1962         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1963         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1964         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1965         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1966         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1967         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1968     }
1969 }
1970
1971 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1972 #[derive(Debug, HashStable)]
1973 pub struct VariantDef {
1974     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1975     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1976     pub def_id: DefId,
1977     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1978     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1979     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1980     /// Variant or struct name.
1981     #[stable_hasher(project(name))]
1982     pub ident: Ident,
1983     /// Discriminant of this variant.
1984     pub discr: VariantDiscr,
1985     /// Fields of this variant.
1986     pub fields: Vec<FieldDef>,
1987     /// Type of constructor of variant.
1988     pub ctor_kind: CtorKind,
1989     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1990     flags: VariantFlags,
1991 }
1992
1993 impl VariantDef {
1994     /// Creates a new `VariantDef`.
1995     ///
1996     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1997     /// represents an enum variant).
1998     ///
1999     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
2000     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
2001     ///
2002     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
2003     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
2004     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
2005     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
2006     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
2007     ///
2008     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
2009     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
2010     pub fn new(
2011         ident: Ident,
2012         variant_did: Option<DefId>,
2013         ctor_def_id: Option<DefId>,
2014         discr: VariantDiscr,
2015         fields: Vec<FieldDef>,
2016         ctor_kind: CtorKind,
2017         adt_kind: AdtKind,
2018         parent_did: DefId,
2019         recovered: bool,
2020         is_field_list_non_exhaustive: bool,
2021     ) -> Self {
2022         debug!(
2023             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2024              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2025             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2026         );
2027
2028         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2029         if is_field_list_non_exhaustive {
2030             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2031         }
2032
2033         if recovered {
2034             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
2035         }
2036
2037         VariantDef {
2038             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2039             ctor_def_id,
2040             ident,
2041             discr,
2042             fields,
2043             ctor_kind,
2044             flags,
2045         }
2046     }
2047
2048     /// Is this field list non-exhaustive?
2049     #[inline]
2050     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2051         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2052     }
2053
2054     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
2055     #[inline]
2056     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
2057         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
2058     }
2059 }
2060
2061 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2062 pub enum VariantDiscr {
2063     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2064     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2065     Explicit(DefId),
2066
2067     /// The previous variant's discriminant plus one.
2068     /// For efficiency reasons, the distance from the
2069     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2070     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2071     Relative(u32),
2072 }
2073
2074 #[derive(Debug, HashStable)]
2075 pub struct FieldDef {
2076     pub did: DefId,
2077     #[stable_hasher(project(name))]
2078     pub ident: Ident,
2079     pub vis: Visibility,
2080 }
2081
2082 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2083 ///
2084 /// These are all interned (by `alloc_adt_def`) into the global arena.
2085 ///
2086 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2087 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2088 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2089 ///
2090 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2091 pub struct AdtDef {
2092     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2093     pub did: DefId,
2094     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2095     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2096     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2097     flags: AdtFlags,
2098     /// Repr options provided by the user.
2099     pub repr: ReprOptions,
2100 }
2101
2102 impl PartialOrd for AdtDef {
2103     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2104         Some(self.cmp(&other))
2105     }
2106 }
2107
2108 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2109 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2110 impl Ord for AdtDef {
2111     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2112         self.did.cmp(&other.did)
2113     }
2114 }
2115
2116 impl PartialEq for AdtDef {
2117     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2118     #[inline]
2119     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2120         ptr::eq(self, other)
2121     }
2122 }
2123
2124 impl Eq for AdtDef {}
2125
2126 impl Hash for AdtDef {
2127     #[inline]
2128     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2129         (self as *const AdtDef).hash(s)
2130     }
2131 }
2132
2133 impl<S: Encoder> Encodable<S> for AdtDef {
2134     fn encode(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2135         self.did.encode(s)
2136     }
2137 }
2138
2139 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2140     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2141         thread_local! {
2142             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2143         }
2144
2145         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2146             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2147             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2148                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2149
2150                 let mut hasher = StableHasher::new();
2151                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2152                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2153                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2154                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2155
2156                 hasher.finish()
2157             })
2158         });
2159
2160         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2161     }
2162 }
2163
2164 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2165 pub enum AdtKind {
2166     Struct,
2167     Union,
2168     Enum,
2169 }
2170
2171 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2172     fn into(self) -> DataTypeKind {
2173         match self {
2174             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2175             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2176             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2177         }
2178     }
2179 }
2180
2181 bitflags! {
2182     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2183     pub struct ReprFlags: u8 {
2184         const IS_C               = 1 << 0;
2185         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2186         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2187         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2188         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2189         // If true, don't expose any niche to type's context.
2190         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2191         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2192         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2193                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2194                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2195     }
2196 }
2197
2198 /// Represents the repr options provided by the user,
2199 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2200 pub struct ReprOptions {
2201     pub int: Option<attr::IntType>,
2202     pub align: Option<Align>,
2203     pub pack: Option<Align>,
2204     pub flags: ReprFlags,
2205 }
2206
2207 impl ReprOptions {
2208     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2209         let mut flags = ReprFlags::empty();
2210         let mut size = None;
2211         let mut max_align: Option<Align> = None;
2212         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2213         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2214             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
2215                 flags.insert(match r {
2216                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2217                     attr::ReprPacked(pack) => {
2218                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2219                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2220                             min_pack.min(pack)
2221                         } else {
2222                             pack
2223                         });
2224                         ReprFlags::empty()
2225                     }
2226                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2227                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2228                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2229                     attr::ReprInt(i) => {
2230                         size = Some(i);
2231                         ReprFlags::empty()
2232                     }
2233                     attr::ReprAlign(align) => {
2234                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2235                         ReprFlags::empty()
2236                     }
2237                 });
2238             }
2239         }
2240
2241         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2242         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2243             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2244         }
2245         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2246     }
2247
2248     #[inline]
2249     pub fn simd(&self) -> bool {
2250         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2251     }
2252     #[inline]
2253     pub fn c(&self) -> bool {
2254         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2255     }
2256     #[inline]
2257     pub fn packed(&self) -> bool {
2258         self.pack.is_some()
2259     }
2260     #[inline]
2261     pub fn transparent(&self) -> bool {
2262         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2263     }
2264     #[inline]
2265     pub fn linear(&self) -> bool {
2266         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2267     }
2268     #[inline]
2269     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2270         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2271     }
2272
2273     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
2274     /// This must only be called on enums!
2275     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2276         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2277     }
2278
2279     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2280     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2281     /// single pointer.
2282     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2283         self.c() || self.int.is_some()
2284     }
2285
2286     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2287     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2288     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2289         if let Some(pack) = self.pack {
2290             if pack.bytes() == 1 {
2291                 return true;
2292             }
2293         }
2294         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2295     }
2296
2297     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2298     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2299         self.c()
2300     }
2301 }
2302
2303 impl<'tcx> AdtDef {
2304     /// Creates a new `AdtDef`.
2305     fn new(
2306         tcx: TyCtxt<'_>,
2307         did: DefId,
2308         kind: AdtKind,
2309         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2310         repr: ReprOptions,
2311     ) -> Self {
2312         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2313         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2314
2315         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2316             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2317             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2318         }
2319
2320         flags |= match kind {
2321             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2322             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2323             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2324         };
2325
2326         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2327             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2328         }
2329
2330         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2331         if tcx.sess.contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2332             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2333         }
2334         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2335             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2336         }
2337         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2338             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2339         }
2340         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2341             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2342         }
2343
2344         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2345     }
2346
2347     /// Returns `true` if this is a struct.
2348     #[inline]
2349     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2350         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2351     }
2352
2353     /// Returns `true` if this is a union.
2354     #[inline]
2355     pub fn is_union(&self) -> bool {
2356         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2357     }
2358
2359     /// Returns `true` if this is a enum.
2360     #[inline]
2361     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2362         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2363     }
2364
2365     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2366     #[inline]
2367     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2368         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2369     }
2370
2371     /// Returns the kind of the ADT.
2372     #[inline]
2373     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2374         if self.is_enum() {
2375             AdtKind::Enum
2376         } else if self.is_union() {
2377             AdtKind::Union
2378         } else {
2379             AdtKind::Struct
2380         }
2381     }
2382
2383     /// Returns a description of this abstract data type.
2384     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2385         match self.adt_kind() {
2386             AdtKind::Struct => "struct",
2387             AdtKind::Union => "union",
2388             AdtKind::Enum => "enum",
2389         }
2390     }
2391
2392     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2393     #[inline]
2394     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2395         match self.adt_kind() {
2396             AdtKind::Struct => "struct",
2397             AdtKind::Union => "union",
2398             AdtKind::Enum => "variant",
2399         }
2400     }
2401
2402     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2403     #[inline]
2404     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2405         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2406     }
2407
2408     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2409     /// of coherence checking.
2410     #[inline]
2411     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2412         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2413     }
2414
2415     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2416     #[inline]
2417     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2418         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2419     }
2420
2421     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2422     #[inline]
2423     pub fn is_box(&self) -> bool {
2424         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2425     }
2426
2427     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2428     #[inline]
2429     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2430         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2431     }
2432
2433     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2434     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2435         self.destructor(tcx).is_some()
2436     }
2437
2438     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2439     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2440         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2441         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2442     }
2443
2444     #[inline]
2445     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2446         tcx.predicates_of(self.did)
2447     }
2448
2449     /// Returns an iterator over all fields contained
2450     /// by this ADT.
2451     #[inline]
2452     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2453         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2454     }
2455
2456     /// Whether the ADT lacks fields. Note that this includes uninhabited enums,
2457     /// e.g., `enum Void {}` is considered payload free as well.
2458     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2459         self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2460     }
2461
2462     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2463     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2464         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2465     }
2466
2467     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2468     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2469         self.variants
2470             .iter()
2471             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2472             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2473     }
2474
2475     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2476     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2477         self.variants
2478             .iter_enumerated()
2479             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2480             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2481             .0
2482     }
2483
2484     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2485     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2486         self.variants
2487             .iter_enumerated()
2488             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2489             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2490             .0
2491     }
2492
2493     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2494         match res {
2495             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2496             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2497             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2498             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2499             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2500             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2501             | Res::SelfTy(..)
2502             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2503             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2504         }
2505     }
2506
2507     #[inline]
2508     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2509         assert!(self.is_enum());
2510         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2511         let repr_type = self.repr.discr_type();
2512         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2513             Ok(val) => {
2514                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2515                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2516                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2517                     Some(Discr { val: b, ty })
2518                 } else {
2519                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2520                     crate::mir::interpret::struct_error(
2521                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2522                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2523                     )
2524                     .emit();
2525                     None
2526                 }
2527             }
2528             Err(err) => {
2529                 let msg = match err {
2530                     ErrorHandled::Reported(ErrorReported) | ErrorHandled::Linted => {
2531                         "enum discriminant evaluation failed"
2532                     }
2533                     ErrorHandled::TooGeneric => "enum discriminant depends on generics",
2534                 };
2535                 tcx.sess.delay_span_bug(tcx.def_span(expr_did), msg);
2536                 None
2537             }
2538         }
2539     }
2540
2541     #[inline]
2542     pub fn discriminants(
2543         &'tcx self,
2544         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2545     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2546         assert!(self.is_enum());
2547         let repr_type = self.repr.discr_type();
2548         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2549         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2550         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2551             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2552             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2553                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2554                     discr = new_discr;
2555                 }
2556             }
2557             prev_discr = Some(discr);
2558
2559             (i, discr)
2560         })
2561     }
2562
2563     #[inline]
2564     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2565         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2566     }
2567
2568     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2569     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2570     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2571     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2572     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2573     #[inline]
2574     pub fn discriminant_for_variant(
2575         &self,
2576         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2577         variant_index: VariantIdx,
2578     ) -> Discr<'tcx> {
2579         assert!(self.is_enum());
2580         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2581         let explicit_value = val
2582             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2583             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2584         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2585     }
2586
2587     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2588     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2589     /// inferred discriminant directly.
2590     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2591         assert!(!self.variants.is_empty());
2592         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2593         let expr_did;
2594         loop {
2595             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2596                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2597                     expr_did = None;
2598                     break;
2599                 }
2600                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2601                     explicit_index -= distance;
2602                 }
2603                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2604                     expr_did = Some(did);
2605                     break;
2606                 }
2607             }
2608         }
2609         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2610     }
2611
2612     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2613         tcx.adt_destructor(self.did)
2614     }
2615
2616     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2617     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2618     ///
2619     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2620     /// actually more expressive than checking all members:
2621     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2622     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2623     ///
2624     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2625     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2626     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2627         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2628     }
2629 }
2630
2631 impl<'tcx> FieldDef {
2632     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2633     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2634     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2635         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2636     }
2637 }
2638
2639 /// Represents the various closure traits in the language. This
2640 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2641 /// desugaring) argument that the closure expects.
2642 ///
2643 /// You can get the environment type of a closure using
2644 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2645 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
2646 #[derive(HashStable)]
2647 pub enum ClosureKind {
2648     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2649     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2650     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2651     Fn,
2652     FnMut,
2653     FnOnce,
2654 }
2655
2656 impl<'tcx> ClosureKind {
2657     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2658     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2659
2660     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2661         match *self {
2662             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(LangItem::Fn, None),
2663             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(LangItem::FnMut, None),
2664             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(LangItem::FnOnce, None),
2665         }
2666     }
2667
2668     /// Returns `true` if a type that impls this closure kind
2669     /// must also implement `other`.
2670     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2671         matches!(
2672             (self, other),
2673             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn)
2674                 | (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut)
2675                 | (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce)
2676                 | (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut)
2677                 | (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce)
2678                 | (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce)
2679         )
2680     }
2681
2682     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2683     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2684     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2685         match self {
2686             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2687             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2688             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2689         }
2690     }
2691 }
2692
2693 impl BorrowKind {
2694     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2695         match m {
2696             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2697             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2698         }
2699     }
2700
2701     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2702     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2703     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2704     /// question.
2705     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2706         match self {
2707             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2708             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2709
2710             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2711             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2712             // and hence is a safe "over approximation".
2713             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2714         }
2715     }
2716
2717     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2718         match *self {
2719             MutBorrow => "mutable",
2720             ImmBorrow => "immutable",
2721             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2722         }
2723     }
2724 }
2725
2726 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
2727
2728 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2729 pub enum ImplOverlapKind {
2730     /// These impls are always allowed to overlap.
2731     Permitted {
2732         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2733         marker: bool,
2734     },
2735     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2736     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2737     ///
2738     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2739     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2740     ///
2741     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2742     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2743     ///
2744     /// ```
2745     /// trait Trait {}
2746     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2747     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2748     /// ```
2749     ///
2750     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2751     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2752     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2753     /// overlapping impls for it is sound.
2754     ///
2755     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2756     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2757     /// it has the following restrictions:
2758     ///
2759     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2760     /// positive impls.
2761     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2762     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2763     /// marker traits.
2764     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2765     ///
2766     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2767     Issue33140,
2768 }
2769
2770 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2771     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2772         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2773     }
2774
2775     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2776     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2777     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2778     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2779         self.hir()
2780             .krate()
2781             .body_ids
2782             .iter()
2783             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2784     }
2785
2786     pub fn par_body_owners<F: Fn(LocalDefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2787         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2788             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2789     }
2790
2791     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2792         self.associated_items(id)
2793             .in_definition_order()
2794             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2795     }
2796
2797     fn item_name_from_hir(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2798         self.hir().get_if_local(def_id).and_then(|node| node.ident())
2799     }
2800
2801     fn item_name_from_def_id(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
2802         if def_id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2803             Some(self.original_crate_name(def_id.krate))
2804         } else {
2805             let def_key = self.def_key(def_id);
2806             match def_key.disambiguated_data.data {
2807                 // The name of a constructor is that of its parent.
2808                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self.item_name_from_def_id(DefId {
2809                     krate: def_id.krate,
2810                     index: def_key.parent.unwrap(),
2811                 }),
2812                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name(),
2813             }
2814         }
2815     }
2816
2817     /// Look up the name of an item across crates. This does not look at HIR.
2818     ///
2819     /// When possible, this function should be used for cross-crate lookups over
2820     /// [`opt_item_name`] to avoid invalidating the incremental cache. If you
2821     /// need to handle items without a name, or HIR items that will not be
2822     /// serialized cross-crate, or if you need the span of the item, use
2823     /// [`opt_item_name`] instead.
2824     ///
2825     /// [`opt_item_name`]: Self::opt_item_name
2826     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2827         // Look at cross-crate items first to avoid invalidating the incremental cache
2828         // unless we have to.
2829         self.item_name_from_def_id(id).unwrap_or_else(|| {
2830             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2831         })
2832     }
2833
2834     /// Look up the name and span of an item or [`Node`].
2835     ///
2836     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
2837     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2838         // Look at the HIR first so the span will be correct if this is a local item.
2839         self.item_name_from_hir(def_id)
2840             .or_else(|| self.item_name_from_def_id(def_id).map(Ident::with_dummy_span))
2841     }
2842
2843     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2844         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2845             Some(self.associated_item(def_id))
2846         } else {
2847             None
2848         }
2849     }
2850
2851     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2852         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2853     }
2854
2855     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2856         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2857     }
2858
2859     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2860     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2861     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2862         self,
2863         def_id1: DefId,
2864         def_id2: DefId,
2865     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2866         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2867         // as one of them essentially doesn't exist.
2868         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2869             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2870         {
2871             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2872         }
2873
2874         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2875             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2876                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2877                 debug!(
2878                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2879                     def_id1, def_id2
2880                 );
2881                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2882             }
2883             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2884             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2885                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2886                 debug!(
2887                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2888                     def_id1, def_id2
2889                 );
2890                 return None;
2891             }
2892             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2893             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2894         };
2895
2896         let is_marker_overlap = {
2897             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2898                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2899                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2900             };
2901             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2902         };
2903
2904         if is_marker_overlap {
2905             debug!(
2906                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2907                 def_id1, def_id2
2908             );
2909             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2910         } else {
2911             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2912                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2913                     if self_ty1 == self_ty2 {
2914                         debug!(
2915                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2916                             def_id1, def_id2
2917                         );
2918                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2919                     } else {
2920                         debug!(
2921                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2922                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2923                         );
2924                     }
2925                 }
2926             }
2927
2928             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2929             None
2930         }
2931     }
2932
2933     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2934     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2935     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2936         match res {
2937             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2938                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2939                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2940             }
2941             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2942             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2943                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2944                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2945                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2946             }
2947             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2948                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2949                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2950             }
2951             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2952         }
2953     }
2954
2955     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2956     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2957         match instance {
2958             ty::InstanceDef::Item(def) => match self.def_kind(def.did) {
2959                 DefKind::Const
2960                 | DefKind::Static
2961                 | DefKind::AssocConst
2962                 | DefKind::Ctor(..)
2963                 | DefKind::AnonConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
2964                 // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
2965                 // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
2966                 _ => {
2967                     assert_eq!(def.const_param_did, None);
2968                     self.optimized_mir(def.did)
2969                 }
2970             },
2971             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2972             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2973             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2974             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2975             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2976             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2977             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2978             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2979         }
2980     }
2981
2982     /// Gets the attributes of a definition.
2983     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2984         if let Some(did) = did.as_local() {
2985             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2986         } else {
2987             self.item_attrs(did)
2988         }
2989     }
2990
2991     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2992     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2993         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2994     }
2995
2996     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2997     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2998         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2999     }
3000
3001     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
3002     /// generator is tainted by errors.
3003     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
3004         self.optimized_mir(def_id).generator_layout()
3005     }
3006
3007     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3008     /// If it implements no trait, returns `None`.
3009     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3010         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3011     }
3012
3013     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3014     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3015     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3016         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3017             TraitContainer(_) => None,
3018             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3019         })
3020     }
3021
3022     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3023     /// with the name of the crate containing the impl.
3024     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3025         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
3026             let hir_id = self.hir().local_def_id_to_hir_id(impl_did);
3027             Ok(self.hir().span(hir_id))
3028         } else {
3029             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3030         }
3031     }
3032
3033     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3034     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3035     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3036     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3037         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3038         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3039         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3040         use_name.name == def_name.name
3041             && use_name
3042                 .span
3043                 .ctxt()
3044                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3045     }
3046
3047     pub fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3048         match scope.as_local() {
3049             // Parsing and expansion aren't incremental, so we don't
3050             // need to go through a query for the same-crate case.
3051             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3052             None => self.expn_that_defined(scope),
3053         }
3054     }
3055
3056     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3057         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3058         ident
3059     }
3060
3061     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3062         self,
3063         mut ident: Ident,
3064         scope: DefId,
3065         block: hir::HirId,
3066     ) -> (Ident, DefId) {
3067         let scope =
3068             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3069             {
3070                 Some(actual_expansion) => {
3071                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3072                 }
3073                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3074             };
3075         (ident, scope)
3076     }
3077
3078     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3079         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3080     }
3081 }
3082
3083 #[derive(Clone, HashStable, Debug)]
3084 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3085
3086 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3087 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3088     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
3089         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
3090             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3091                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3092             }
3093         }
3094     }
3095     None
3096 }
3097
3098 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
3099     match ity {
3100         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
3101         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
3102         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
3103         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
3104         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
3105         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
3106     }
3107 }
3108
3109 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
3110     match uty {
3111         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
3112         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
3113         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
3114         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
3115         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
3116         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
3117     }
3118 }
3119
3120 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
3121     match fty {
3122         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
3123         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
3124     }
3125 }
3126
3127 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
3128     match ity {
3129         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
3130         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
3131         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
3132         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
3133         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
3134         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
3135     }
3136 }
3137
3138 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
3139     match uty {
3140         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
3141         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
3142         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
3143         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
3144         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
3145         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
3146     }
3147 }
3148
3149 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
3150     context::provide(providers);
3151     erase_regions::provide(providers);
3152     layout::provide(providers);
3153     util::provide(providers);
3154     print::provide(providers);
3155     super::util::bug::provide(providers);
3156     *providers = ty::query::Providers {
3157         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3158         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3159         type_uninhabited_from: inhabitedness::type_uninhabited_from,
3160         ..*providers
3161     };
3162 }
3163
3164 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3165 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3166 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3167 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3168 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3169 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3170 pub struct CrateInherentImpls {
3171     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3172 }
3173
3174 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
3175 pub struct SymbolName<'tcx> {
3176     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
3177     pub name: &'tcx str,
3178 }
3179
3180 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
3181     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
3182         SymbolName {
3183             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
3184         }
3185     }
3186 }
3187
3188 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
3189     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3190         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3191     }
3192 }
3193
3194 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
3195     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3196         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3197     }
3198 }