]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_middle/src/ty/mod.rs
Auto merge of #81441 - tmiasko:ctfe-inline, r=oli-obk
[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::query::queries;
104
105 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst, ScalarInt};
106
107 pub mod _match;
108 pub mod adjustment;
109 pub mod binding;
110 pub mod cast;
111 pub mod codec;
112 mod erase_regions;
113 pub mod error;
114 pub mod fast_reject;
115 pub mod flags;
116 pub mod fold;
117 pub mod inhabitedness;
118 pub mod layout;
119 pub mod normalize_erasing_regions;
120 pub mod outlives;
121 pub mod print;
122 pub mod query;
123 pub mod relate;
124 pub mod subst;
125 pub mod trait_def;
126 pub mod util;
127 pub mod walk;
128
129 mod consts;
130 mod context;
131 mod diagnostics;
132 mod instance;
133 mod list;
134 mod structural_impls;
135 mod sty;
136
137 // Data types
138
139 pub struct ResolverOutputs {
140     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
141     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
142     pub visibilities: FxHashMap<LocalDefId, Visibility>,
143     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
144     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
145     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
146     pub export_map: ExportMap<LocalDefId>,
147     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
148     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
149     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
150     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
151 }
152
153 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable, Hash)]
154 pub enum AssocItemContainer {
155     TraitContainer(DefId),
156     ImplContainer(DefId),
157 }
158
159 impl AssocItemContainer {
160     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
161     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
162     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
163         match *self {
164             TraitContainer(id) => id,
165             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
166         }
167     }
168
169     pub fn id(&self) -> DefId {
170         match *self {
171             TraitContainer(id) => id,
172             ImplContainer(id) => id,
173         }
174     }
175 }
176
177 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
178 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
179 /// bounds / where-clauses).
180 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
181 pub struct ImplHeader<'tcx> {
182     pub impl_def_id: DefId,
183     pub self_ty: Ty<'tcx>,
184     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
185     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
186 }
187
188 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, Debug)]
189 pub enum ImplPolarity {
190     /// `impl Trait for Type`
191     Positive,
192     /// `impl !Trait for Type`
193     Negative,
194     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
195     ///
196     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
197     /// See #64631 for details.
198     Reservation,
199 }
200
201 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable, Eq, Hash)]
202 pub struct AssocItem {
203     pub def_id: DefId,
204     #[stable_hasher(project(name))]
205     pub ident: Ident,
206     pub kind: AssocKind,
207     pub vis: Visibility,
208     pub defaultness: hir::Defaultness,
209     pub container: AssocItemContainer,
210
211     /// Whether this is a method with an explicit self
212     /// as its first parameter, allowing method calls.
213     pub fn_has_self_parameter: bool,
214 }
215
216 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable, Eq, Hash)]
217 pub enum AssocKind {
218     Const,
219     Fn,
220     Type,
221 }
222
223 impl AssocKind {
224     pub fn namespace(&self) -> Namespace {
225         match *self {
226             ty::AssocKind::Type => Namespace::TypeNS,
227             ty::AssocKind::Const | ty::AssocKind::Fn => Namespace::ValueNS,
228         }
229     }
230
231     pub fn as_def_kind(&self) -> DefKind {
232         match self {
233             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
234             AssocKind::Fn => DefKind::AssocFn,
235             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
236         }
237     }
238 }
239
240 impl AssocItem {
241     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
242         match self.kind {
243             ty::AssocKind::Fn => {
244                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
245                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
246                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
247                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
248                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
249             }
250             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
251             ty::AssocKind::Const => {
252                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
253             }
254         }
255     }
256 }
257
258 /// A list of `ty::AssocItem`s in definition order that allows for efficient lookup by name.
259 ///
260 /// When doing lookup by name, we try to postpone hygienic comparison for as long as possible since
261 /// it is relatively expensive. Instead, items are indexed by `Symbol` and hygienic comparison is
262 /// done only on items with the same name.
263 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, HashStable)]
264 pub struct AssociatedItems<'tcx> {
265     items: SortedIndexMultiMap<u32, Symbol, &'tcx ty::AssocItem>,
266 }
267
268 impl<'tcx> AssociatedItems<'tcx> {
269     /// Constructs an `AssociatedItems` map from a series of `ty::AssocItem`s in definition order.
270     pub fn new(items_in_def_order: impl IntoIterator<Item = &'tcx ty::AssocItem>) -> Self {
271         let items = items_in_def_order.into_iter().map(|item| (item.ident.name, item)).collect();
272         AssociatedItems { items }
273     }
274
275     /// Returns a slice of associated items in the order they were defined.
276     ///
277     /// New code should avoid relying on definition order. If you need a particular associated item
278     /// for a known trait, make that trait a lang item instead of indexing this array.
279     pub fn in_definition_order(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
280         self.items.iter().map(|(_, v)| *v)
281     }
282
283     pub fn len(&self) -> usize {
284         self.items.len()
285     }
286
287     /// Returns an iterator over all associated items with the given name, ignoring hygiene.
288     pub fn filter_by_name_unhygienic(
289         &self,
290         name: Symbol,
291     ) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
292         self.items.get_by_key(&name).copied()
293     }
294
295     /// Returns an iterator over all associated items with the given name.
296     ///
297     /// Multiple items may have the same name if they are in different `Namespace`s. For example,
298     /// an associated type can have the same name as a method. Use one of the `find_by_name_and_*`
299     /// methods below if you know which item you are looking for.
300     pub fn filter_by_name(
301         &'a self,
302         tcx: TyCtxt<'a>,
303         ident: Ident,
304         parent_def_id: DefId,
305     ) -> impl 'a + Iterator<Item = &'a ty::AssocItem> {
306         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
307             .filter(move |item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
308     }
309
310     /// Returns the associated item with the given name and `AssocKind`, if one exists.
311     pub fn find_by_name_and_kind(
312         &self,
313         tcx: TyCtxt<'_>,
314         ident: Ident,
315         kind: AssocKind,
316         parent_def_id: DefId,
317     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
318         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
319             .filter(|item| item.kind == kind)
320             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
321     }
322
323     /// Returns the associated item with the given name in the given `Namespace`, if one exists.
324     pub fn find_by_name_and_namespace(
325         &self,
326         tcx: TyCtxt<'_>,
327         ident: Ident,
328         ns: Namespace,
329         parent_def_id: DefId,
330     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
331         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
332             .filter(|item| item.kind.namespace() == ns)
333             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
334     }
335 }
336
337 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
338 pub enum Visibility {
339     /// Visible everywhere (including in other crates).
340     Public,
341     /// Visible only in the given crate-local module.
342     Restricted(DefId),
343     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
344     Invisible,
345 }
346
347 pub trait DefIdTree: Copy {
348     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
349
350     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
351         if descendant.krate != ancestor.krate {
352             return false;
353         }
354
355         while descendant != ancestor {
356             match self.parent(descendant) {
357                 Some(parent) => descendant = parent,
358                 None => return false,
359             }
360         }
361         true
362     }
363 }
364
365 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
366     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
367         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
368     }
369 }
370
371 impl Visibility {
372     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
373         match visibility.node {
374             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
375             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
376             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
377                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
378                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
379                 Res::Err => Visibility::Public,
380                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
381             },
382             hir::VisibilityKind::Inherited => {
383                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
384             }
385         }
386     }
387
388     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
389     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
390         let restriction = match self {
391             // Public items are visible everywhere.
392             Visibility::Public => return true,
393             // Private items from other crates are visible nowhere.
394             Visibility::Invisible => return false,
395             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
396             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
397             Visibility::Restricted(module) => module,
398         };
399
400         tree.is_descendant_of(module, restriction)
401     }
402
403     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
404     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
405         let vis_restriction = match vis {
406             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
407             Visibility::Invisible => return true,
408             Visibility::Restricted(module) => module,
409         };
410
411         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
412     }
413
414     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
415     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
416         match self {
417             Visibility::Public => true,
418             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
419             Visibility::Invisible => false,
420         }
421     }
422 }
423
424 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
425 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
426 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
427 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
428 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
429 /// item.
430 #[derive(HashStable, Debug)]
431 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
432     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
433     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
434     /// entry.
435     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
436 }
437
438 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
439 // the types of AST nodes.
440 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
441 pub struct CReaderCacheKey {
442     pub cnum: CrateNum,
443     pub pos: usize,
444 }
445
446 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
447 pub struct TyS<'tcx> {
448     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
449     /// Use `TyS::kind()` instead.
450     kind: TyKind<'tcx>,
451     /// This field shouldn't be used directly and may be removed in the future.
452     /// Use `TyS::flags()` instead.
453     flags: TypeFlags,
454
455     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
456     /// binder such that
457     ///
458     /// (a) the binder itself captures nothing but
459     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
460     ///     by some sub-binder.
461     ///
462     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
463     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
464     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
465     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
466     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
467     /// by an inner binder.
468     ///
469     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
470     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
471     /// (exclusive).
472     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
473 }
474
475 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
476     /// A constructor used only for internal testing.
477     #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
478     pub fn make_for_test(
479         kind: TyKind<'tcx>,
480         flags: TypeFlags,
481         outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
482     ) -> TyS<'tcx> {
483         TyS { kind, flags, outer_exclusive_binder }
484     }
485 }
486
487 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
488 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
489 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
490
491 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
492     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
493         self.kind().cmp(other.kind())
494     }
495 }
496
497 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
498     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
499         Some(self.kind().cmp(other.kind()))
500     }
501 }
502
503 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
504     #[inline]
505     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
506         ptr::eq(self, other)
507     }
508 }
509 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
510
511 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
512     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
513         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
514     }
515 }
516
517 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
518     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
519         let ty::TyS {
520             ref kind,
521
522             // The other fields just provide fast access to information that is
523             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
524             flags: _,
525
526             outer_exclusive_binder: _,
527         } = *self;
528
529         kind.hash_stable(hcx, hasher);
530     }
531 }
532
533 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
534 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
535
536 #[derive(
537     Clone,
538     Copy,
539     Debug,
540     PartialEq,
541     Eq,
542     Hash,
543     TyEncodable,
544     TyDecodable,
545     TypeFoldable,
546     HashStable
547 )]
548 pub struct UpvarPath {
549     pub hir_id: hir::HirId,
550 }
551
552 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
553 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
554 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
555 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
556 pub struct UpvarId {
557     pub var_path: UpvarPath,
558     pub closure_expr_id: LocalDefId,
559 }
560
561 impl UpvarId {
562     pub fn new(var_hir_id: hir::HirId, closure_def_id: LocalDefId) -> UpvarId {
563         UpvarId { var_path: UpvarPath { hir_id: var_hir_id }, closure_expr_id: closure_def_id }
564     }
565 }
566
567 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, Copy, HashStable)]
568 pub enum BorrowKind {
569     /// Data must be immutable and is aliasable.
570     ImmBorrow,
571
572     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
573     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
574     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
575     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
576     ///
577     /// ```
578     /// let x: &mut isize = ...;
579     /// let y = || *x += 5;
580     /// ```
581     ///
582     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
583     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
584     ///
585     /// ```
586     /// struct Env { x: & &mut isize }
587     /// let x: &mut isize = ...;
588     /// let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
589     /// fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
590     /// ```
591     ///
592     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
593     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
594     /// an `&mut` borrow:
595     ///
596     /// ```
597     /// struct Env { x: & &mut isize }
598     /// let x: &mut isize = ...;
599     /// let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
600     /// fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
601     /// ```
602     ///
603     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
604     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
605     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
606     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
607     /// borrow is hidden.
608     ///
609     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
610     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
611     /// simplicity, we don't give users the way to express this
612     /// borrow, it's just used when translating closures.
613     UniqueImmBorrow,
614
615     /// Data is mutable and not aliasable.
616     MutBorrow,
617 }
618
619 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
620 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
621 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
622 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
623     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
624     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
625     /// depending on inference.
626     ///
627     /// If the upvar was inferred to be captured by value (e.g. `move`
628     /// was not used), then the `Span` points to a usage that
629     /// required it. There may be more than one such usage
630     /// (e.g. `|| { a; a; }`), in which case we pick an
631     /// arbitrary one.
632     ByValue(Option<Span>),
633
634     /// Upvar is captured by reference.
635     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
636 }
637
638 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
639 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
640     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
641     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
642     /// syntax.
643     pub kind: BorrowKind,
644
645     /// Region of the resulting reference.
646     pub region: ty::Region<'tcx>,
647 }
648
649 /// Given the closure DefId this map provides a map of root variables to minimum
650 /// set of `CapturedPlace`s that need to be tracked to support all captures of that closure.
651 pub type MinCaptureInformationMap<'tcx> = FxHashMap<DefId, RootVariableMinCaptureList<'tcx>>;
652
653 /// Part of `MinCaptureInformationMap`; Maps a root variable to the list of `CapturedPlace`.
654 /// Used to track the minimum set of `Place`s that need to be captured to support all
655 /// Places captured by the closure starting at a given root variable.
656 ///
657 /// This provides a convenient and quick way of checking if a variable being used within
658 /// a closure is a capture of a local variable.
659 pub type RootVariableMinCaptureList<'tcx> = FxIndexMap<hir::HirId, MinCaptureList<'tcx>>;
660
661 /// Part of `MinCaptureInformationMap`; List of `CapturePlace`s.
662 pub type MinCaptureList<'tcx> = Vec<CapturedPlace<'tcx>>;
663
664 /// A `Place` and the corresponding `CaptureInfo`.
665 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
666 pub struct CapturedPlace<'tcx> {
667     pub place: HirPlace<'tcx>,
668     pub info: CaptureInfo<'tcx>,
669 }
670
671 pub fn place_to_string_for_capture(tcx: TyCtxt<'tcx>, place: &HirPlace<'tcx>) -> String {
672     let name = match place.base {
673         HirPlaceBase::Upvar(upvar_id) => tcx.hir().name(upvar_id.var_path.hir_id).to_string(),
674         _ => bug!("Capture_information should only contain upvars"),
675     };
676     let mut curr_string = name;
677
678     for (i, proj) in place.projections.iter().enumerate() {
679         match proj.kind {
680             HirProjectionKind::Deref => {
681                 curr_string = format!("*{}", curr_string);
682             }
683             HirProjectionKind::Field(idx, variant) => match place.ty_before_projection(i).kind() {
684                 ty::Adt(def, ..) => {
685                     curr_string = format!(
686                         "{}.{}",
687                         curr_string,
688                         def.variants[variant].fields[idx as usize].ident.name.as_str()
689                     );
690                 }
691                 ty::Tuple(_) => {
692                     curr_string = format!("{}.{}", curr_string, idx);
693                 }
694                 _ => {
695                     bug!(
696                         "Field projection applied to a type other than Adt or Tuple: {:?}.",
697                         place.ty_before_projection(i).kind()
698                     )
699                 }
700             },
701             proj => bug!("{:?} unexpected because it isn't captured", proj),
702         }
703     }
704
705     curr_string.to_string()
706 }
707
708 /// Part of `MinCaptureInformationMap`; describes the capture kind (&, &mut, move)
709 /// for a particular capture as well as identifying the part of the source code
710 /// that triggered this capture to occur.
711 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, TyEncodable, TyDecodable, TypeFoldable, HashStable)]
712 pub struct CaptureInfo<'tcx> {
713     /// Expr Id pointing to use that resulted in selecting the current capture kind
714     ///
715     /// Eg:
716     /// ```rust,no_run
717     /// let mut t = (0,1);
718     ///
719     /// let c = || {
720     ///     println!("{}",t); // L1
721     ///     t.1 = 4; // L2
722     /// };
723     /// ```
724     /// `capture_kind_expr_id` will point to the use on L2 and `path_expr_id` will point to the
725     /// use on L1.
726     ///
727     /// If the user doesn't enable feature `capture_disjoint_fields` (RFC 2229) then, it is
728     /// possible that we don't see the use of a particular place resulting in capture_kind_expr_id being
729     /// None. In such case we fallback on uvpars_mentioned for span.
730     ///
731     /// Eg:
732     /// ```rust,no_run
733     /// let x = 5;
734     ///
735     /// let c = || {
736     ///     let _ = x
737     /// };
738     /// ```
739     ///
740     /// In this example, if `capture_disjoint_fields` is **not** set, then x will be captured,
741     /// but we won't see it being used during capture analysis, since it's essentially a discard.
742     pub capture_kind_expr_id: Option<hir::HirId>,
743     /// Expr Id pointing to use that resulted the corresponding place being captured
744     ///
745     /// See `capture_kind_expr_id` for example.
746     ///
747     pub path_expr_id: Option<hir::HirId>,
748
749     /// Capture mode that was selected
750     pub capture_kind: UpvarCapture<'tcx>,
751 }
752
753 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
754 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
755
756 impl ty::EarlyBoundRegion {
757     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
758     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
759     pub fn has_name(&self) -> bool {
760         self.name != kw::UnderscoreLifetime
761     }
762 }
763
764 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
765 pub enum GenericParamDefKind {
766     Lifetime,
767     Type {
768         has_default: bool,
769         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
770         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
771     },
772     Const,
773 }
774
775 impl GenericParamDefKind {
776     pub fn descr(&self) -> &'static str {
777         match self {
778             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
779             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
780             GenericParamDefKind::Const => "constant",
781         }
782     }
783     pub fn to_ord(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> ast::ParamKindOrd {
784         match self {
785             GenericParamDefKind::Lifetime => ast::ParamKindOrd::Lifetime,
786             GenericParamDefKind::Type { .. } => ast::ParamKindOrd::Type,
787             GenericParamDefKind::Const => {
788                 ast::ParamKindOrd::Const { unordered: tcx.features().const_generics }
789             }
790         }
791     }
792 }
793
794 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
795 pub struct GenericParamDef {
796     pub name: Symbol,
797     pub def_id: DefId,
798     pub index: u32,
799
800     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
801     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
802     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
803     pub pure_wrt_drop: bool,
804
805     pub kind: GenericParamDefKind,
806 }
807
808 impl GenericParamDef {
809     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
810         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
811             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
812         } else {
813             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
814         }
815     }
816 }
817
818 #[derive(Default)]
819 pub struct GenericParamCount {
820     pub lifetimes: usize,
821     pub types: usize,
822     pub consts: usize,
823 }
824
825 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
826 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
827 ///
828 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
829 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
830 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
831 pub struct Generics {
832     pub parent: Option<DefId>,
833     pub parent_count: usize,
834     pub params: Vec<GenericParamDef>,
835
836     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
837     #[stable_hasher(ignore)]
838     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
839
840     pub has_self: bool,
841     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
842 }
843
844 impl<'tcx> Generics {
845     pub fn count(&self) -> usize {
846         self.parent_count + self.params.len()
847     }
848
849     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
850         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
851         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
852         // presence of this method will be a constant reminder.
853         let mut own_counts = GenericParamCount::default();
854
855         for param in &self.params {
856             match param.kind {
857                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
858                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
859                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
860             }
861         }
862
863         own_counts
864     }
865
866     pub fn own_defaults(&self) -> GenericParamCount {
867         let mut own_defaults = GenericParamCount::default();
868
869         for param in &self.params {
870             match param.kind {
871                 GenericParamDefKind::Lifetime => (),
872                 GenericParamDefKind::Type { has_default, .. } => {
873                     own_defaults.types += has_default as usize;
874                 }
875                 GenericParamDefKind::Const => {
876                     // FIXME(const_generics:defaults)
877                 }
878             }
879         }
880
881         own_defaults
882     }
883
884     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
885         if self.own_requires_monomorphization() {
886             return true;
887         }
888
889         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
890             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
891             parent.requires_monomorphization(tcx)
892         } else {
893             false
894         }
895     }
896
897     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
898         for param in &self.params {
899             match param.kind {
900                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
901                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
902             }
903         }
904         false
905     }
906
907     /// Returns the `GenericParamDef` with the given index.
908     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
909         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
910             &self.params[index]
911         } else {
912             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
913                 .param_at(param_index, tcx)
914         }
915     }
916
917     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `EarlyBoundRegion`.
918     pub fn region_param(
919         &'tcx self,
920         param: &EarlyBoundRegion,
921         tcx: TyCtxt<'tcx>,
922     ) -> &'tcx GenericParamDef {
923         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
924         match param.kind {
925             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
926             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
927         }
928     }
929
930     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
931     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
932         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
933         match param.kind {
934             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
935             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
936         }
937     }
938
939     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamConst`.
940     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
941         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
942         match param.kind {
943             GenericParamDefKind::Const => param,
944             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
945         }
946     }
947 }
948
949 /// Bounds on generics.
950 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
951 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
952     pub parent: Option<DefId>,
953     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
954 }
955
956 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
957     pub fn instantiate(
958         &self,
959         tcx: TyCtxt<'tcx>,
960         substs: SubstsRef<'tcx>,
961     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
962         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
963         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
964         instantiated
965     }
966
967     pub fn instantiate_own(
968         &self,
969         tcx: TyCtxt<'tcx>,
970         substs: SubstsRef<'tcx>,
971     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
972         InstantiatedPredicates {
973             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
974             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
975         }
976     }
977
978     fn instantiate_into(
979         &self,
980         tcx: TyCtxt<'tcx>,
981         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
982         substs: SubstsRef<'tcx>,
983     ) {
984         if let Some(def_id) = self.parent {
985             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
986         }
987         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
988         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
989     }
990
991     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
992         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
993         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
994         instantiated
995     }
996
997     fn instantiate_identity_into(
998         &self,
999         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1000         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1001     ) {
1002         if let Some(def_id) = self.parent {
1003             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1004         }
1005         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
1006         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
1007     }
1008 }
1009
1010 #[derive(Debug)]
1011 crate struct PredicateInner<'tcx> {
1012     kind: Binder<PredicateKind<'tcx>>,
1013     flags: TypeFlags,
1014     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
1015     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
1016 }
1017
1018 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1019 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 40);
1020
1021 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
1022 pub struct Predicate<'tcx> {
1023     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
1024 }
1025
1026 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
1027     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1028         // `self.kind` is always interned.
1029         ptr::eq(self.inner, other.inner)
1030     }
1031 }
1032
1033 impl Hash for Predicate<'_> {
1034     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1035         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
1036     }
1037 }
1038
1039 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
1040
1041 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1042     /// Gets the inner `Binder<PredicateKind<'tcx>>`.
1043     pub fn kind(self) -> Binder<PredicateKind<'tcx>> {
1044         self.inner.kind
1045     }
1046 }
1047
1048 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
1049     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1050         let PredicateInner {
1051             ref kind,
1052
1053             // The other fields just provide fast access to information that is
1054             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
1055             flags: _,
1056             outer_exclusive_binder: _,
1057         } = self.inner;
1058
1059         kind.hash_stable(hcx, hasher);
1060     }
1061 }
1062
1063 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1064 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1065 pub enum PredicateKind<'tcx> {
1066     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1067     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1068     /// would be the type parameters.
1069     ///
1070     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1071     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1072     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1073     Trait(TraitPredicate<'tcx>, Constness),
1074
1075     /// `where 'a: 'b`
1076     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1077
1078     /// `where T: 'a`
1079     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1080
1081     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1082     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1083     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
1084
1085     /// No syntax: `T` well-formed.
1086     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
1087
1088     /// Trait must be object-safe.
1089     ObjectSafe(DefId),
1090
1091     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1092     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1093     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1094     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1095
1096     /// `T1 <: T2`
1097     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
1098
1099     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1100     ConstEvaluatable(ty::WithOptConstParam<DefId>, SubstsRef<'tcx>),
1101
1102     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
1103     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
1104
1105     /// Represents a type found in the environment that we can use for implied bounds.
1106     ///
1107     /// Only used for Chalk.
1108     TypeWellFormedFromEnv(Ty<'tcx>),
1109 }
1110
1111 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1112 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1113 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1114 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1115 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1116 /// item.
1117 #[derive(HashStable, Debug)]
1118 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1119     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1120     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1121     /// bounds, it will have no entry.
1122     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
1123 }
1124
1125 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1126     /// Performs a substitution suitable for going from a
1127     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1128     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1129     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1130     /// lengthy comment below for details.
1131     pub fn subst_supertrait(
1132         self,
1133         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1134         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1135     ) -> Predicate<'tcx> {
1136         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1137         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1138         //
1139         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1140         //
1141         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1142         //     trait Bar<'b,'c> { }
1143         //
1144         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1145         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1146         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1147         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1148         // normal substitution.
1149         //
1150         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1151         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1152         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1153         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1154         // `'a`.
1155         //
1156         // Another example to be careful of is this:
1157         //
1158         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1159         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1160         //
1161         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1162         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1163         // reason is similar to the previous example: any impl of
1164         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1165         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1166         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1167         //
1168         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1169         // consider the more complicated scenario:
1170         //
1171         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1172         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1173         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1174         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1175         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1176         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1177         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1178         //   DB index of 1.
1179         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1180         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1181         //   just as we wanted.
1182         //
1183         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1184         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1185         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1186         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1187         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1188         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1189         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1190         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1191         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1192         // substitution code expects equal binding levels in the values
1193         // from the substitution and the value being substituted into, and
1194         // this trick achieves that).
1195         let substs = trait_ref.skip_binder().substs;
1196         let pred = self.kind().skip_binder();
1197         let new = pred.subst(tcx, substs);
1198         tcx.reuse_or_mk_predicate(self, ty::Binder::bind(new))
1199     }
1200 }
1201
1202 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1203 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1204 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1205     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1206 }
1207
1208 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1209
1210 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1211     pub fn def_id(self) -> DefId {
1212         self.trait_ref.def_id
1213     }
1214
1215     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1216         self.trait_ref.self_ty()
1217     }
1218 }
1219
1220 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1221     pub fn def_id(self) -> DefId {
1222         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1223         self.skip_binder().def_id()
1224     }
1225
1226     pub fn self_ty(self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1227         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.self_ty())
1228     }
1229 }
1230
1231 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1232 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1233 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1234 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1235 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1236 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1237 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1238
1239 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1240 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1241 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1242     pub a_is_expected: bool,
1243     pub a: Ty<'tcx>,
1244     pub b: Ty<'tcx>,
1245 }
1246 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1247
1248 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1249 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1250 ///
1251 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1252 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1253 ///
1254 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1255 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1256 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1257 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1258 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1259 /// instances to normalize the LHS.
1260 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1261 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1262 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1263     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1264     pub ty: Ty<'tcx>,
1265 }
1266
1267 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1268
1269 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1270     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1271     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1272         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1273     }
1274
1275     #[inline]
1276     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1277         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1278         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1279         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1280         // return value, so we are preserving the number of binding
1281         // levels.
1282         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1283     }
1284
1285     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1286         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1287     }
1288
1289     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1290     ///
1291     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1292     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1293     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1294         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1295         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1296     }
1297 }
1298
1299 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1300     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1301 }
1302
1303 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1304     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1305         ty::Binder::dummy(*self)
1306     }
1307 }
1308
1309 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1310     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1311         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1312     }
1313 }
1314
1315 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1316     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
1317 }
1318
1319 impl ToPredicate<'tcx> for Binder<PredicateKind<'tcx>> {
1320     #[inline(always)]
1321     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1322         tcx.mk_predicate(self)
1323     }
1324 }
1325
1326 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateKind<'tcx> {
1327     #[inline(always)]
1328     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1329         tcx.mk_predicate(Binder::dummy(self))
1330     }
1331 }
1332
1333 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1334     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1335         PredicateKind::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }, self.constness)
1336             .to_predicate(tcx)
1337     }
1338 }
1339
1340 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1341     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1342         ConstnessAnd {
1343             value: self.value.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate { trait_ref }),
1344             constness: self.constness,
1345         }
1346         .to_predicate(tcx)
1347     }
1348 }
1349
1350 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1351     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1352         self.value.map_bound(|value| PredicateKind::Trait(value, self.constness)).to_predicate(tcx)
1353     }
1354 }
1355
1356 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1357     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1358         self.map_bound(PredicateKind::RegionOutlives).to_predicate(tcx)
1359     }
1360 }
1361
1362 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1363     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1364         self.map_bound(PredicateKind::TypeOutlives).to_predicate(tcx)
1365     }
1366 }
1367
1368 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1369     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1370         self.map_bound(PredicateKind::Projection).to_predicate(tcx)
1371     }
1372 }
1373
1374 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1375     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>>> {
1376         let predicate = self.kind();
1377         match predicate.skip_binder() {
1378             PredicateKind::Trait(t, constness) => {
1379                 Some(ConstnessAnd { constness, value: predicate.rebind(t.trait_ref) })
1380             }
1381             PredicateKind::Projection(..)
1382             | PredicateKind::Subtype(..)
1383             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1384             | PredicateKind::WellFormed(..)
1385             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1386             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1387             | PredicateKind::TypeOutlives(..)
1388             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1389             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1390             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1391         }
1392     }
1393
1394     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1395         let predicate = self.kind();
1396         match predicate.skip_binder() {
1397             PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(predicate.rebind(data)),
1398             PredicateKind::Trait(..)
1399             | PredicateKind::Projection(..)
1400             | PredicateKind::Subtype(..)
1401             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1402             | PredicateKind::WellFormed(..)
1403             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1404             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1405             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1406             | PredicateKind::ConstEquate(..)
1407             | PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => None,
1408         }
1409     }
1410 }
1411
1412 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1413 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1414 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1415 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1416 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1417 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1418 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1419 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1420 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1421 /// their values.
1422 ///
1423 /// Example:
1424 ///
1425 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1426 ///
1427 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1428 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1429 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1430 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1431 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1432 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1433     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1434     pub spans: Vec<Span>,
1435 }
1436
1437 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1438     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1439         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1440     }
1441
1442     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1443         self.predicates.is_empty()
1444     }
1445 }
1446
1447 rustc_index::newtype_index! {
1448     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1449     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1450     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1451     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1452     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1453     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1454     /// new names.
1455     ///
1456     /// To make this more concrete, consider this program:
1457     ///
1458     /// ```
1459     /// struct Foo { }
1460     /// fn bar<T>(x: T) {
1461     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1462     /// }
1463     /// ```
1464     ///
1465     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1466     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1467     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1468     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1469     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1470     /// name it inside the fn type but not outside.
1471     ///
1472     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1473     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1474     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1475     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1476     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1477     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1478     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1479     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1480     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1481     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1482     /// use for checking generic functions.
1483     pub struct UniverseIndex {
1484         derive [HashStable]
1485         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1486     }
1487 }
1488
1489 impl UniverseIndex {
1490     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1491
1492     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1493     /// is considered to extend all previous universes. This
1494     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1495     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1496     ///
1497     /// ```
1498     /// for<'a> fn(&'a u32)
1499     /// ```
1500     ///
1501     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1502     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1503     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1504     /// `U` because it was not in scope there.
1505     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1506         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1507     }
1508
1509     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1510     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1511     /// `other` (`self >= other`).
1512     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1513         self.private >= other.private
1514     }
1515
1516     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1517     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1518     /// those in `other` (`self < other`).
1519     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1520         self.private < other.private
1521     }
1522 }
1523
1524 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region, type, or const. Placeholders are
1525 /// identified by both a universe, as well as a name residing within that universe. Distinct bound
1526 /// regions/types/consts within the same universe simply have an unknown relationship to one
1527 /// another.
1528 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1529 pub struct Placeholder<T> {
1530     pub universe: UniverseIndex,
1531     pub name: T,
1532 }
1533
1534 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1535 where
1536     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1537 {
1538     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1539         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1540         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1541     }
1542 }
1543
1544 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegionKind>;
1545
1546 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1547
1548 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1549 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1550 pub struct BoundConst<'tcx> {
1551     pub var: BoundVar,
1552     pub ty: Ty<'tcx>,
1553 }
1554
1555 pub type PlaceholderConst<'tcx> = Placeholder<BoundConst<'tcx>>;
1556
1557 /// A `DefId` which, in case it is a const argument, is potentially bundled with
1558 /// the `DefId` of the generic parameter it instantiates.
1559 ///
1560 /// This is used to avoid calls to `type_of` for const arguments during typeck
1561 /// which cause cycle errors.
1562 ///
1563 /// ```rust
1564 /// struct A;
1565 /// impl A {
1566 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> [u8; N] { [0; N] }
1567 ///     //           ^ const parameter
1568 /// }
1569 /// struct B;
1570 /// impl B {
1571 ///     fn foo<const M: u8>(&self) -> usize { 42 }
1572 ///     //           ^ const parameter
1573 /// }
1574 ///
1575 /// fn main() {
1576 ///     let a = A;
1577 ///     let _b = a.foo::<{ 3 + 7 }>();
1578 ///     //               ^^^^^^^^^ const argument
1579 /// }
1580 /// ```
1581 ///
1582 /// Let's look at the call `a.foo::<{ 3 + 7 }>()` here. We do not know
1583 /// which `foo` is used until we know the type of `a`.
1584 ///
1585 /// We only know the type of `a` once we are inside of `typeck(main)`.
1586 /// We also end up normalizing the type of `_b` during `typeck(main)` which
1587 /// requires us to evaluate the const argument.
1588 ///
1589 /// To evaluate that const argument we need to know its type,
1590 /// which we would get using `type_of(const_arg)`. This requires us to
1591 /// resolve `foo` as it can be either `usize` or `u8` in this example.
1592 /// However, resolving `foo` once again requires `typeck(main)` to get the type of `a`,
1593 /// which results in a cycle.
1594 ///
1595 /// In short we must not call `type_of(const_arg)` during `typeck(main)`.
1596 ///
1597 /// When first creating the `ty::Const` of the const argument inside of `typeck` we have
1598 /// already resolved `foo` so we know which const parameter this argument instantiates.
1599 /// This means that we also know the expected result of `type_of(const_arg)` even if we
1600 /// aren't allowed to call that query: it is equal to `type_of(const_param)` which is
1601 /// trivial to compute.
1602 ///
1603 /// If we now want to use that constant in a place which potentionally needs its type
1604 /// we also pass the type of its `const_param`. This is the point of `WithOptConstParam`,
1605 /// except that instead of a `Ty` we bundle the `DefId` of the const parameter.
1606 /// Meaning that we need to use `type_of(const_param_did)` if `const_param_did` is `Some`
1607 /// to get the type of `did`.
1608 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1609 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1610 #[derive(Hash, HashStable)]
1611 pub struct WithOptConstParam<T> {
1612     pub did: T,
1613     /// The `DefId` of the corresponding generic parameter in case `did` is
1614     /// a const argument.
1615     ///
1616     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1617     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1618     /// to potentially update `param_did` in the case it is `None`.
1619     pub const_param_did: Option<DefId>,
1620 }
1621
1622 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1623     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1624     #[inline(always)]
1625     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1626         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1627     }
1628 }
1629
1630 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1631     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1632     /// `None` otherwise.
1633     #[inline(always)]
1634     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1635         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1636     }
1637
1638     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1639     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1640     #[inline(always)]
1641     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1642         if self.const_param_did.is_none() {
1643             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1644                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1645             }
1646         }
1647
1648         None
1649     }
1650
1651     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1652         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1653     }
1654
1655     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1656         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1657     }
1658 }
1659
1660 impl WithOptConstParam<DefId> {
1661     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1662         self.did
1663             .as_local()
1664             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1665     }
1666
1667     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1668         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1669             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1670                 return Some((did, param_did));
1671             }
1672         }
1673
1674         None
1675     }
1676
1677     pub fn expect_local(self) -> WithOptConstParam<LocalDefId> {
1678         self.as_local().unwrap()
1679     }
1680
1681     pub fn is_local(self) -> bool {
1682         self.did.is_local()
1683     }
1684
1685     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1686         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1687     }
1688 }
1689
1690 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1691 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1692 /// particular point.
1693 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1694 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1695     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1696     ///
1697     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1698     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1699     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1700     ///
1701     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1702     ///
1703     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1704     /// want `Reveal::All`.
1705     ///
1706     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1707     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, traits::Reveal, true>,
1708 }
1709
1710 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for traits::Reveal {
1711     const BITS: usize = 1;
1712     fn into_usize(self) -> usize {
1713         match self {
1714             traits::Reveal::UserFacing => 0,
1715             traits::Reveal::All => 1,
1716         }
1717     }
1718     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1719         match ptr {
1720             0 => traits::Reveal::UserFacing,
1721             1 => traits::Reveal::All,
1722             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1723         }
1724     }
1725 }
1726
1727 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1728     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1729         f.debug_struct("ParamEnv")
1730             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1731             .field("reveal", &self.reveal())
1732             .finish()
1733     }
1734 }
1735
1736 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1737     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1738         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1739         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1740     }
1741 }
1742
1743 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1744     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(self, folder: &mut F) -> Self {
1745         ParamEnv::new(self.caller_bounds().fold_with(folder), self.reveal().fold_with(folder))
1746     }
1747
1748     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> ControlFlow<V::BreakTy> {
1749         self.caller_bounds().visit_with(visitor)?;
1750         self.reveal().visit_with(visitor)
1751     }
1752 }
1753
1754 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1755     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1756     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1757     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1758     /// type-checking.
1759     #[inline]
1760     pub fn empty() -> Self {
1761         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing)
1762     }
1763
1764     #[inline]
1765     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1766         self.packed.pointer()
1767     }
1768
1769     #[inline]
1770     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1771         self.packed.tag()
1772     }
1773
1774     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1775     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1776     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1777     /// environments like codegen or doing optimizations.
1778     ///
1779     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1780     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1781     #[inline]
1782     pub fn reveal_all() -> Self {
1783         Self::new(List::empty(), Reveal::All)
1784     }
1785
1786     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1787     #[inline]
1788     pub fn new(caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>, reveal: Reveal) -> Self {
1789         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, reveal) }
1790     }
1791
1792     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1793         self.packed.set_tag(Reveal::UserFacing);
1794         self
1795     }
1796
1797     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1798     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1799     /// (even for associated types that are specializable). This is
1800     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1801     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1802     /// which is the default.
1803     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1804     /// will be normalized to their underlying types.
1805     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1806     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1807         if self.packed.tag() == traits::Reveal::All {
1808             return self;
1809         }
1810
1811         ParamEnv::new(tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()), Reveal::All)
1812     }
1813
1814     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1815     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1816         Self::new(List::empty(), self.reveal())
1817     }
1818
1819     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1820     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1821     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1822     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1823     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1824     /// invisible.
1825     ///
1826     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1827     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1828     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1829     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1830     /// although the surrounding function is never reachable.
1831     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1832         match self.reveal() {
1833             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1834
1835             Reveal::All => {
1836                 if value.is_global() {
1837                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1838                 } else {
1839                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1840                 }
1841             }
1842         }
1843     }
1844 }
1845
1846 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1847 pub struct ConstnessAnd<T> {
1848     pub constness: Constness,
1849     pub value: T,
1850 }
1851
1852 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1853 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1854 pub trait WithConstness: Sized {
1855     #[inline]
1856     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1857         ConstnessAnd { constness, value: self }
1858     }
1859
1860     #[inline]
1861     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1862         self.with_constness(Constness::Const)
1863     }
1864
1865     #[inline]
1866     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1867         self.with_constness(Constness::NotConst)
1868     }
1869 }
1870
1871 impl<T> WithConstness for T {}
1872
1873 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1874 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1875     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1876     pub value: T,
1877 }
1878
1879 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1880     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1881         (self.param_env, self.value)
1882     }
1883 }
1884
1885 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1886 where
1887     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1888 {
1889     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1890         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1891
1892         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1893         value.hash_stable(hcx, hasher);
1894     }
1895 }
1896
1897 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1898 pub struct Destructor {
1899     /// The `DefId` of the destructor method
1900     pub did: DefId,
1901 }
1902
1903 bitflags! {
1904     #[derive(HashStable)]
1905     pub struct AdtFlags: u32 {
1906         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1907         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1908         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1909         /// Indicates whether the ADT is a union.
1910         const IS_UNION            = 1 << 1;
1911         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1912         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1913         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1914         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1915         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1916         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1917         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1918         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1919         /// Indicates whether the type is `Box`.
1920         const IS_BOX              = 1 << 6;
1921         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1922         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1923         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1924         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1925         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 8;
1926     }
1927 }
1928
1929 bitflags! {
1930     #[derive(HashStable)]
1931     pub struct VariantFlags: u32 {
1932         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1933         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1934         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1935         /// Indicates whether this variant was obtained as part of recovering from
1936         /// a syntactic error. May be incomplete or bogus.
1937         const IS_RECOVERED = 1 << 1;
1938     }
1939 }
1940
1941 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1942 #[derive(Debug, HashStable)]
1943 pub struct VariantDef {
1944     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1945     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1946     pub def_id: DefId,
1947     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1948     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1949     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1950     /// Variant or struct name.
1951     #[stable_hasher(project(name))]
1952     pub ident: Ident,
1953     /// Discriminant of this variant.
1954     pub discr: VariantDiscr,
1955     /// Fields of this variant.
1956     pub fields: Vec<FieldDef>,
1957     /// Type of constructor of variant.
1958     pub ctor_kind: CtorKind,
1959     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1960     flags: VariantFlags,
1961 }
1962
1963 impl VariantDef {
1964     /// Creates a new `VariantDef`.
1965     ///
1966     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1967     /// represents an enum variant).
1968     ///
1969     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1970     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1971     ///
1972     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1973     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1974     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1975     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1976     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1977     ///
1978     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1979     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1980     pub fn new(
1981         ident: Ident,
1982         variant_did: Option<DefId>,
1983         ctor_def_id: Option<DefId>,
1984         discr: VariantDiscr,
1985         fields: Vec<FieldDef>,
1986         ctor_kind: CtorKind,
1987         adt_kind: AdtKind,
1988         parent_did: DefId,
1989         recovered: bool,
1990         is_field_list_non_exhaustive: bool,
1991     ) -> Self {
1992         debug!(
1993             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1994              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1995             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1996         );
1997
1998         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1999         if is_field_list_non_exhaustive {
2000             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2001         }
2002
2003         if recovered {
2004             flags |= VariantFlags::IS_RECOVERED;
2005         }
2006
2007         VariantDef {
2008             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2009             ctor_def_id,
2010             ident,
2011             discr,
2012             fields,
2013             ctor_kind,
2014             flags,
2015         }
2016     }
2017
2018     /// Is this field list non-exhaustive?
2019     #[inline]
2020     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2021         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2022     }
2023
2024     /// Was this variant obtained as part of recovering from a syntactic error?
2025     #[inline]
2026     pub fn is_recovered(&self) -> bool {
2027         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_RECOVERED)
2028     }
2029 }
2030
2031 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2032 pub enum VariantDiscr {
2033     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2034     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2035     Explicit(DefId),
2036
2037     /// The previous variant's discriminant plus one.
2038     /// For efficiency reasons, the distance from the
2039     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2040     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2041     Relative(u32),
2042 }
2043
2044 #[derive(Debug, HashStable)]
2045 pub struct FieldDef {
2046     pub did: DefId,
2047     #[stable_hasher(project(name))]
2048     pub ident: Ident,
2049     pub vis: Visibility,
2050 }
2051
2052 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2053 ///
2054 /// These are all interned (by `alloc_adt_def`) into the global arena.
2055 ///
2056 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2057 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2058 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2059 ///
2060 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2061 pub struct AdtDef {
2062     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2063     pub did: DefId,
2064     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2065     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2066     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2067     flags: AdtFlags,
2068     /// Repr options provided by the user.
2069     pub repr: ReprOptions,
2070 }
2071
2072 impl PartialOrd for AdtDef {
2073     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2074         Some(self.cmp(&other))
2075     }
2076 }
2077
2078 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2079 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2080 impl Ord for AdtDef {
2081     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2082         self.did.cmp(&other.did)
2083     }
2084 }
2085
2086 impl PartialEq for AdtDef {
2087     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2088     #[inline]
2089     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2090         ptr::eq(self, other)
2091     }
2092 }
2093
2094 impl Eq for AdtDef {}
2095
2096 impl Hash for AdtDef {
2097     #[inline]
2098     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2099         (self as *const AdtDef).hash(s)
2100     }
2101 }
2102
2103 impl<S: Encoder> Encodable<S> for AdtDef {
2104     fn encode(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2105         self.did.encode(s)
2106     }
2107 }
2108
2109 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2110     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2111         thread_local! {
2112             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2113         }
2114
2115         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2116             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2117             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2118                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2119
2120                 let mut hasher = StableHasher::new();
2121                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2122                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2123                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2124                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2125
2126                 hasher.finish()
2127             })
2128         });
2129
2130         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2131     }
2132 }
2133
2134 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2135 pub enum AdtKind {
2136     Struct,
2137     Union,
2138     Enum,
2139 }
2140
2141 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2142     fn into(self) -> DataTypeKind {
2143         match self {
2144             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2145             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2146             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2147         }
2148     }
2149 }
2150
2151 bitflags! {
2152     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2153     pub struct ReprFlags: u8 {
2154         const IS_C               = 1 << 0;
2155         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2156         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2157         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2158         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2159         // If true, don't expose any niche to type's context.
2160         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2161         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2162         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2163                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2164                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2165     }
2166 }
2167
2168 /// Represents the repr options provided by the user,
2169 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2170 pub struct ReprOptions {
2171     pub int: Option<attr::IntType>,
2172     pub align: Option<Align>,
2173     pub pack: Option<Align>,
2174     pub flags: ReprFlags,
2175 }
2176
2177 impl ReprOptions {
2178     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2179         let mut flags = ReprFlags::empty();
2180         let mut size = None;
2181         let mut max_align: Option<Align> = None;
2182         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2183         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2184             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
2185                 flags.insert(match r {
2186                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2187                     attr::ReprPacked(pack) => {
2188                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2189                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2190                             min_pack.min(pack)
2191                         } else {
2192                             pack
2193                         });
2194                         ReprFlags::empty()
2195                     }
2196                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2197                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2198                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2199                     attr::ReprInt(i) => {
2200                         size = Some(i);
2201                         ReprFlags::empty()
2202                     }
2203                     attr::ReprAlign(align) => {
2204                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2205                         ReprFlags::empty()
2206                     }
2207                 });
2208             }
2209         }
2210
2211         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2212         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2213             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2214         }
2215         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2216     }
2217
2218     #[inline]
2219     pub fn simd(&self) -> bool {
2220         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2221     }
2222     #[inline]
2223     pub fn c(&self) -> bool {
2224         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2225     }
2226     #[inline]
2227     pub fn packed(&self) -> bool {
2228         self.pack.is_some()
2229     }
2230     #[inline]
2231     pub fn transparent(&self) -> bool {
2232         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2233     }
2234     #[inline]
2235     pub fn linear(&self) -> bool {
2236         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2237     }
2238     #[inline]
2239     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2240         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2241     }
2242
2243     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
2244     /// This must only be called on enums!
2245     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2246         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2247     }
2248
2249     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2250     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2251     /// single pointer.
2252     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2253         self.c() || self.int.is_some()
2254     }
2255
2256     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2257     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2258     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2259         if let Some(pack) = self.pack {
2260             if pack.bytes() == 1 {
2261                 return true;
2262             }
2263         }
2264         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2265     }
2266
2267     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2268     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2269         self.c()
2270     }
2271 }
2272
2273 impl<'tcx> AdtDef {
2274     /// Creates a new `AdtDef`.
2275     fn new(
2276         tcx: TyCtxt<'_>,
2277         did: DefId,
2278         kind: AdtKind,
2279         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2280         repr: ReprOptions,
2281     ) -> Self {
2282         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2283         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2284
2285         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2286             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2287             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2288         }
2289
2290         flags |= match kind {
2291             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2292             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2293             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2294         };
2295
2296         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2297             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2298         }
2299
2300         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2301         if tcx.sess.contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2302             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2303         }
2304         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2305             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2306         }
2307         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2308             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2309         }
2310         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2311             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2312         }
2313
2314         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2315     }
2316
2317     /// Returns `true` if this is a struct.
2318     #[inline]
2319     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2320         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2321     }
2322
2323     /// Returns `true` if this is a union.
2324     #[inline]
2325     pub fn is_union(&self) -> bool {
2326         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2327     }
2328
2329     /// Returns `true` if this is a enum.
2330     #[inline]
2331     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2332         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2333     }
2334
2335     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2336     #[inline]
2337     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2338         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2339     }
2340
2341     /// Returns the kind of the ADT.
2342     #[inline]
2343     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2344         if self.is_enum() {
2345             AdtKind::Enum
2346         } else if self.is_union() {
2347             AdtKind::Union
2348         } else {
2349             AdtKind::Struct
2350         }
2351     }
2352
2353     /// Returns a description of this abstract data type.
2354     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2355         match self.adt_kind() {
2356             AdtKind::Struct => "struct",
2357             AdtKind::Union => "union",
2358             AdtKind::Enum => "enum",
2359         }
2360     }
2361
2362     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2363     #[inline]
2364     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2365         match self.adt_kind() {
2366             AdtKind::Struct => "struct",
2367             AdtKind::Union => "union",
2368             AdtKind::Enum => "variant",
2369         }
2370     }
2371
2372     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2373     #[inline]
2374     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2375         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2376     }
2377
2378     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2379     /// of coherence checking.
2380     #[inline]
2381     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2382         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2383     }
2384
2385     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2386     #[inline]
2387     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2388         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2389     }
2390
2391     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2392     #[inline]
2393     pub fn is_box(&self) -> bool {
2394         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2395     }
2396
2397     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2398     #[inline]
2399     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2400         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2401     }
2402
2403     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2404     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2405         self.destructor(tcx).is_some()
2406     }
2407
2408     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2409     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2410         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2411         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2412     }
2413
2414     #[inline]
2415     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2416         tcx.predicates_of(self.did)
2417     }
2418
2419     /// Returns an iterator over all fields contained
2420     /// by this ADT.
2421     #[inline]
2422     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2423         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2424     }
2425
2426     /// Whether the ADT lacks fields. Note that this includes uninhabited enums,
2427     /// e.g., `enum Void {}` is considered payload free as well.
2428     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2429         self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2430     }
2431
2432     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2433     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2434         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2435     }
2436
2437     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2438     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2439         self.variants
2440             .iter()
2441             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2442             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2443     }
2444
2445     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2446     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2447         self.variants
2448             .iter_enumerated()
2449             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2450             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2451             .0
2452     }
2453
2454     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2455     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2456         self.variants
2457             .iter_enumerated()
2458             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2459             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2460             .0
2461     }
2462
2463     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2464         match res {
2465             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2466             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2467             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2468             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2469             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2470             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2471             | Res::SelfTy(..)
2472             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2473             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2474         }
2475     }
2476
2477     #[inline]
2478     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2479         assert!(self.is_enum());
2480         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2481         let repr_type = self.repr.discr_type();
2482         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2483             Ok(val) => {
2484                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2485                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2486                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2487                     Some(Discr { val: b, ty })
2488                 } else {
2489                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2490                     crate::mir::interpret::struct_error(
2491                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2492                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2493                     )
2494                     .emit();
2495                     None
2496                 }
2497             }
2498             Err(err) => {
2499                 let msg = match err {
2500                     ErrorHandled::Reported(ErrorReported) | ErrorHandled::Linted => {
2501                         "enum discriminant evaluation failed"
2502                     }
2503                     ErrorHandled::TooGeneric => "enum discriminant depends on generics",
2504                 };
2505                 tcx.sess.delay_span_bug(tcx.def_span(expr_did), msg);
2506                 None
2507             }
2508         }
2509     }
2510
2511     #[inline]
2512     pub fn discriminants(
2513         &'tcx self,
2514         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2515     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2516         assert!(self.is_enum());
2517         let repr_type = self.repr.discr_type();
2518         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2519         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2520         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2521             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2522             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2523                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2524                     discr = new_discr;
2525                 }
2526             }
2527             prev_discr = Some(discr);
2528
2529             (i, discr)
2530         })
2531     }
2532
2533     #[inline]
2534     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2535         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2536     }
2537
2538     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2539     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2540     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2541     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2542     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2543     #[inline]
2544     pub fn discriminant_for_variant(
2545         &self,
2546         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2547         variant_index: VariantIdx,
2548     ) -> Discr<'tcx> {
2549         assert!(self.is_enum());
2550         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2551         let explicit_value = val
2552             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2553             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2554         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2555     }
2556
2557     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2558     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2559     /// inferred discriminant directly.
2560     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2561         assert!(!self.variants.is_empty());
2562         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2563         let expr_did;
2564         loop {
2565             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2566                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2567                     expr_did = None;
2568                     break;
2569                 }
2570                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2571                     explicit_index -= distance;
2572                 }
2573                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2574                     expr_did = Some(did);
2575                     break;
2576                 }
2577             }
2578         }
2579         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2580     }
2581
2582     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2583         tcx.adt_destructor(self.did)
2584     }
2585
2586     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2587     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2588     ///
2589     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2590     /// actually more expressive than checking all members:
2591     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2592     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2593     ///
2594     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2595     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2596     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2597         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2598     }
2599 }
2600
2601 impl<'tcx> FieldDef {
2602     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2603     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2604     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2605         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2606     }
2607 }
2608
2609 /// Represents the various closure traits in the language. This
2610 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2611 /// desugaring) argument that the closure expects.
2612 ///
2613 /// You can get the environment type of a closure using
2614 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2615 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
2616 #[derive(HashStable)]
2617 pub enum ClosureKind {
2618     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2619     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2620     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2621     Fn,
2622     FnMut,
2623     FnOnce,
2624 }
2625
2626 impl<'tcx> ClosureKind {
2627     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2628     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2629
2630     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2631         match *self {
2632             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(LangItem::Fn, None),
2633             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(LangItem::FnMut, None),
2634             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(LangItem::FnOnce, None),
2635         }
2636     }
2637
2638     /// Returns `true` if a type that impls this closure kind
2639     /// must also implement `other`.
2640     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2641         matches!(
2642             (self, other),
2643             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn)
2644                 | (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut)
2645                 | (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce)
2646                 | (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut)
2647                 | (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce)
2648                 | (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce)
2649         )
2650     }
2651
2652     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2653     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2654     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2655         match self {
2656             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2657             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2658             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2659         }
2660     }
2661 }
2662
2663 impl BorrowKind {
2664     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2665         match m {
2666             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2667             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2668         }
2669     }
2670
2671     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2672     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2673     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2674     /// question.
2675     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2676         match self {
2677             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2678             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2679
2680             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2681             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2682             // and hence is a safe "over approximation".
2683             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2684         }
2685     }
2686
2687     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2688         match *self {
2689             MutBorrow => "mutable",
2690             ImmBorrow => "immutable",
2691             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2692         }
2693     }
2694 }
2695
2696 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
2697
2698 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2699 pub enum ImplOverlapKind {
2700     /// These impls are always allowed to overlap.
2701     Permitted {
2702         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2703         marker: bool,
2704     },
2705     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2706     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2707     ///
2708     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2709     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2710     ///
2711     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2712     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2713     ///
2714     /// ```
2715     /// trait Trait {}
2716     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2717     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2718     /// ```
2719     ///
2720     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2721     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2722     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2723     /// overlapping impls for it is sound.
2724     ///
2725     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2726     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2727     /// it has the following restrictions:
2728     ///
2729     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2730     /// positive impls.
2731     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2732     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2733     /// marker traits.
2734     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2735     ///
2736     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2737     Issue33140,
2738 }
2739
2740 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2741     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2742         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2743     }
2744
2745     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2746     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2747     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2748     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2749         self.hir()
2750             .krate()
2751             .body_ids
2752             .iter()
2753             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2754     }
2755
2756     pub fn par_body_owners<F: Fn(LocalDefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2757         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2758             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2759     }
2760
2761     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2762         self.associated_items(id)
2763             .in_definition_order()
2764             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2765     }
2766
2767     fn item_name_from_hir(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2768         self.hir().get_if_local(def_id).and_then(|node| node.ident())
2769     }
2770
2771     fn item_name_from_def_id(self, def_id: DefId) -> Option<Symbol> {
2772         if def_id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2773             Some(self.original_crate_name(def_id.krate))
2774         } else {
2775             let def_key = self.def_key(def_id);
2776             match def_key.disambiguated_data.data {
2777                 // The name of a constructor is that of its parent.
2778                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => self.item_name_from_def_id(DefId {
2779                     krate: def_id.krate,
2780                     index: def_key.parent.unwrap(),
2781                 }),
2782                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name(),
2783             }
2784         }
2785     }
2786
2787     /// Look up the name of an item across crates. This does not look at HIR.
2788     ///
2789     /// When possible, this function should be used for cross-crate lookups over
2790     /// [`opt_item_name`] to avoid invalidating the incremental cache. If you
2791     /// need to handle items without a name, or HIR items that will not be
2792     /// serialized cross-crate, or if you need the span of the item, use
2793     /// [`opt_item_name`] instead.
2794     ///
2795     /// [`opt_item_name`]: Self::opt_item_name
2796     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2797         // Look at cross-crate items first to avoid invalidating the incremental cache
2798         // unless we have to.
2799         self.item_name_from_def_id(id).unwrap_or_else(|| {
2800             bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2801         })
2802     }
2803
2804     /// Look up the name and span of an item or [`Node`].
2805     ///
2806     /// See [`item_name`][Self::item_name] for more information.
2807     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2808         // Look at the HIR first so the span will be correct if this is a local item.
2809         self.item_name_from_hir(def_id)
2810             .or_else(|| self.item_name_from_def_id(def_id).map(Ident::with_dummy_span))
2811     }
2812
2813     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2814         if let DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy = self.def_kind(def_id) {
2815             Some(self.associated_item(def_id))
2816         } else {
2817             None
2818         }
2819     }
2820
2821     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2822         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2823     }
2824
2825     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2826         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2827     }
2828
2829     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2830     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2831     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2832         self,
2833         def_id1: DefId,
2834         def_id2: DefId,
2835     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2836         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2837         // as one of them essentially doesn't exist.
2838         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2839             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2840         {
2841             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2842         }
2843
2844         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2845             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2846                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2847                 debug!(
2848                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2849                     def_id1, def_id2
2850                 );
2851                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2852             }
2853             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2854             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2855                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2856                 debug!(
2857                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2858                     def_id1, def_id2
2859                 );
2860                 return None;
2861             }
2862             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2863             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2864         };
2865
2866         let is_marker_overlap = {
2867             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2868                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2869                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2870             };
2871             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2872         };
2873
2874         if is_marker_overlap {
2875             debug!(
2876                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2877                 def_id1, def_id2
2878             );
2879             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2880         } else {
2881             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2882                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2883                     if self_ty1 == self_ty2 {
2884                         debug!(
2885                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2886                             def_id1, def_id2
2887                         );
2888                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2889                     } else {
2890                         debug!(
2891                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2892                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2893                         );
2894                     }
2895                 }
2896             }
2897
2898             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2899             None
2900         }
2901     }
2902
2903     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2904     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2905     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2906         match res {
2907             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2908                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2909                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2910             }
2911             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2912             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2913                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2914                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2915                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2916             }
2917             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2918                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2919                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2920             }
2921             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2922         }
2923     }
2924
2925     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2926     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2927         match instance {
2928             ty::InstanceDef::Item(def) => match self.def_kind(def.did) {
2929                 DefKind::Const
2930                 | DefKind::Static
2931                 | DefKind::AssocConst
2932                 | DefKind::Ctor(..)
2933                 | DefKind::AnonConst => self.mir_for_ctfe_opt_const_arg(def),
2934                 // If the caller wants `mir_for_ctfe` of a function they should not be using
2935                 // `instance_mir`, so we'll assume const fn also wants the optimized version.
2936                 _ => self.optimized_mir_or_const_arg_mir(def),
2937             },
2938             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2939             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2940             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2941             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2942             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2943             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2944             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2945             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2946         }
2947     }
2948
2949     /// Gets the attributes of a definition.
2950     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2951         if let Some(did) = did.as_local() {
2952             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2953         } else {
2954             self.item_attrs(did)
2955         }
2956     }
2957
2958     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2959     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2960         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2961     }
2962
2963     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2964     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2965         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2966     }
2967
2968     /// Returns layout of a generator. Layout might be unavailable if the
2969     /// generator is tainted by errors.
2970     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx GeneratorLayout<'tcx>> {
2971         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref()
2972     }
2973
2974     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2975     /// If it implements no trait, returns `None`.
2976     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2977         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2978     }
2979
2980     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
2981     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2982     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2983         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
2984             TraitContainer(_) => None,
2985             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2986         })
2987     }
2988
2989     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2990     /// with the name of the crate containing the impl.
2991     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2992         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
2993             let hir_id = self.hir().local_def_id_to_hir_id(impl_did);
2994             Ok(self.hir().span(hir_id))
2995         } else {
2996             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
2997         }
2998     }
2999
3000     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3001     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3002     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3003     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3004         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3005         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3006         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3007         use_name.name == def_name.name
3008             && use_name
3009                 .span
3010                 .ctxt()
3011                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3012     }
3013
3014     pub fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3015         match scope.as_local() {
3016             // Parsing and expansion aren't incremental, so we don't
3017             // need to go through a query for the same-crate case.
3018             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3019             None => self.expn_that_defined(scope),
3020         }
3021     }
3022
3023     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3024         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3025         ident
3026     }
3027
3028     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3029         self,
3030         mut ident: Ident,
3031         scope: DefId,
3032         block: hir::HirId,
3033     ) -> (Ident, DefId) {
3034         let scope =
3035             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3036             {
3037                 Some(actual_expansion) => {
3038                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3039                 }
3040                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3041             };
3042         (ident, scope)
3043     }
3044
3045     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3046         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3047     }
3048 }
3049
3050 #[derive(Clone, HashStable, Debug)]
3051 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3052
3053 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3054 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3055     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
3056         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
3057             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3058                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3059             }
3060         }
3061     }
3062     None
3063 }
3064
3065 pub fn int_ty(ity: ast::IntTy) -> IntTy {
3066     match ity {
3067         ast::IntTy::Isize => IntTy::Isize,
3068         ast::IntTy::I8 => IntTy::I8,
3069         ast::IntTy::I16 => IntTy::I16,
3070         ast::IntTy::I32 => IntTy::I32,
3071         ast::IntTy::I64 => IntTy::I64,
3072         ast::IntTy::I128 => IntTy::I128,
3073     }
3074 }
3075
3076 pub fn uint_ty(uty: ast::UintTy) -> UintTy {
3077     match uty {
3078         ast::UintTy::Usize => UintTy::Usize,
3079         ast::UintTy::U8 => UintTy::U8,
3080         ast::UintTy::U16 => UintTy::U16,
3081         ast::UintTy::U32 => UintTy::U32,
3082         ast::UintTy::U64 => UintTy::U64,
3083         ast::UintTy::U128 => UintTy::U128,
3084     }
3085 }
3086
3087 pub fn float_ty(fty: ast::FloatTy) -> FloatTy {
3088     match fty {
3089         ast::FloatTy::F32 => FloatTy::F32,
3090         ast::FloatTy::F64 => FloatTy::F64,
3091     }
3092 }
3093
3094 pub fn ast_int_ty(ity: IntTy) -> ast::IntTy {
3095     match ity {
3096         IntTy::Isize => ast::IntTy::Isize,
3097         IntTy::I8 => ast::IntTy::I8,
3098         IntTy::I16 => ast::IntTy::I16,
3099         IntTy::I32 => ast::IntTy::I32,
3100         IntTy::I64 => ast::IntTy::I64,
3101         IntTy::I128 => ast::IntTy::I128,
3102     }
3103 }
3104
3105 pub fn ast_uint_ty(uty: UintTy) -> ast::UintTy {
3106     match uty {
3107         UintTy::Usize => ast::UintTy::Usize,
3108         UintTy::U8 => ast::UintTy::U8,
3109         UintTy::U16 => ast::UintTy::U16,
3110         UintTy::U32 => ast::UintTy::U32,
3111         UintTy::U64 => ast::UintTy::U64,
3112         UintTy::U128 => ast::UintTy::U128,
3113     }
3114 }
3115
3116 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
3117     context::provide(providers);
3118     erase_regions::provide(providers);
3119     layout::provide(providers);
3120     util::provide(providers);
3121     print::provide(providers);
3122     super::util::bug::provide(providers);
3123     *providers = ty::query::Providers {
3124         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3125         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3126         type_uninhabited_from: inhabitedness::type_uninhabited_from,
3127         ..*providers
3128     };
3129 }
3130
3131 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3132 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3133 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3134 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3135 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3136 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3137 pub struct CrateInherentImpls {
3138     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3139 }
3140
3141 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
3142 pub struct SymbolName<'tcx> {
3143     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
3144     pub name: &'tcx str,
3145 }
3146
3147 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
3148     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
3149         SymbolName {
3150             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
3151         }
3152     }
3153 }
3154
3155 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
3156     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3157         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3158     }
3159 }
3160
3161 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
3162     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3163         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3164     }
3165 }