src/librustc/middle/ty.rs

   1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
   2 // file at the top-level directory of this distribution and at
   3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
   4 //
   5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
   6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
   8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
   9 // except according to those terms.
  10
  11 #![allow(non_camel_case_types)]
  12
  13 pub use self::terr_vstore_kind::*;
  14 pub use self::type_err::*;
  15 pub use self::BuiltinBound::*;
  16 pub use self::InferTy::*;
  17 pub use self::InferRegion::*;
  18 pub use self::ImplOrTraitItemId::*;
  19 pub use self::UnboxedClosureKind::*;
  20 pub use self::TraitStore::*;
  21 pub use self::ast_ty_to_ty_cache_entry::*;
  22 pub use self::Variance::*;
  23 pub use self::AutoAdjustment::*;
  24 pub use self::Representability::*;
  25 pub use self::UnsizeKind::*;
  26 pub use self::AutoRef::*;
  27 pub use self::ExprKind::*;
  28 pub use self::DtorKind::*;
  29 pub use self::ExplicitSelfCategory::*;
  30 pub use self::FnOutput::*;
  31 pub use self::Region::*;
  32 pub use self::ImplOrTraitItemContainer::*;
  33 pub use self::BorrowKind::*;
  34 pub use self::ImplOrTraitItem::*;
  35 pub use self::BoundRegion::*;
  36 pub use self::sty::*;
  37 pub use self::IntVarValue::*;
  38 pub use self::ExprAdjustment::*;
  39 pub use self::vtable_origin::*;
  40 pub use self::MethodOrigin::*;
  41 pub use self::CopyImplementationError::*;
  42
  43 use back::svh::Svh;
  44 use session::Session;
  45 use lint;
  46 use metadata::csearch;
  47 use middle;
  48 use middle::const_eval;
  49 use middle::def::{self, DefMap, ExportMap};
  50 use middle::dependency_format;
  51 use middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem};
  52 use middle::lang_items::{FnOnceTraitLangItem, TyDescStructLangItem};
  53 use middle::mem_categorization as mc;
  54 use middle::region;
  55 use middle::resolve_lifetime;
  56 use middle::infer;
  57 use middle::stability;
  58 use middle::subst::{self, Subst, Substs, VecPerParamSpace};
  59 use middle::traits;
  60 use middle::ty;
  61 use middle::ty_fold::{self, TypeFoldable, TypeFolder};
  62 use middle::ty_walk::TypeWalker;
  63 use util::ppaux::{note_and_explain_region, bound_region_ptr_to_string};
  64 use util::ppaux::{trait_store_to_string, ty_to_string};
  65 use util::ppaux::{Repr, UserString};
  66 use util::common::{memoized, ErrorReported};
  67 use util::nodemap::{NodeMap, NodeSet, DefIdMap, DefIdSet};
  68 use util::nodemap::{FnvHashMap};
  69
  70 use arena::TypedArena;
  71 use std::borrow::{BorrowFrom, Cow};
  72 use std::cell::{Cell, RefCell};
  73 use std::cmp::{self, Ordering};
  74 use std::fmt::{self, Show};
  75 use std::hash::{Hash, Writer, SipHasher, Hasher};
  76 use std::mem;
  77 use std::ops;
  78 use std::rc::Rc;
  79 use std::vec::CowVec;
  80 use collections::enum_set::{EnumSet, CLike};
  81 use std::collections::{HashMap, HashSet};
  82 use syntax::abi;
  83 use syntax::ast::{CrateNum, DefId, Ident, ItemTrait, LOCAL_CRATE};
  84 use syntax::ast::{MutImmutable, MutMutable, Name, NamedField, NodeId};
  85 use syntax::ast::{Onceness, StmtExpr, StmtSemi, StructField, UnnamedField};
  86 use syntax::ast::{Visibility};
  87 use syntax::ast_util::{self, is_local, lit_is_str, local_def, PostExpansionMethod};
  88 use syntax::attr::{self, AttrMetaMethods};
  89 use syntax::codemap::Span;
  90 use syntax::parse::token::{self, InternedString, special_idents};
  91 use syntax::{ast, ast_map};
  92
  93 pub type Disr = u64;
  94
  95 pub const INITIAL_DISCRIMINANT_VALUE: Disr = 0;
  96
  97 // Data types
  98
  99 /// The complete set of all analyses described in this module. This is
 100 /// produced by the driver and fed to trans and later passes.
 101 pub struct CrateAnalysis<'tcx> {
 102     pub export_map: ExportMap,
 103     pub exported_items: middle::privacy::ExportedItems,
 104     pub public_items: middle::privacy::PublicItems,
 105     pub ty_cx: ty::ctxt<'tcx>,
 106     pub reachable: NodeSet,
 107     pub name: String,
 108     pub glob_map: Option<GlobMap>,
 109 }
 110
 111 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
 112 pub struct field<'tcx> {
 113     pub name: ast::Name,
 114     pub mt: mt<'tcx>
 115 }
 116
 117 #[derive(Clone, Copy, Show)]
 118 pub enum ImplOrTraitItemContainer {
 119     TraitContainer(ast::DefId),
 120     ImplContainer(ast::DefId),
 121 }
 122
 123 impl ImplOrTraitItemContainer {
 124     pub fn id(&self) -> ast::DefId {
 125         match *self {
 126             TraitContainer(id) => id,
 127             ImplContainer(id) => id,
 128         }
 129     }
 130 }
 131
 132 #[derive(Clone, Show)]
 133 pub enum ImplOrTraitItem<'tcx> {
 134     MethodTraitItem(Rc<Method<'tcx>>),
 135     TypeTraitItem(Rc<AssociatedType>),
 136 }
 137
 138 impl<'tcx> ImplOrTraitItem<'tcx> {
 139     fn id(&self) -> ImplOrTraitItemId {
 140         match *self {
 141             MethodTraitItem(ref method) => MethodTraitItemId(method.def_id),
 142             TypeTraitItem(ref associated_type) => {
 143                 TypeTraitItemId(associated_type.def_id)
 144             }
 145         }
 146     }
 147
 148     pub fn def_id(&self) -> ast::DefId {
 149         match *self {
 150             MethodTraitItem(ref method) => method.def_id,
 151             TypeTraitItem(ref associated_type) => associated_type.def_id,
 152         }
 153     }
 154
 155     pub fn name(&self) -> ast::Name {
 156         match *self {
 157             MethodTraitItem(ref method) => method.name,
 158             TypeTraitItem(ref associated_type) => associated_type.name,
 159         }
 160     }
 161
 162     pub fn container(&self) -> ImplOrTraitItemContainer {
 163         match *self {
 164             MethodTraitItem(ref method) => method.container,
 165             TypeTraitItem(ref associated_type) => associated_type.container,
 166         }
 167     }
 168
 169     pub fn as_opt_method(&self) -> Option<Rc<Method<'tcx>>> {
 170         match *self {
 171             MethodTraitItem(ref m) => Some((*m).clone()),
 172             TypeTraitItem(_) => None
 173         }
 174     }
 175 }
 176
 177 #[derive(Clone, Copy, Show)]
 178 pub enum ImplOrTraitItemId {
 179     MethodTraitItemId(ast::DefId),
 180     TypeTraitItemId(ast::DefId),
 181 }
 182
 183 impl ImplOrTraitItemId {
 184     pub fn def_id(&self) -> ast::DefId {
 185         match *self {
 186             MethodTraitItemId(def_id) => def_id,
 187             TypeTraitItemId(def_id) => def_id,
 188         }
 189     }
 190 }
 191
 192 #[derive(Clone, Show)]
 193 pub struct Method<'tcx> {
 194     pub name: ast::Name,
 195     pub generics: ty::Generics<'tcx>,
 196     pub fty: BareFnTy<'tcx>,
 197     pub explicit_self: ExplicitSelfCategory,
 198     pub vis: ast::Visibility,
 199     pub def_id: ast::DefId,
 200     pub container: ImplOrTraitItemContainer,
 201
 202     // If this method is provided, we need to know where it came from
 203     pub provided_source: Option<ast::DefId>
 204 }
 205
 206 impl<'tcx> Method<'tcx> {
 207     pub fn new(name: ast::Name,
 208                generics: ty::Generics<'tcx>,
 209                fty: BareFnTy<'tcx>,
 210                explicit_self: ExplicitSelfCategory,
 211                vis: ast::Visibility,
 212                def_id: ast::DefId,
 213                container: ImplOrTraitItemContainer,
 214                provided_source: Option<ast::DefId>)
 215                -> Method<'tcx> {
 216        Method {
 217             name: name,
 218             generics: generics,
 219             fty: fty,
 220             explicit_self: explicit_self,
 221             vis: vis,
 222             def_id: def_id,
 223             container: container,
 224             provided_source: provided_source
 225         }
 226     }
 227
 228     pub fn container_id(&self) -> ast::DefId {
 229         match self.container {
 230             TraitContainer(id) => id,
 231             ImplContainer(id) => id,
 232         }
 233     }
 234 }
 235
 236 #[derive(Clone, Copy, Show)]
 237 pub struct AssociatedType {
 238     pub name: ast::Name,
 239     pub vis: ast::Visibility,
 240     pub def_id: ast::DefId,
 241     pub container: ImplOrTraitItemContainer,
 242 }
 243
 244 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
 245 pub struct mt<'tcx> {
 246     pub ty: Ty<'tcx>,
 247     pub mutbl: ast::Mutability,
 248 }
 249
 250 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Show)]
 251 pub enum TraitStore {
 252     /// Box<Trait>
 253     UniqTraitStore,
 254     /// &Trait and &mut Trait
 255     RegionTraitStore(Region, ast::Mutability),
 256 }
 257
 258 #[derive(Clone, Copy, Show)]
 259 pub struct field_ty {
 260     pub name: Name,
 261     pub id: DefId,
 262     pub vis: ast::Visibility,
 263     pub origin: ast::DefId,  // The DefId of the struct in which the field is declared.
 264 }
 265
 266 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
 267 // the types of AST nodes.
 268 #[derive(Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
 269 pub struct creader_cache_key {
 270     pub cnum: CrateNum,
 271     pub pos: uint,
 272     pub len: uint
 273 }
 274
 275 #[derive(Copy)]
 276 pub enum ast_ty_to_ty_cache_entry<'tcx> {
 277     atttce_unresolved,  /* not resolved yet */
 278     atttce_resolved(Ty<'tcx>)  /* resolved to a type, irrespective of region */
 279 }
 280
 281 #[derive(Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable)]
 282 pub struct ItemVariances {
 283     pub types: VecPerParamSpace<Variance>,
 284     pub regions: VecPerParamSpace<Variance>,
 285 }
 286
 287 #[derive(Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, Show, Copy)]
 288 pub enum Variance {
 289     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
 290     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
 291     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
 292     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
 293 }
 294
 295 #[derive(Clone, Show)]
 296 pub enum AutoAdjustment<'tcx> {
 297     AdjustReifyFnPointer(ast::DefId), // go from a fn-item type to a fn-pointer type
 298     AdjustDerefRef(AutoDerefRef<'tcx>)
 299 }
 300
 301 #[derive(Clone, PartialEq, Show)]
 302 pub enum UnsizeKind<'tcx> {
 303     // [T, ..n] -> [T], the uint field is n.
 304     UnsizeLength(uint),
 305     // An unsize coercion applied to the tail field of a struct.
 306     // The uint is the index of the type parameter which is unsized.
 307     UnsizeStruct(Box<UnsizeKind<'tcx>>, uint),
 308     UnsizeVtable(TyTrait<'tcx>, /* the self type of the trait */ Ty<'tcx>)
 309 }
 310
 311 #[derive(Clone, Show)]
 312 pub struct AutoDerefRef<'tcx> {
 313     pub autoderefs: uint,
 314     pub autoref: Option<AutoRef<'tcx>>
 315 }
 316
 317 #[derive(Clone, PartialEq, Show)]
 318 pub enum AutoRef<'tcx> {
 319     /// Convert from T to &T
 320     /// The third field allows us to wrap other AutoRef adjustments.
 321     AutoPtr(Region, ast::Mutability, Option<Box<AutoRef<'tcx>>>),
 322
 323     /// Convert [T, ..n] to [T] (or similar, depending on the kind)
 324     AutoUnsize(UnsizeKind<'tcx>),
 325
 326     /// Convert Box<[T, ..n]> to Box<[T]> or something similar in a Box.
 327     /// With DST and Box a library type, this should be replaced by UnsizeStruct.
 328     AutoUnsizeUniq(UnsizeKind<'tcx>),
 329
 330     /// Convert from T to *T
 331     /// Value to thin pointer
 332     /// The second field allows us to wrap other AutoRef adjustments.
 333     AutoUnsafe(ast::Mutability, Option<Box<AutoRef<'tcx>>>),
 334 }
 335
 336 // Ugly little helper function. The first bool in the returned tuple is true if
 337 // there is an 'unsize to trait object' adjustment at the bottom of the
 338 // adjustment. If that is surrounded by an AutoPtr, then we also return the
 339 // region of the AutoPtr (in the third argument). The second bool is true if the
 340 // adjustment is unique.
 341 fn autoref_object_region(autoref: &AutoRef) -> (bool, bool, Option<Region>) {
 342     fn unsize_kind_is_object(k: &UnsizeKind) -> bool {
 343         match k {
 344             &UnsizeVtable(..) => true,
 345             &UnsizeStruct(box ref k, _) => unsize_kind_is_object(k),
 346             _ => false
 347         }
 348     }
 349
 350     match autoref {
 351         &AutoUnsize(ref k) => (unsize_kind_is_object(k), false, None),
 352         &AutoUnsizeUniq(ref k) => (unsize_kind_is_object(k), true, None),
 353         &AutoPtr(adj_r, _, Some(box ref autoref)) => {
 354             let (b, u, r) = autoref_object_region(autoref);
 355             if r.is_some() || u {
 356                 (b, u, r)
 357             } else {
 358                 (b, u, Some(adj_r))
 359             }
 360         }
 361         &AutoUnsafe(_, Some(box ref autoref)) => autoref_object_region(autoref),
 362         _ => (false, false, None)
 363     }
 364 }
 365
 366 // If the adjustment introduces a borrowed reference to a trait object, then
 367 // returns the region of the borrowed reference.
 368 pub fn adjusted_object_region(adj: &AutoAdjustment) -> Option<Region> {
 369     match adj {
 370         &AdjustDerefRef(AutoDerefRef{autoref: Some(ref autoref), ..}) => {
 371             let (b, _, r) = autoref_object_region(autoref);
 372             if b {
 373                 r
 374             } else {
 375                 None
 376             }
 377         }
 378         _ => None
 379     }
 380 }
 381
 382 // Returns true if there is a trait cast at the bottom of the adjustment.
 383 pub fn adjust_is_object(adj: &AutoAdjustment) -> bool {
 384     match adj {
 385         &AdjustDerefRef(AutoDerefRef{autoref: Some(ref autoref), ..}) => {
 386             let (b, _, _) = autoref_object_region(autoref);
 387             b
 388         }
 389         _ => false
 390     }
 391 }
 392
 393 // If possible, returns the type expected from the given adjustment. This is not
 394 // possible if the adjustment depends on the type of the adjusted expression.
 395 pub fn type_of_adjust<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, adj: &AutoAdjustment<'tcx>) -> Option<Ty<'tcx>> {
 396     fn type_of_autoref<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, autoref: &AutoRef<'tcx>) -> Option<Ty<'tcx>> {
 397         match autoref {
 398             &AutoUnsize(ref k) => match k {
 399                 &UnsizeVtable(TyTrait { ref principal, ref bounds }, _) => {
 400                     Some(mk_trait(cx, principal.clone(), bounds.clone()))
 401                 }
 402                 _ => None
 403             },
 404             &AutoUnsizeUniq(ref k) => match k {
 405                 &UnsizeVtable(TyTrait { ref principal, ref bounds }, _) => {
 406                     Some(mk_uniq(cx, mk_trait(cx, principal.clone(), bounds.clone())))
 407                 }
 408                 _ => None
 409             },
 410             &AutoPtr(r, m, Some(box ref autoref)) => {
 411                 match type_of_autoref(cx, autoref) {
 412                     Some(ty) => Some(mk_rptr(cx, cx.mk_region(r), mt {mutbl: m, ty: ty})),
 413                     None => None
 414                 }
 415             }
 416             &AutoUnsafe(m, Some(box ref autoref)) => {
 417                 match type_of_autoref(cx, autoref) {
 418                     Some(ty) => Some(mk_ptr(cx, mt {mutbl: m, ty: ty})),
 419                     None => None
 420                 }
 421             }
 422             _ => None
 423         }
 424     }
 425
 426     match adj {
 427         &AdjustDerefRef(AutoDerefRef{autoref: Some(ref autoref), ..}) => {
 428             type_of_autoref(cx, autoref)
 429         }
 430         _ => None
 431     }
 432 }
 433
 434 #[derive(Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialEq, PartialOrd, Show)]
 435 pub struct param_index {
 436     pub space: subst::ParamSpace,
 437     pub index: uint
 438 }
 439
 440 #[derive(Clone, Show)]
 441 pub enum MethodOrigin<'tcx> {
 442     // fully statically resolved method
 443     MethodStatic(ast::DefId),
 444
 445     // fully statically resolved unboxed closure invocation
 446     MethodStaticUnboxedClosure(ast::DefId),
 447
 448     // method invoked on a type parameter with a bounded trait
 449     MethodTypeParam(MethodParam<'tcx>),
 450
 451     // method invoked on a trait instance
 452     MethodTraitObject(MethodObject<'tcx>),
 453
 454 }
 455
 456 // details for a method invoked with a receiver whose type is a type parameter
 457 // with a bounded trait.
 458 #[derive(Clone, Show)]
 459 pub struct MethodParam<'tcx> {
 460     // the precise trait reference that occurs as a bound -- this may
 461     // be a supertrait of what the user actually typed. Note that it
 462     // never contains bound regions; those regions should have been
 463     // instantiated with fresh variables at this point.
 464     pub trait_ref: Rc<ty::TraitRef<'tcx>>,
 465
 466     // index of uint in the list of methods for the trait
 467     pub method_num: uint,
 468 }
 469
 470 // details for a method invoked with a receiver whose type is an object
 471 #[derive(Clone, Show)]
 472 pub struct MethodObject<'tcx> {
 473     // the (super)trait containing the method to be invoked
 474     pub trait_ref: Rc<ty::TraitRef<'tcx>>,
 475
 476     // the actual base trait id of the object
 477     pub object_trait_id: ast::DefId,
 478
 479     // index of the method to be invoked amongst the trait's methods
 480     pub method_num: uint,
 481
 482     // index into the actual runtime vtable.
 483     // the vtable is formed by concatenating together the method lists of
 484     // the base object trait and all supertraits;  this is the index into
 485     // that vtable
 486     pub real_index: uint,
 487 }
 488
 489 #[derive(Clone)]
 490 pub struct MethodCallee<'tcx> {
 491     pub origin: MethodOrigin<'tcx>,
 492     pub ty: Ty<'tcx>,
 493     pub substs: subst::Substs<'tcx>
 494 }
 495
 496 /// With method calls, we store some extra information in
 497 /// side tables (i.e method_map). We use
 498 /// MethodCall as a key to index into these tables instead of
 499 /// just directly using the expression's NodeId. The reason
 500 /// for this being that we may apply adjustments (coercions)
 501 /// with the resulting expression also needing to use the
 502 /// side tables. The problem with this is that we don't
 503 /// assign a separate NodeId to this new expression
 504 /// and so it would clash with the base expression if both
 505 /// needed to add to the side tables. Thus to disambiguate
 506 /// we also keep track of whether there's an adjustment in
 507 /// our key.
 508 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
 509 pub struct MethodCall {
 510     pub expr_id: ast::NodeId,
 511     pub adjustment: ExprAdjustment
 512 }
 513
 514 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
 515 pub enum ExprAdjustment {
 516     NoAdjustment,
 517     AutoDeref(uint),
 518     AutoObject
 519 }
 520
 521 impl MethodCall {
 522     pub fn expr(id: ast::NodeId) -> MethodCall {
 523         MethodCall {
 524             expr_id: id,
 525             adjustment: NoAdjustment
 526         }
 527     }
 528
 529     pub fn autoobject(id: ast::NodeId) -> MethodCall {
 530         MethodCall {
 531             expr_id: id,
 532             adjustment: AutoObject
 533         }
 534     }
 535
 536     pub fn autoderef(expr_id: ast::NodeId, autoderef: uint) -> MethodCall {
 537         MethodCall {
 538             expr_id: expr_id,
 539             adjustment: AutoDeref(1 + autoderef)
 540         }
 541     }
 542 }
 543
 544 // maps from an expression id that corresponds to a method call to the details
 545 // of the method to be invoked
 546 pub type MethodMap<'tcx> = RefCell<FnvHashMap<MethodCall, MethodCallee<'tcx>>>;
 547
 548 pub type vtable_param_res<'tcx> = Vec<vtable_origin<'tcx>>;
 549
 550 // Resolutions for bounds of all parameters, left to right, for a given path.
 551 pub type vtable_res<'tcx> = VecPerParamSpace<vtable_param_res<'tcx>>;
 552
 553 #[derive(Clone)]
 554 pub enum vtable_origin<'tcx> {
 555     /*
 556       Statically known vtable. def_id gives the impl item
 557       from whence comes the vtable, and tys are the type substs.
 558       vtable_res is the vtable itself.
 559      */
 560     vtable_static(ast::DefId, subst::Substs<'tcx>, vtable_res<'tcx>),
 561
 562     /*
 563       Dynamic vtable, comes from a parameter that has a bound on it:
 564       fn foo<T:quux,baz,bar>(a: T) -- a's vtable would have a
 565       vtable_param origin
 566
 567       The first argument is the param index (identifying T in the example),
 568       and the second is the bound number (identifying baz)
 569      */
 570     vtable_param(param_index, uint),
 571
 572     /*
 573       Vtable automatically generated for an unboxed closure. The def ID is the
 574       ID of the closure expression.
 575      */
 576     vtable_unboxed_closure(ast::DefId),
 577
 578     /*
 579       Asked to determine the vtable for ty_err. This is the value used
 580       for the vtables of `Self` in a virtual call like `foo.bar()`
 581       where `foo` is of object type. The same value is also used when
 582       type errors occur.
 583      */
 584     vtable_error,
 585 }
 586
 587
 588 // For every explicit cast into an object type, maps from the cast
 589 // expr to the associated trait ref.
 590 pub type ObjectCastMap<'tcx> = RefCell<NodeMap<ty::PolyTraitRef<'tcx>>>;
 591
 592 /// A restriction that certain types must be the same size. The use of
 593 /// `transmute` gives rise to these restrictions. These generally
 594 /// cannot be checked until trans; therefore, each call to `transmute`
 595 /// will push one or more such restriction into the
 596 /// `transmute_restrictions` vector during `intrinsicck`. They are
 597 /// then checked during `trans` by the fn `check_intrinsics`.
 598 #[derive(Copy)]
 599 pub struct TransmuteRestriction<'tcx> {
 600     /// The span whence the restriction comes.
 601     pub span: Span,
 602
 603     /// The type being transmuted from.
 604     pub original_from: Ty<'tcx>,
 605
 606     /// The type being transmuted to.
 607     pub original_to: Ty<'tcx>,
 608
 609     /// The type being transmuted from, with all type parameters
 610     /// substituted for an arbitrary representative. Not to be shown
 611     /// to the end user.
 612     pub substituted_from: Ty<'tcx>,
 613
 614     /// The type being transmuted to, with all type parameters
 615     /// substituted for an arbitrary representative. Not to be shown
 616     /// to the end user.
 617     pub substituted_to: Ty<'tcx>,
 618
 619     /// NodeId of the transmute intrinsic.
 620     pub id: ast::NodeId,
 621 }
 622
 623 /// Internal storage
 624 pub struct CtxtArenas<'tcx> {
 625     type_: TypedArena<TyS<'tcx>>,
 626     substs: TypedArena<Substs<'tcx>>,
 627     bare_fn: TypedArena<BareFnTy<'tcx>>,
 628     region: TypedArena<Region>,
 629 }
 630
 631 impl<'tcx> CtxtArenas<'tcx> {
 632     pub fn new() -> CtxtArenas<'tcx> {
 633         CtxtArenas {
 634             type_: TypedArena::new(),
 635             substs: TypedArena::new(),
 636             bare_fn: TypedArena::new(),
 637             region: TypedArena::new(),
 638         }
 639     }
 640 }
 641
 642 pub struct CommonTypes<'tcx> {
 643     pub bool: Ty<'tcx>,
 644     pub char: Ty<'tcx>,
 645     pub int: Ty<'tcx>,
 646     pub i8: Ty<'tcx>,
 647     pub i16: Ty<'tcx>,
 648     pub i32: Ty<'tcx>,
 649     pub i64: Ty<'tcx>,
 650     pub uint: Ty<'tcx>,
 651     pub u8: Ty<'tcx>,
 652     pub u16: Ty<'tcx>,
 653     pub u32: Ty<'tcx>,
 654     pub u64: Ty<'tcx>,
 655     pub f32: Ty<'tcx>,
 656     pub f64: Ty<'tcx>,
 657     pub err: Ty<'tcx>,
 658 }
 659
 660 /// The data structure to keep track of all the information that typechecker
 661 /// generates so that so that it can be reused and doesn't have to be redone
 662 /// later on.
 663 pub struct ctxt<'tcx> {
 664     /// The arenas that types etc are allocated from.
 665     arenas: &'tcx CtxtArenas<'tcx>,
 666
 667     /// Specifically use a speedy hash algorithm for this hash map, it's used
 668     /// quite often.
 669     // FIXME(eddyb) use a FnvHashSet<InternedTy<'tcx>> when equivalent keys can
 670     // queried from a HashSet.
 671     interner: RefCell<FnvHashMap<InternedTy<'tcx>, Ty<'tcx>>>,
 672
 673     // FIXME as above, use a hashset if equivalent elements can be queried.
 674     substs_interner: RefCell<FnvHashMap<&'tcx Substs<'tcx>, &'tcx Substs<'tcx>>>,
 675     bare_fn_interner: RefCell<FnvHashMap<&'tcx BareFnTy<'tcx>, &'tcx BareFnTy<'tcx>>>,
 676     region_interner: RefCell<FnvHashMap<&'tcx Region, &'tcx Region>>,
 677
 678     /// Common types, pre-interned for your convenience.
 679     pub types: CommonTypes<'tcx>,
 680
 681     pub sess: Session,
 682     pub def_map: DefMap,
 683
 684     pub named_region_map: resolve_lifetime::NamedRegionMap,
 685
 686     pub region_maps: middle::region::RegionMaps,
 687
 688     /// Stores the types for various nodes in the AST.  Note that this table
 689     /// is not guaranteed to be populated until after typeck.  See
 690     /// typeck::check::fn_ctxt for details.
 691     pub node_types: RefCell<NodeMap<Ty<'tcx>>>,
 692
 693     /// Stores the type parameters which were substituted to obtain the type
 694     /// of this node.  This only applies to nodes that refer to entities
 695     /// parameterized by type parameters, such as generic fns, types, or
 696     /// other items.
 697     pub item_substs: RefCell<NodeMap<ItemSubsts<'tcx>>>,
 698
 699     /// Maps from a trait item to the trait item "descriptor"
 700     pub impl_or_trait_items: RefCell<DefIdMap<ImplOrTraitItem<'tcx>>>,
 701
 702     /// Maps from a trait def-id to a list of the def-ids of its trait items
 703     pub trait_item_def_ids: RefCell<DefIdMap<Rc<Vec<ImplOrTraitItemId>>>>,
 704
 705     /// A cache for the trait_items() routine
 706     pub trait_items_cache: RefCell<DefIdMap<Rc<Vec<ImplOrTraitItem<'tcx>>>>>,
 707
 708     pub impl_trait_cache: RefCell<DefIdMap<Option<Rc<ty::TraitRef<'tcx>>>>>,
 709
 710     pub trait_refs: RefCell<NodeMap<Rc<TraitRef<'tcx>>>>,
 711     pub trait_defs: RefCell<DefIdMap<Rc<TraitDef<'tcx>>>>,
 712
 713     /// Maps from node-id of a trait object cast (like `foo as
 714     /// Box<Trait>`) to the trait reference.
 715     pub object_cast_map: ObjectCastMap<'tcx>,
 716
 717     pub map: ast_map::Map<'tcx>,
 718     pub intrinsic_defs: RefCell<DefIdMap<Ty<'tcx>>>,
 719     pub freevars: RefCell<FreevarMap>,
 720     pub tcache: RefCell<DefIdMap<TypeScheme<'tcx>>>,
 721     pub rcache: RefCell<FnvHashMap<creader_cache_key, Ty<'tcx>>>,
 722     pub short_names_cache: RefCell<FnvHashMap<Ty<'tcx>, String>>,
 723     pub tc_cache: RefCell<FnvHashMap<Ty<'tcx>, TypeContents>>,
 724     pub ast_ty_to_ty_cache: RefCell<NodeMap<ast_ty_to_ty_cache_entry<'tcx>>>,
 725     pub enum_var_cache: RefCell<DefIdMap<Rc<Vec<Rc<VariantInfo<'tcx>>>>>>,
 726     pub ty_param_defs: RefCell<NodeMap<TypeParameterDef<'tcx>>>,
 727     pub adjustments: RefCell<NodeMap<AutoAdjustment<'tcx>>>,
 728     pub normalized_cache: RefCell<FnvHashMap<Ty<'tcx>, Ty<'tcx>>>,
 729     pub lang_items: middle::lang_items::LanguageItems,
 730     /// A mapping of fake provided method def_ids to the default implementation
 731     pub provided_method_sources: RefCell<DefIdMap<ast::DefId>>,
 732     pub struct_fields: RefCell<DefIdMap<Rc<Vec<field_ty>>>>,
 733
 734     /// Maps from def-id of a type or region parameter to its
 735     /// (inferred) variance.
 736     pub item_variance_map: RefCell<DefIdMap<Rc<ItemVariances>>>,
 737
 738     /// True if the variance has been computed yet; false otherwise.
 739     pub variance_computed: Cell<bool>,
 740
 741     /// A mapping from the def ID of an enum or struct type to the def ID
 742     /// of the method that implements its destructor. If the type is not
 743     /// present in this map, it does not have a destructor. This map is
 744     /// populated during the coherence phase of typechecking.
 745     pub destructor_for_type: RefCell<DefIdMap<ast::DefId>>,
 746
 747     /// A method will be in this list if and only if it is a destructor.
 748     pub destructors: RefCell<DefIdSet>,
 749
 750     /// Maps a trait onto a list of impls of that trait.
 751     pub trait_impls: RefCell<DefIdMap<Rc<RefCell<Vec<ast::DefId>>>>>,
 752
 753     /// Maps a DefId of a type to a list of its inherent impls.
 754     /// Contains implementations of methods that are inherent to a type.
 755     /// Methods in these implementations don't need to be exported.
 756     pub inherent_impls: RefCell<DefIdMap<Rc<Vec<ast::DefId>>>>,
 757
 758     /// Maps a DefId of an impl to a list of its items.
 759     /// Note that this contains all of the impls that we know about,
 760     /// including ones in other crates. It's not clear that this is the best
 761     /// way to do it.
 762     pub impl_items: RefCell<DefIdMap<Vec<ImplOrTraitItemId>>>,
 763
 764     /// Set of used unsafe nodes (functions or blocks). Unsafe nodes not
 765     /// present in this set can be warned about.
 766     pub used_unsafe: RefCell<NodeSet>,
 767
 768     /// Set of nodes which mark locals as mutable which end up getting used at
 769     /// some point. Local variable definitions not in this set can be warned
 770     /// about.
 771     pub used_mut_nodes: RefCell<NodeSet>,
 772
 773     /// The set of external nominal types whose implementations have been read.
 774     /// This is used for lazy resolution of methods.
 775     pub populated_external_types: RefCell<DefIdSet>,
 776
 777     /// The set of external traits whose implementations have been read. This
 778     /// is used for lazy resolution of traits.
 779     pub populated_external_traits: RefCell<DefIdSet>,
 780
 781     /// Borrows
 782     pub upvar_borrow_map: RefCell<UpvarBorrowMap>,
 783
 784     /// These two caches are used by const_eval when decoding external statics
 785     /// and variants that are found.
 786     pub extern_const_statics: RefCell<DefIdMap<ast::NodeId>>,
 787     pub extern_const_variants: RefCell<DefIdMap<ast::NodeId>>,
 788
 789     pub method_map: MethodMap<'tcx>,
 790
 791     pub dependency_formats: RefCell<dependency_format::Dependencies>,
 792
 793     /// Records the type of each unboxed closure. The def ID is the ID of the
 794     /// expression defining the unboxed closure.
 795     pub unboxed_closures: RefCell<DefIdMap<UnboxedClosure<'tcx>>>,
 796
 797     pub node_lint_levels: RefCell<FnvHashMap<(ast::NodeId, lint::LintId),
 798                                               lint::LevelSource>>,
 799
 800     /// The types that must be asserted to be the same size for `transmute`
 801     /// to be valid. We gather up these restrictions in the intrinsicck pass
 802     /// and check them in trans.
 803     pub transmute_restrictions: RefCell<Vec<TransmuteRestriction<'tcx>>>,
 804
 805     /// Maps any item's def-id to its stability index.
 806     pub stability: RefCell<stability::Index>,
 807
 808     /// Maps closures to their capture clauses.
 809     pub capture_modes: RefCell<CaptureModeMap>,
 810
 811     /// Maps def IDs to true if and only if they're associated types.
 812     pub associated_types: RefCell<DefIdMap<bool>>,
 813
 814     /// Caches the results of trait selection. This cache is used
 815     /// for things that do not have to do with the parameters in scope.
 816     pub selection_cache: traits::SelectionCache<'tcx>,
 817
 818     /// Caches the representation hints for struct definitions.
 819     pub repr_hint_cache: RefCell<DefIdMap<Rc<Vec<attr::ReprAttr>>>>,
 820
 821     /// Caches whether types are known to impl Copy. Note that type
 822     /// parameters are never placed into this cache, because their
 823     /// results are dependent on the parameter environment.
 824     pub type_impls_copy_cache: RefCell<HashMap<Ty<'tcx>,bool>>,
 825
 826     /// Caches whether types are known to impl Sized. Note that type
 827     /// parameters are never placed into this cache, because their
 828     /// results are dependent on the parameter environment.
 829     pub type_impls_sized_cache: RefCell<HashMap<Ty<'tcx>,bool>>,
 830
 831     /// Caches whether traits are object safe
 832     pub object_safety_cache: RefCell<DefIdMap<bool>>,
 833 }
 834
 835 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
 836 // through the type during type construction, so that we can quickly
 837 // check whether the type has various kinds of types in it without
 838 // recursing over the type itself.
 839 bitflags! {
 840     flags TypeFlags: u32 {
 841         const NO_TYPE_FLAGS       = 0b0,
 842         const HAS_PARAMS          = 0b1,
 843         const HAS_SELF            = 0b10,
 844         const HAS_TY_INFER        = 0b100,
 845         const HAS_RE_INFER        = 0b1000,
 846         const HAS_RE_LATE_BOUND   = 0b10000,
 847         const HAS_REGIONS         = 0b100000,
 848         const HAS_TY_ERR          = 0b1000000,
 849         const HAS_PROJECTION      = 0b10000000,
 850         const NEEDS_SUBST   = HAS_PARAMS.bits | HAS_SELF.bits | HAS_REGIONS.bits,
 851     }
 852 }
 853
 854 macro_rules! sty_debug_print {
 855     ($ctxt: expr, $($variant: ident),*) => {{
 856         // curious inner module to allow variant names to be used as
 857         // variable names.
 858         mod inner {
 859             use middle::ty;
 860             #[derive(Copy)]
 861             struct DebugStat {
 862                 total: uint,
 863                 region_infer: uint,
 864                 ty_infer: uint,
 865                 both_infer: uint,
 866             }
 867
 868             pub fn go(tcx: &ty::ctxt) {
 869                 let mut total = DebugStat {
 870                     total: 0,
 871                     region_infer: 0, ty_infer: 0, both_infer: 0,
 872                 };
 873                 $(let mut $variant = total;)*
 874
 875
 876                 for (_, t) in tcx.interner.borrow().iter() {
 877                     let variant = match t.sty {
 878                         ty::ty_bool | ty::ty_char | ty::ty_int(..) | ty::ty_uint(..) |
 879                             ty::ty_float(..) | ty::ty_str => continue,
 880                         ty::ty_err => /* unimportant */ continue,
 881                         $(ty::$variant(..) => &mut $variant,)*
 882                     };
 883                     let region = t.flags.intersects(ty::HAS_RE_INFER);
 884                     let ty = t.flags.intersects(ty::HAS_TY_INFER);
 885
 886                     variant.total += 1;
 887                     total.total += 1;
 888                     if region { total.region_infer += 1; variant.region_infer += 1 }
 889                     if ty { total.ty_infer += 1; variant.ty_infer += 1 }
 890                     if region && ty { total.both_infer += 1; variant.both_infer += 1 }
 891                 }
 892                 println!("Ty interner             total           ty region  both");
 893                 $(println!("    {:18}: {uses:6} {usespc:4.1}%, \
 894 {ty:4.1}% {region:5.1}% {both:4.1}%",
 895                            stringify!($variant),
 896                            uses = $variant.total,
 897                            usespc = $variant.total as f64 * 100.0 / total.total as f64,
 898                            ty = $variant.ty_infer as f64 * 100.0  / total.total as f64,
 899                            region = $variant.region_infer as f64 * 100.0  / total.total as f64,
 900                            both = $variant.both_infer as f64 * 100.0  / total.total as f64);
 901                   )*
 902                 println!("                  total {uses:6}        \
 903 {ty:4.1}% {region:5.1}% {both:4.1}%",
 904                          uses = total.total,
 905                          ty = total.ty_infer as f64 * 100.0  / total.total as f64,
 906                          region = total.region_infer as f64 * 100.0  / total.total as f64,
 907                          both = total.both_infer as f64 * 100.0  / total.total as f64)
 908             }
 909         }
 910
 911         inner::go($ctxt)
 912     }}
 913 }
 914
 915 impl<'tcx> ctxt<'tcx> {
 916     pub fn print_debug_stats(&self) {
 917         sty_debug_print!(
 918             self,
 919             ty_enum, ty_uniq, ty_vec, ty_ptr, ty_rptr, ty_bare_fn, ty_trait,
 920             ty_struct, ty_unboxed_closure, ty_tup, ty_param, ty_open, ty_infer, ty_projection);
 921
 922         println!("Substs interner: #{}", self.substs_interner.borrow().len());
 923         println!("BareFnTy interner: #{}", self.bare_fn_interner.borrow().len());
 924         println!("Region interner: #{}", self.region_interner.borrow().len());
 925     }
 926 }
 927
 928 #[derive(Show)]
 929 pub struct TyS<'tcx> {
 930     pub sty: sty<'tcx>,
 931     pub flags: TypeFlags,
 932
 933     // the maximal depth of any bound regions appearing in this type.
 934     region_depth: u32,
 935 }
 936
 937 impl fmt::Show for TypeFlags {
 938     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
 939         write!(f, "{}", self.bits)
 940     }
 941 }
 942
 943 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
 944     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
 945         (self as *const _) == (other as *const _)
 946     }
 947 }
 948 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
 949
 950 #[cfg(stage0)]
 951 impl<'tcx, S: Writer> Hash<S> for TyS<'tcx> {
 952     fn hash(&self, s: &mut S) {
 953         (self as *const _).hash(s)
 954     }
 955 }
 956 #[cfg(not(stage0))]
 957 impl<'tcx, S: Writer + Hasher> Hash<S> for TyS<'tcx> {
 958     fn hash(&self, s: &mut S) {
 959         (self as *const _).hash(s)
 960     }
 961 }
 962
 963 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
 964
 965 /// An entry in the type interner.
 966 pub struct InternedTy<'tcx> {
 967     ty: Ty<'tcx>
 968 }
 969
 970 // NB: An InternedTy compares and hashes as a sty.
 971 impl<'tcx> PartialEq for InternedTy<'tcx> {
 972     fn eq(&self, other: &InternedTy<'tcx>) -> bool {
 973         self.ty.sty == other.ty.sty
 974     }
 975 }
 976
 977 impl<'tcx> Eq for InternedTy<'tcx> {}
 978
 979 impl<'tcx, S: Writer + Hasher> Hash<S> for InternedTy<'tcx> {
 980     fn hash(&self, s: &mut S) {
 981         self.ty.sty.hash(s)
 982     }
 983 }
 984
 985 impl<'tcx> BorrowFrom<InternedTy<'tcx>> for sty<'tcx> {
 986     fn borrow_from<'a>(ty: &'a InternedTy<'tcx>) -> &'a sty<'tcx> {
 987         &ty.ty.sty
 988     }
 989 }
 990
 991 pub fn type_has_params(ty: Ty) -> bool {
 992     ty.flags.intersects(HAS_PARAMS)
 993 }
 994 pub fn type_has_self(ty: Ty) -> bool {
 995     ty.flags.intersects(HAS_SELF)
 996 }
 997 pub fn type_has_ty_infer(ty: Ty) -> bool {
 998     ty.flags.intersects(HAS_TY_INFER)
 999 }
1000 pub fn type_needs_infer(ty: Ty) -> bool {
1001     ty.flags.intersects(HAS_TY_INFER | HAS_RE_INFER)
1002 }
1003 pub fn type_has_projection(ty: Ty) -> bool {
1004     ty.flags.intersects(HAS_PROJECTION)
1005 }
1006
1007 pub fn type_has_late_bound_regions(ty: Ty) -> bool {
1008     ty.flags.intersects(HAS_RE_LATE_BOUND)
1009 }
1010
1011 /// An "escaping region" is a bound region whose binder is not part of `t`.
1012 ///
1013 /// So, for example, consider a type like the following, which has two binders:
1014 ///
1015 ///    for<'a> fn(x: for<'b> fn(&'a int, &'b int))
1016 ///    ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ outer scope
1017 ///                  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  inner scope
1018 ///
1019 /// This type has *bound regions* (`'a`, `'b`), but it does not have escaping regions, because the
1020 /// binders of both `'a` and `'b` are part of the type itself. However, if we consider the *inner
1021 /// fn type*, that type has an escaping region: `'a`.
1022 ///
1023 /// Note that what I'm calling an "escaping region" is often just called a "free region". However,
1024 /// we already use the term "free region". It refers to the regions that we use to represent bound
1025 /// regions on a fn definition while we are typechecking its body.
1026 ///
1027 /// To clarify, conceptually there is no particular difference between an "escaping" region and a
1028 /// "free" region. However, there is a big difference in practice. Basically, when "entering" a
1029 /// binding level, one is generally required to do some sort of processing to a bound region, such
1030 /// as replacing it with a fresh/skolemized region, or making an entry in the environment to
1031 /// represent the scope to which it is attached, etc. An escaping region represents a bound region
1032 /// for which this processing has not yet been done.
1033 pub fn type_has_escaping_regions(ty: Ty) -> bool {
1034     type_escapes_depth(ty, 0)
1035 }
1036
1037 pub fn type_escapes_depth(ty: Ty, depth: u32) -> bool {
1038     ty.region_depth > depth
1039 }
1040
1041 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1042 pub struct BareFnTy<'tcx> {
1043     pub unsafety: ast::Unsafety,
1044     pub abi: abi::Abi,
1045     pub sig: PolyFnSig<'tcx>,
1046 }
1047
1048 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1049 pub struct ClosureTy<'tcx> {
1050     pub unsafety: ast::Unsafety,
1051     pub onceness: ast::Onceness,
1052     pub store: TraitStore,
1053     pub bounds: ExistentialBounds<'tcx>,
1054     pub sig: PolyFnSig<'tcx>,
1055     pub abi: abi::Abi,
1056 }
1057
1058 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1059 pub enum FnOutput<'tcx> {
1060     FnConverging(Ty<'tcx>),
1061     FnDiverging
1062 }
1063
1064 impl<'tcx> FnOutput<'tcx> {
1065     pub fn diverges(&self) -> bool {
1066         *self == FnDiverging
1067     }
1068
1069     pub fn unwrap(self) -> Ty<'tcx> {
1070         match self {
1071             ty::FnConverging(t) => t,
1072             ty::FnDiverging => unreachable!()
1073         }
1074     }
1075 }
1076
1077 pub type PolyFnOutput<'tcx> = Binder<FnOutput<'tcx>>;
1078
1079 impl<'tcx> PolyFnOutput<'tcx> {
1080     pub fn diverges(&self) -> bool {
1081         self.0.diverges()
1082     }
1083 }
1084
1085 /// Signature of a function type, which I have arbitrarily
1086 /// decided to use to refer to the input/output types.
1087 ///
1088 /// - `inputs` is the list of arguments and their modes.
1089 /// - `output` is the return type.
1090 /// - `variadic` indicates whether this is a variadic function. (only true for foreign fns)
1091 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
1092 pub struct FnSig<'tcx> {
1093     pub inputs: Vec<Ty<'tcx>>,
1094     pub output: FnOutput<'tcx>,
1095     pub variadic: bool
1096 }
1097
1098 pub type PolyFnSig<'tcx> = Binder<FnSig<'tcx>>;
1099
1100 impl<'tcx> PolyFnSig<'tcx> {
1101     pub fn inputs(&self) -> ty::Binder<Vec<Ty<'tcx>>> {
1102         ty::Binder(self.0.inputs.clone())
1103     }
1104     pub fn input(&self, index: uint) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1105         ty::Binder(self.0.inputs[index])
1106     }
1107     pub fn output(&self) -> ty::Binder<FnOutput<'tcx>> {
1108         ty::Binder(self.0.output.clone())
1109     }
1110     pub fn variadic(&self) -> bool {
1111         self.0.variadic
1112     }
1113 }
1114
1115 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1116 pub struct ParamTy {
1117     pub space: subst::ParamSpace,
1118     pub idx: u32,
1119     pub name: ast::Name,
1120 }
1121
1122 /// A [De Bruijn index][dbi] is a standard means of representing
1123 /// regions (and perhaps later types) in a higher-ranked setting. In
1124 /// particular, imagine a type like this:
1125 ///
1126 ///     for<'a> fn(for<'b> fn(&'b int, &'a int), &'a char)
1127 ///     ^          ^            |        |         |
1128 ///     |          |            |        |         |
1129 ///     |          +------------+ 1      |         |
1130 ///     |                                |         |
1131 ///     +--------------------------------+ 2       |
1132 ///     |                                          |
1133 ///     +------------------------------------------+ 1
1134 ///
1135 /// In this type, there are two binders (the outer fn and the inner
1136 /// fn). We need to be able to determine, for any given region, which
1137 /// fn type it is bound by, the inner or the outer one. There are
1138 /// various ways you can do this, but a De Bruijn index is one of the
1139 /// more convenient and has some nice properties. The basic idea is to
1140 /// count the number of binders, inside out. Some examples should help
1141 /// clarify what I mean.
1142 ///
1143 /// Let's start with the reference type `&'b int` that is the first
1144 /// argument to the inner function. This region `'b` is assigned a De
1145 /// Bruijn index of 1, meaning "the innermost binder" (in this case, a
1146 /// fn). The region `'a` that appears in the second argument type (`&'a
1147 /// int`) would then be assigned a De Bruijn index of 2, meaning "the
1148 /// second-innermost binder". (These indices are written on the arrays
1149 /// in the diagram).
1150 ///
1151 /// What is interesting is that De Bruijn index attached to a particular
1152 /// variable will vary depending on where it appears. For example,
1153 /// the final type `&'a char` also refers to the region `'a` declared on
1154 /// the outermost fn. But this time, this reference is not nested within
1155 /// any other binders (i.e., it is not an argument to the inner fn, but
1156 /// rather the outer one). Therefore, in this case, it is assigned a
1157 /// De Bruijn index of 1, because the innermost binder in that location
1158 /// is the outer fn.
1159 ///
1160 /// [dbi]: http://en.wikipedia.org/wiki/De_Bruijn_index
1161 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Show, Copy)]
1162 pub struct DebruijnIndex {
1163     // We maintain the invariant that this is never 0. So 1 indicates
1164     // the innermost binder. To ensure this, create with `DebruijnIndex::new`.
1165     pub depth: u32,
1166 }
1167
1168 /// Representation of regions:
1169 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Show, Copy)]
1170 pub enum Region {
1171     // Region bound in a type or fn declaration which will be
1172     // substituted 'early' -- that is, at the same time when type
1173     // parameters are substituted.
1174     ReEarlyBound(/* param id */ ast::NodeId,
1175                  subst::ParamSpace,
1176                  /*index*/ u32,
1177                  ast::Name),
1178
1179     // Region bound in a function scope, which will be substituted when the
1180     // function is called.
1181     ReLateBound(DebruijnIndex, BoundRegion),
1182
1183     /// When checking a function body, the types of all arguments and so forth
1184     /// that refer to bound region parameters are modified to refer to free
1185     /// region parameters.
1186     ReFree(FreeRegion),
1187
1188     /// A concrete region naming some expression within the current function.
1189     ReScope(region::CodeExtent),
1190
1191     /// Static data that has an "infinite" lifetime. Top in the region lattice.
1192     ReStatic,
1193
1194     /// A region variable.  Should not exist after typeck.
1195     ReInfer(InferRegion),
1196
1197     /// Empty lifetime is for data that is never accessed.
1198     /// Bottom in the region lattice. We treat ReEmpty somewhat
1199     /// specially; at least right now, we do not generate instances of
1200     /// it during the GLB computations, but rather
1201     /// generate an error instead. This is to improve error messages.
1202     /// The only way to get an instance of ReEmpty is to have a region
1203     /// variable with no constraints.
1204     ReEmpty,
1205 }
1206
1207 /// Upvars do not get their own node-id. Instead, we use the pair of
1208 /// the original var id (that is, the root variable that is referenced
1209 /// by the upvar) and the id of the closure expression.
1210 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1211 pub struct UpvarId {
1212     pub var_id: ast::NodeId,
1213     pub closure_expr_id: ast::NodeId,
1214 }
1215
1216 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
1217 pub enum BorrowKind {
1218     /// Data must be immutable and is aliasable.
1219     ImmBorrow,
1220
1221     /// Data must be immutable but not aliasable.  This kind of borrow
1222     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
1223     /// implicit closure bindings. It is needed when you the closure
1224     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
1225     ///
1226     ///    let x: &mut int = ...;
1227     ///    let y = || *x += 5;
1228     ///
1229     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
1230     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
1231     ///
1232     ///    struct Env { x: & &mut int }
1233     ///    let x: &mut int = ...;
1234     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
1235     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
1236     ///
1237     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
1238     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
1239     /// an `&mut` borrow:
1240     ///
1241     ///    struct Env { x: & &mut int }
1242     ///    let x: &mut int = ...;
1243     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
1244     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
1245     ///
1246     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
1247     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
1248     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
1249     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
1250     /// borrow is hidden.
1251     ///
1252     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
1253     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
1254     /// simplicity, we don't give users the way to express this
1255     /// borrow, it's just used when translating closures.
1256     UniqueImmBorrow,
1257
1258     /// Data is mutable and not aliasable.
1259     MutBorrow
1260 }
1261
1262 /// Information describing the borrowing of an upvar. This is computed
1263 /// during `typeck`, specifically by `regionck`. The general idea is
1264 /// that the compiler analyses treat closures like:
1265 ///
1266 ///     let closure: &'e fn() = || {
1267 ///        x = 1;   // upvar x is assigned to
1268 ///        use(y);  // upvar y is read
1269 ///        foo(&z); // upvar z is borrowed immutably
1270 ///     };
1271 ///
1272 /// as if they were "desugared" to something loosely like:
1273 ///
1274 ///     struct Vars<'x,'y,'z> { x: &'x mut int,
1275 ///                             y: &'y const int,
1276 ///                             z: &'z int }
1277 ///     let closure: &'e fn() = {
1278 ///         fn f(env: &Vars) {
1279 ///             *env.x = 1;
1280 ///             use(*env.y);
1281 ///             foo(env.z);
1282 ///         }
1283 ///         let env: &'e mut Vars<'x,'y,'z> = &mut Vars { x: &'x mut x,
1284 ///                                                       y: &'y const y,
1285 ///                                                       z: &'z z };
1286 ///         (env, f)
1287 ///     };
1288 ///
1289 /// This is basically what happens at runtime. The closure is basically
1290 /// an existentially quantified version of the `(env, f)` pair.
1291 ///
1292 /// This data structure indicates the region and mutability of a single
1293 /// one of the `x...z` borrows.
1294 ///
1295 /// It may not be obvious why each borrowed variable gets its own
1296 /// lifetime (in the desugared version of the example, these are indicated
1297 /// by the lifetime parameters `'x`, `'y`, and `'z` in the `Vars` definition).
1298 /// Each such lifetime must encompass the lifetime `'e` of the closure itself,
1299 /// but need not be identical to it. The reason that this makes sense:
1300 ///
1301 /// - Callers are only permitted to invoke the closure, and hence to
1302 ///   use the pointers, within the lifetime `'e`, so clearly `'e` must
1303 ///   be a sublifetime of `'x...'z`.
1304 /// - The closure creator knows which upvars were borrowed by the closure
1305 ///   and thus `x...z` will be reserved for `'x...'z` respectively.
1306 /// - Through mutation, the borrowed upvars can actually escape
1307 ///   the closure, so sometimes it is necessary for them to be larger
1308 ///   than the closure lifetime itself.
1309 #[derive(PartialEq, Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, Show, Copy)]
1310 pub struct UpvarBorrow {
1311     pub kind: BorrowKind,
1312     pub region: ty::Region,
1313 }
1314
1315 pub type UpvarBorrowMap = FnvHashMap<UpvarId, UpvarBorrow>;
1316
1317 impl Region {
1318     pub fn is_bound(&self) -> bool {
1319         match *self {
1320             ty::ReEarlyBound(..) => true,
1321             ty::ReLateBound(..) => true,
1322             _ => false
1323         }
1324     }
1325
1326     pub fn escapes_depth(&self, depth: u32) -> bool {
1327         match *self {
1328             ty::ReLateBound(debruijn, _) => debruijn.depth > depth,
1329             _ => false,
1330         }
1331     }
1332 }
1333
1334 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash,
1335            RustcEncodable, RustcDecodable, Show, Copy)]
1336 /// A "free" region `fr` can be interpreted as "some region
1337 /// at least as big as the scope `fr.scope`".
1338 pub struct FreeRegion {
1339     pub scope: region::CodeExtent,
1340     pub bound_region: BoundRegion
1341 }
1342
1343 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash,
1344            RustcEncodable, RustcDecodable, Show, Copy)]
1345 pub enum BoundRegion {
1346     /// An anonymous region parameter for a given fn (&T)
1347     BrAnon(u32),
1348
1349     /// Named region parameters for functions (a in &'a T)
1350     ///
1351     /// The def-id is needed to distinguish free regions in
1352     /// the event of shadowing.
1353     BrNamed(ast::DefId, ast::Name),
1354
1355     /// Fresh bound identifiers created during GLB computations.
1356     BrFresh(u32),
1357
1358     // Anonymous region for the implicit env pointer parameter
1359     // to a closure
1360     BrEnv
1361 }
1362
1363 // NB: If you change this, you'll probably want to change the corresponding
1364 // AST structure in libsyntax/ast.rs as well.
1365 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1366 pub enum sty<'tcx> {
1367     ty_bool,
1368     ty_char,
1369     ty_int(ast::IntTy),
1370     ty_uint(ast::UintTy),
1371     ty_float(ast::FloatTy),
1372     /// Substs here, possibly against intuition, *may* contain `ty_param`s.
1373     /// That is, even after substitution it is possible that there are type
1374     /// variables. This happens when the `ty_enum` corresponds to an enum
1375     /// definition and not a concrete use of it. To get the correct `ty_enum`
1376     /// from the tcx, use the `NodeId` from the `ast::Ty` and look it up in
1377     /// the `ast_ty_to_ty_cache`. This is probably true for `ty_struct` as
1378     /// well.`
1379     ty_enum(DefId, &'tcx Substs<'tcx>),
1380     ty_uniq(Ty<'tcx>),
1381     ty_str,
1382     ty_vec(Ty<'tcx>, Option<uint>), // Second field is length.
1383     ty_ptr(mt<'tcx>),
1384     ty_rptr(&'tcx Region, mt<'tcx>),
1385
1386     // If the def-id is Some(_), then this is the type of a specific
1387     // fn item. Otherwise, if None(_), it a fn pointer type.
1388     ty_bare_fn(Option<DefId>, &'tcx BareFnTy<'tcx>),
1389
1390     ty_trait(Box<TyTrait<'tcx>>),
1391     ty_struct(DefId, &'tcx Substs<'tcx>),
1392
1393     ty_unboxed_closure(DefId, &'tcx Region, &'tcx Substs<'tcx>),
1394
1395     ty_tup(Vec<Ty<'tcx>>),
1396
1397     ty_projection(ProjectionTy<'tcx>),
1398     ty_param(ParamTy), // type parameter
1399
1400     ty_open(Ty<'tcx>), // A deref'ed fat pointer, i.e., a dynamically sized value
1401                        // and its size. Only ever used in trans. It is not necessary
1402                        // earlier since we don't need to distinguish a DST with its
1403                        // size (e.g., in a deref) vs a DST with the size elsewhere (
1404                        // e.g., in a field).
1405
1406     ty_infer(InferTy), // something used only during inference/typeck
1407     ty_err, // Also only used during inference/typeck, to represent
1408             // the type of an erroneous expression (helps cut down
1409             // on non-useful type error messages)
1410 }
1411
1412 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1413 pub struct TyTrait<'tcx> {
1414     pub principal: ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1415     pub bounds: ExistentialBounds<'tcx>,
1416 }
1417
1418 impl<'tcx> TyTrait<'tcx> {
1419     pub fn principal_def_id(&self) -> ast::DefId {
1420         self.principal.0.def_id
1421     }
1422
1423     /// Object types don't have a self-type specified. Therefore, when
1424     /// we convert the principal trait-ref into a normal trait-ref,
1425     /// you must give *some* self-type. A common choice is `mk_err()`
1426     /// or some skolemized type.
1427     pub fn principal_trait_ref_with_self_ty(&self,
1428                                             tcx: &ctxt<'tcx>,
1429                                             self_ty: Ty<'tcx>)
1430                                             -> ty::PolyTraitRef<'tcx>
1431     {
1432         // otherwise the escaping regions would be captured by the binder
1433         assert!(!self_ty.has_escaping_regions());
1434
1435         ty::Binder(Rc::new(ty::TraitRef {
1436             def_id: self.principal.0.def_id,
1437             substs: tcx.mk_substs(self.principal.0.substs.with_self_ty(self_ty)),
1438         }))
1439     }
1440
1441     pub fn projection_bounds_with_self_ty(&self,
1442                                           tcx: &ctxt<'tcx>,
1443                                           self_ty: Ty<'tcx>)
1444                                           -> Vec<ty::PolyProjectionPredicate<'tcx>>
1445     {
1446         // otherwise the escaping regions would be captured by the binders
1447         assert!(!self_ty.has_escaping_regions());
1448
1449         self.bounds.projection_bounds.iter()
1450             .map(|in_poly_projection_predicate| {
1451                 let in_projection_ty = &in_poly_projection_predicate.0.projection_ty;
1452                 let substs = tcx.mk_substs(in_projection_ty.trait_ref.substs.with_self_ty(self_ty));
1453                 let trait_ref =
1454                     Rc::new(ty::TraitRef::new(in_projection_ty.trait_ref.def_id,
1455                                               substs));
1456                 let projection_ty = ty::ProjectionTy {
1457                     trait_ref: trait_ref,
1458                     item_name: in_projection_ty.item_name
1459                 };
1460                 ty::Binder(ty::ProjectionPredicate {
1461                     projection_ty: projection_ty,
1462                     ty: in_poly_projection_predicate.0.ty
1463                 })
1464             })
1465             .collect()
1466     }
1467 }
1468
1469 /// A complete reference to a trait. These take numerous guises in syntax,
1470 /// but perhaps the most recognizable form is in a where clause:
1471 ///
1472 ///     T : Foo<U>
1473 ///
1474 /// This would be represented by a trait-reference where the def-id is the
1475 /// def-id for the trait `Foo` and the substs defines `T` as parameter 0 in the
1476 /// `SelfSpace` and `U` as parameter 0 in the `TypeSpace`.
1477 ///
1478 /// Trait references also appear in object types like `Foo<U>`, but in
1479 /// that case the `Self` parameter is absent from the substitutions.
1480 ///
1481 /// Note that a `TraitRef` introduces a level of region binding, to
1482 /// account for higher-ranked trait bounds like `T : for<'a> Foo<&'a
1483 /// U>` or higher-ranked object types.
1484 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1485 pub struct TraitRef<'tcx> {
1486     pub def_id: DefId,
1487     pub substs: &'tcx Substs<'tcx>,
1488 }
1489
1490 pub type PolyTraitRef<'tcx> = Binder<Rc<TraitRef<'tcx>>>;
1491
1492 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
1493     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1494         self.0.self_ty()
1495     }
1496
1497     pub fn def_id(&self) -> ast::DefId {
1498         self.0.def_id
1499     }
1500
1501     pub fn substs(&self) -> &'tcx Substs<'tcx> {
1502         // FIXME(#20664) every use of this fn is probably a bug, it should yield Binder<>
1503         self.0.substs
1504     }
1505
1506     pub fn input_types(&self) -> &[Ty<'tcx>] {
1507         // FIXME(#20664) every use of this fn is probably a bug, it should yield Binder<>
1508         self.0.input_types()
1509     }
1510
1511     pub fn to_poly_trait_predicate(&self) -> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1512         // Note that we preserve binding levels
1513         Binder(TraitPredicate { trait_ref: self.0.clone() })
1514     }
1515 }
1516
1517 /// Binder is a binder for higher-ranked lifetimes. It is part of the
1518 /// compiler's representation for things like `for<'a> Fn(&'a int)`
1519 /// (which would be represented by the type `PolyTraitRef ==
1520 /// Binder<TraitRef>`). Note that when we skolemize, instantiate,
1521 /// erase, or otherwise "discharge" these bound reons, we change the
1522 /// type from `Binder<T>` to just `T` (see
1523 /// e.g. `liberate_late_bound_regions`).
1524 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1525 pub struct Binder<T>(pub T);
1526
1527 #[derive(Clone, Copy, PartialEq)]
1528 pub enum IntVarValue {
1529     IntType(ast::IntTy),
1530     UintType(ast::UintTy),
1531 }
1532
1533 #[derive(Clone, Copy, Show)]
1534 pub enum terr_vstore_kind {
1535     terr_vec,
1536     terr_str,
1537     terr_fn,
1538     terr_trait
1539 }
1540
1541 #[derive(Clone, Copy, Show)]
1542 pub struct expected_found<T> {
1543     pub expected: T,
1544     pub found: T
1545 }
1546
1547 // Data structures used in type unification
1548 #[derive(Clone, Copy, Show)]
1549 pub enum type_err<'tcx> {
1550     terr_mismatch,
1551     terr_unsafety_mismatch(expected_found<ast::Unsafety>),
1552     terr_onceness_mismatch(expected_found<Onceness>),
1553     terr_abi_mismatch(expected_found<abi::Abi>),
1554     terr_mutability,
1555     terr_sigil_mismatch(expected_found<TraitStore>),
1556     terr_box_mutability,
1557     terr_ptr_mutability,
1558     terr_ref_mutability,
1559     terr_vec_mutability,
1560     terr_tuple_size(expected_found<uint>),
1561     terr_fixed_array_size(expected_found<uint>),
1562     terr_ty_param_size(expected_found<uint>),
1563     terr_arg_count,
1564     terr_regions_does_not_outlive(Region, Region),
1565     terr_regions_not_same(Region, Region),
1566     terr_regions_no_overlap(Region, Region),
1567     terr_regions_insufficiently_polymorphic(BoundRegion, Region),
1568     terr_regions_overly_polymorphic(BoundRegion, Region),
1569     terr_trait_stores_differ(terr_vstore_kind, expected_found<TraitStore>),
1570     terr_sorts(expected_found<Ty<'tcx>>),
1571     terr_integer_as_char,
1572     terr_int_mismatch(expected_found<IntVarValue>),
1573     terr_float_mismatch(expected_found<ast::FloatTy>),
1574     terr_traits(expected_found<ast::DefId>),
1575     terr_builtin_bounds(expected_found<BuiltinBounds>),
1576     terr_variadic_mismatch(expected_found<bool>),
1577     terr_cyclic_ty,
1578     terr_convergence_mismatch(expected_found<bool>),
1579     terr_projection_name_mismatched(expected_found<ast::Name>),
1580     terr_projection_bounds_length(expected_found<uint>),
1581 }
1582
1583 /// Bounds suitable for a named type parameter like `A` in `fn foo<A>`
1584 /// as well as the existential type parameter in an object type.
1585 #[derive(PartialEq, Eq, Hash, Clone, Show)]
1586 pub struct ParamBounds<'tcx> {
1587     pub region_bounds: Vec<ty::Region>,
1588     pub builtin_bounds: BuiltinBounds,
1589     pub trait_bounds: Vec<PolyTraitRef<'tcx>>,
1590     pub projection_bounds: Vec<PolyProjectionPredicate<'tcx>>,
1591 }
1592
1593 /// Bounds suitable for an existentially quantified type parameter
1594 /// such as those that appear in object types or closure types. The
1595 /// major difference between this case and `ParamBounds` is that
1596 /// general purpose trait bounds are omitted and there must be
1597 /// *exactly one* region.
1598 #[derive(PartialEq, Eq, Hash, Clone, Show)]
1599 pub struct ExistentialBounds<'tcx> {
1600     pub region_bound: ty::Region,
1601     pub builtin_bounds: BuiltinBounds,
1602     pub projection_bounds: Vec<PolyProjectionPredicate<'tcx>>,
1603 }
1604
1605 pub type BuiltinBounds = EnumSet<BuiltinBound>;
1606
1607 #[derive(Clone, RustcEncodable, PartialEq, Eq, RustcDecodable, Hash,
1608            Show, Copy)]
1609 #[repr(uint)]
1610 pub enum BuiltinBound {
1611     BoundSend,
1612     BoundSized,
1613     BoundCopy,
1614     BoundSync,
1615 }
1616
1617 pub fn empty_builtin_bounds() -> BuiltinBounds {
1618     EnumSet::new()
1619 }
1620
1621 pub fn all_builtin_bounds() -> BuiltinBounds {
1622     let mut set = EnumSet::new();
1623     set.insert(BoundSend);
1624     set.insert(BoundSized);
1625     set.insert(BoundSync);
1626     set
1627 }
1628
1629 /// An existential bound that does not implement any traits.
1630 pub fn region_existential_bound<'tcx>(r: ty::Region) -> ExistentialBounds<'tcx> {
1631     ty::ExistentialBounds { region_bound: r,
1632                             builtin_bounds: empty_builtin_bounds(),
1633                             projection_bounds: Vec::new() }
1634 }
1635
1636 impl CLike for BuiltinBound {
1637     fn to_uint(&self) -> uint {
1638         *self as uint
1639     }
1640     fn from_uint(v: uint) -> BuiltinBound {
1641         unsafe { mem::transmute(v) }
1642     }
1643 }
1644
1645 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
1646 pub struct TyVid {
1647     pub index: u32
1648 }
1649
1650 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
1651 pub struct IntVid {
1652     pub index: u32
1653 }
1654
1655 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
1656 pub struct FloatVid {
1657     pub index: u32
1658 }
1659
1660 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, Hash, Copy)]
1661 pub struct RegionVid {
1662     pub index: u32
1663 }
1664
1665 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
1666 pub enum InferTy {
1667     TyVar(TyVid),
1668     IntVar(IntVid),
1669     FloatVar(FloatVid),
1670
1671     /// A `FreshTy` is one that is generated as a replacement for an
1672     /// unbound type variable. This is convenient for caching etc. See
1673     /// `middle::infer::freshen` for more details.
1674     FreshTy(u32),
1675
1676     // FIXME -- once integral fallback is impl'd, we should remove
1677     // this type. It's only needed to prevent spurious errors for
1678     // integers whose type winds up never being constrained.
1679     FreshIntTy(u32),
1680 }
1681
1682 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialEq, Eq, Hash, Show, Copy)]
1683 pub enum UnconstrainedNumeric {
1684     UnconstrainedFloat,
1685     UnconstrainedInt,
1686     Neither,
1687 }
1688
1689
1690 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, Eq, Hash, Show, Copy)]
1691 pub enum InferRegion {
1692     ReVar(RegionVid),
1693     ReSkolemized(u32, BoundRegion)
1694 }
1695
1696 impl cmp::PartialEq for InferRegion {
1697     fn eq(&self, other: &InferRegion) -> bool {
1698         match ((*self), *other) {
1699             (ReVar(rva), ReVar(rvb)) => {
1700                 rva == rvb
1701             }
1702             (ReSkolemized(rva, _), ReSkolemized(rvb, _)) => {
1703                 rva == rvb
1704             }
1705             _ => false
1706         }
1707     }
1708     fn ne(&self, other: &InferRegion) -> bool {
1709         !((*self) == (*other))
1710     }
1711 }
1712
1713 impl fmt::Show for TyVid {
1714     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result{
1715         write!(f, "_#{}t", self.index)
1716     }
1717 }
1718
1719 impl fmt::Show for IntVid {
1720     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1721         write!(f, "_#{}i", self.index)
1722     }
1723 }
1724
1725 impl fmt::Show for FloatVid {
1726     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1727         write!(f, "_#{}f", self.index)
1728     }
1729 }
1730
1731 impl fmt::Show for RegionVid {
1732     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1733         write!(f, "'_#{}r", self.index)
1734     }
1735 }
1736
1737 impl<'tcx> fmt::Show for FnSig<'tcx> {
1738     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1739         write!(f, "({:?}; variadic: {})->{:?}", self.inputs, self.variadic, self.output)
1740     }
1741 }
1742
1743 impl fmt::Show for InferTy {
1744     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1745         match *self {
1746             TyVar(ref v) => v.fmt(f),
1747             IntVar(ref v) => v.fmt(f),
1748             FloatVar(ref v) => v.fmt(f),
1749             FreshTy(v) => write!(f, "FreshTy({:?})", v),
1750             FreshIntTy(v) => write!(f, "FreshIntTy({:?})", v),
1751         }
1752     }
1753 }
1754
1755 impl fmt::Show for IntVarValue {
1756     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1757         match *self {
1758             IntType(ref v) => v.fmt(f),
1759             UintType(ref v) => v.fmt(f),
1760         }
1761     }
1762 }
1763
1764 #[derive(Clone, Show)]
1765 pub struct TypeParameterDef<'tcx> {
1766     pub name: ast::Name,
1767     pub def_id: ast::DefId,
1768     pub space: subst::ParamSpace,
1769     pub index: u32,
1770     pub bounds: ParamBounds<'tcx>,
1771     pub default: Option<Ty<'tcx>>,
1772 }
1773
1774 #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Clone, Show)]
1775 pub struct RegionParameterDef {
1776     pub name: ast::Name,
1777     pub def_id: ast::DefId,
1778     pub space: subst::ParamSpace,
1779     pub index: u32,
1780     pub bounds: Vec<ty::Region>,
1781 }
1782
1783 impl RegionParameterDef {
1784     pub fn to_early_bound_region(&self) -> ty::Region {
1785         ty::ReEarlyBound(self.def_id.node, self.space, self.index, self.name)
1786     }
1787 }
1788
1789 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
1790 /// with an item or method. Analogous to ast::Generics.
1791 #[derive(Clone, Show)]
1792 pub struct Generics<'tcx> {
1793     pub types: VecPerParamSpace<TypeParameterDef<'tcx>>,
1794     pub regions: VecPerParamSpace<RegionParameterDef>,
1795     pub predicates: VecPerParamSpace<Predicate<'tcx>>,
1796 }
1797
1798 impl<'tcx> Generics<'tcx> {
1799     pub fn empty() -> Generics<'tcx> {
1800         Generics {
1801             types: VecPerParamSpace::empty(),
1802             regions: VecPerParamSpace::empty(),
1803             predicates: VecPerParamSpace::empty(),
1804         }
1805     }
1806
1807     pub fn has_type_params(&self, space: subst::ParamSpace) -> bool {
1808         !self.types.is_empty_in(space)
1809     }
1810
1811     pub fn has_region_params(&self, space: subst::ParamSpace) -> bool {
1812         !self.regions.is_empty_in(space)
1813     }
1814
1815     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1816         self.types.is_empty() && self.regions.is_empty()
1817     }
1818
1819     pub fn to_bounds(&self, tcx: &ty::ctxt<'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
1820                      -> GenericBounds<'tcx> {
1821         GenericBounds {
1822             predicates: self.predicates.subst(tcx, substs),
1823         }
1824     }
1825 }
1826
1827 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1828 pub enum Predicate<'tcx> {
1829     /// Corresponds to `where Foo : Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1830     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1831     /// would be the parameters in the `TypeSpace`.
1832     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1833
1834     /// where `T1 == T2`.
1835     Equate(PolyEquatePredicate<'tcx>),
1836
1837     /// where 'a : 'b
1838     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate),
1839
1840     /// where T : 'a
1841     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1842
1843     /// where <T as TraitRef>::Name == X, approximately.
1844     /// See `ProjectionPredicate` struct for details.
1845     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1846 }
1847
1848 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1849 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1850     pub trait_ref: Rc<TraitRef<'tcx>>
1851 }
1852 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1853
1854 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1855     pub fn def_id(&self) -> ast::DefId {
1856         self.trait_ref.def_id
1857     }
1858
1859     pub fn input_types(&self) -> &[Ty<'tcx>] {
1860         self.trait_ref.substs.types.as_slice()
1861     }
1862
1863     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1864         self.trait_ref.self_ty()
1865     }
1866 }
1867
1868 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1869     pub fn def_id(&self) -> ast::DefId {
1870         self.0.def_id()
1871     }
1872 }
1873
1874 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1875 pub struct EquatePredicate<'tcx>(pub Ty<'tcx>, pub Ty<'tcx>); // `0 == 1`
1876 pub type PolyEquatePredicate<'tcx> = ty::Binder<EquatePredicate<'tcx>>;
1877
1878 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1879 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A : B`
1880 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1881 pub type PolyRegionOutlivesPredicate = PolyOutlivesPredicate<ty::Region, ty::Region>;
1882 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = PolyOutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region>;
1883
1884 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1885 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1886 ///
1887 /// 1. `T : TraitRef<..., Item=Type>`
1888 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1889 ///
1890 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1891 /// normal trait predicate (`T : TraitRef<...>`) and one of these
1892 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1893 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of Form
1894 /// \#2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1895 /// instances to normalize the LHS.
1896 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1897 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1898     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1899     pub ty: Ty<'tcx>,
1900 }
1901
1902 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1903
1904 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1905     pub fn item_name(&self) -> ast::Name {
1906         self.0.projection_ty.item_name // safe to skip the binder to access a name
1907     }
1908
1909     pub fn sort_key(&self) -> (ast::DefId, ast::Name) {
1910         self.0.projection_ty.sort_key()
1911     }
1912 }
1913
1914 /// Represents the projection of an associated type. In explicit UFCS
1915 /// form this would be written `<T as Trait<..>>::N`.
1916 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Show)]
1917 pub struct ProjectionTy<'tcx> {
1918     /// The trait reference `T as Trait<..>`.
1919     pub trait_ref: Rc<ty::TraitRef<'tcx>>,
1920
1921     /// The name `N` of the associated type.
1922     pub item_name: ast::Name,
1923 }
1924
1925 impl<'tcx> ProjectionTy<'tcx> {
1926     pub fn sort_key(&self) -> (ast::DefId, ast::Name) {
1927         (self.trait_ref.def_id, self.item_name)
1928     }
1929 }
1930
1931 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1932     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1933 }
1934
1935 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for Rc<TraitRef<'tcx>> {
1936     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1937         assert!(!self.has_escaping_regions());
1938         ty::Binder(self.clone())
1939     }
1940 }
1941
1942 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1943     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1944         // We are just preserving the binder levels here
1945         ty::Binder(self.0.trait_ref.clone())
1946     }
1947 }
1948
1949 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1950     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1951         // Note: unlike with TraitRef::to_poly_trait_ref(),
1952         // self.0.trait_ref is permitted to have escaping regions.
1953         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1954         // return value, so we are preserving the number of binding
1955         // levels.
1956         ty::Binder(self.0.projection_ty.trait_ref.clone())
1957     }
1958 }
1959
1960 pub trait AsPredicate<'tcx> {
1961     fn as_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1962 }
1963
1964 impl<'tcx> AsPredicate<'tcx> for Rc<TraitRef<'tcx>> {
1965     fn as_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1966         // we're about to add a binder, so let's check that we don't
1967         // accidentally capture anything, or else that might be some
1968         // weird debruijn accounting.
1969         assert!(!self.has_escaping_regions());
1970
1971         ty::Predicate::Trait(ty::Binder(ty::TraitPredicate {
1972             trait_ref: self.clone()
1973         }))
1974     }
1975 }
1976
1977 impl<'tcx> AsPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1978     fn as_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1979         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1980     }
1981 }
1982
1983 impl<'tcx> AsPredicate<'tcx> for PolyEquatePredicate<'tcx> {
1984     fn as_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1985         Predicate::Equate(self.clone())
1986     }
1987 }
1988
1989 impl<'tcx> AsPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate {
1990     fn as_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1991         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1992     }
1993 }
1994
1995 impl<'tcx> AsPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1996     fn as_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1997         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1998     }
1999 }
2000
2001 impl<'tcx> AsPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
2002     fn as_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
2003         Predicate::Projection(self.clone())
2004     }
2005 }
2006
2007 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
2008     pub fn has_escaping_regions(&self) -> bool {
2009         match *self {
2010             Predicate::Trait(ref trait_ref) => trait_ref.has_escaping_regions(),
2011             Predicate::Equate(ref p) => p.has_escaping_regions(),
2012             Predicate::RegionOutlives(ref p) => p.has_escaping_regions(),
2013             Predicate::TypeOutlives(ref p) => p.has_escaping_regions(),
2014             Predicate::Projection(ref p) => p.has_escaping_regions(),
2015         }
2016     }
2017
2018     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
2019         match *self {
2020             Predicate::Trait(ref t) => {
2021                 Some(t.to_poly_trait_ref())
2022             }
2023             Predicate::Projection(..) |
2024             Predicate::Equate(..) |
2025             Predicate::RegionOutlives(..) |
2026             Predicate::TypeOutlives(..) => {
2027                 None
2028             }
2029         }
2030     }
2031 }
2032
2033 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
2034 /// parameters.  Should eventually be generalized into a flag list of
2035 /// where clauses.  You can obtain a `GenericBounds` list from a
2036 /// `Generics` by using the `to_bounds` method. Note that this method
2037 /// reflects an important semantic invariant of `GenericBounds`: while
2038 /// the bounds in a `Generics` are expressed in terms of the bound type
2039 /// parameters of the impl/trait/whatever, a `GenericBounds` instance
2040 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
2041 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
2042 /// their values.
2043 ///
2044 /// Example:
2045 ///
2046 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
2047 ///
2048 /// Here, the `Generics` for `Foo` would contain a list of bounds like
2049 /// `[[], [U:Bar<T>]]`.  Now if there were some particular reference
2050 /// like `Foo<int,uint>`, then the `GenericBounds` would be `[[],
2051 /// [uint:Bar<int>]]`.
2052 #[derive(Clone, Show)]
2053 pub struct GenericBounds<'tcx> {
2054     pub predicates: VecPerParamSpace<Predicate<'tcx>>,
2055 }
2056
2057 impl<'tcx> GenericBounds<'tcx> {
2058     pub fn empty() -> GenericBounds<'tcx> {
2059         GenericBounds { predicates: VecPerParamSpace::empty() }
2060     }
2061
2062     pub fn has_escaping_regions(&self) -> bool {
2063         self.predicates.any(|p| p.has_escaping_regions())
2064     }
2065
2066     pub fn is_empty(&self) -> bool {
2067         self.predicates.is_empty()
2068     }
2069 }
2070
2071 impl<'tcx> TraitRef<'tcx> {
2072     pub fn new(def_id: ast::DefId, substs: &'tcx Substs<'tcx>) -> TraitRef<'tcx> {
2073         TraitRef { def_id: def_id, substs: substs }
2074     }
2075
2076     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
2077         self.substs.self_ty().unwrap()
2078     }
2079
2080     pub fn input_types(&self) -> &[Ty<'tcx>] {
2081         // Select only the "input types" from a trait-reference. For
2082         // now this is all the types that appear in the
2083         // trait-reference, but it should eventually exclude
2084         // associated types.
2085         self.substs.types.as_slice()
2086     }
2087 }
2088
2089 /// When type checking, we use the `ParameterEnvironment` to track
2090 /// details about the type/lifetime parameters that are in scope.
2091 /// It primarily stores the bounds information.
2092 ///
2093 /// Note: This information might seem to be redundant with the data in
2094 /// `tcx.ty_param_defs`, but it is not. That table contains the
2095 /// parameter definitions from an "outside" perspective, but this
2096 /// struct will contain the bounds for a parameter as seen from inside
2097 /// the function body. Currently the only real distinction is that
2098 /// bound lifetime parameters are replaced with free ones, but in the
2099 /// future I hope to refine the representation of types so as to make
2100 /// more distinctions clearer.
2101 #[derive(Clone)]
2102 pub struct ParameterEnvironment<'a, 'tcx:'a> {
2103     pub tcx: &'a ctxt<'tcx>,
2104
2105     /// A substitution that can be applied to move from
2106     /// the "outer" view of a type or method to the "inner" view.
2107     /// In general, this means converting from bound parameters to
2108     /// free parameters. Since we currently represent bound/free type
2109     /// parameters in the same way, this only has an effect on regions.
2110     pub free_substs: Substs<'tcx>,
2111
2112     /// Each type parameter has an implicit region bound that
2113     /// indicates it must outlive at least the function body (the user
2114     /// may specify stronger requirements). This field indicates the
2115     /// region of the callee.
2116     pub implicit_region_bound: ty::Region,
2117
2118     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
2119     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
2120     /// into Obligations.
2121     pub caller_bounds: ty::GenericBounds<'tcx>,
2122
2123     /// Caches the results of trait selection. This cache is used
2124     /// for things that have to do with the parameters in scope.
2125     pub selection_cache: traits::SelectionCache<'tcx>,
2126 }
2127
2128 impl<'a, 'tcx> ParameterEnvironment<'a, 'tcx> {
2129     pub fn for_item(cx: &'a ctxt<'tcx>, id: NodeId) -> ParameterEnvironment<'a, 'tcx> {
2130         match cx.map.find(id) {
2131             Some(ast_map::NodeImplItem(ref impl_item)) => {
2132                 match **impl_item {
2133                     ast::MethodImplItem(ref method) => {
2134                         let method_def_id = ast_util::local_def(id);
2135                         match ty::impl_or_trait_item(cx, method_def_id) {
2136                             MethodTraitItem(ref method_ty) => {
2137                                 let method_generics = &method_ty.generics;
2138                                 construct_parameter_environment(
2139                                     cx,
2140                                     method_generics,
2141                                     method.pe_body().id)
2142                             }
2143                             TypeTraitItem(_) => {
2144                                 cx.sess
2145                                   .bug("ParameterEnvironment::for_item(): \
2146                                         can't create a parameter environment \
2147                                         for type trait items")
2148                             }
2149                         }
2150                     }
2151                     ast::TypeImplItem(_) => {
2152                         cx.sess.bug("ParameterEnvironment::for_item(): \
2153                                      can't create a parameter environment \
2154                                      for type impl items")
2155                     }
2156                 }
2157             }
2158             Some(ast_map::NodeTraitItem(trait_method)) => {
2159                 match *trait_method {
2160                     ast::RequiredMethod(ref required) => {
2161                         cx.sess.span_bug(required.span,
2162                                          "ParameterEnvironment::for_item():
2163                                           can't create a parameter \
2164                                           environment for required trait \
2165                                           methods")
2166                     }
2167                     ast::ProvidedMethod(ref method) => {
2168                         let method_def_id = ast_util::local_def(id);
2169                         match ty::impl_or_trait_item(cx, method_def_id) {
2170                             MethodTraitItem(ref method_ty) => {
2171                                 let method_generics = &method_ty.generics;
2172                                 construct_parameter_environment(
2173                                     cx,
2174                                     method_generics,
2175                                     method.pe_body().id)
2176                             }
2177                             TypeTraitItem(_) => {
2178                                 cx.sess
2179                                   .bug("ParameterEnvironment::for_item(): \
2180                                         can't create a parameter environment \
2181                                         for type trait items")
2182                             }
2183                         }
2184                     }
2185                     ast::TypeTraitItem(_) => {
2186                         cx.sess.bug("ParameterEnvironment::from_item(): \
2187                                      can't create a parameter environment \
2188                                      for type trait items")
2189                     }
2190                 }
2191             }
2192             Some(ast_map::NodeItem(item)) => {
2193                 match item.node {
2194                     ast::ItemFn(_, _, _, _, ref body) => {
2195                         // We assume this is a function.
2196                         let fn_def_id = ast_util::local_def(id);
2197                         let fn_pty = ty::lookup_item_type(cx, fn_def_id);
2198
2199                         construct_parameter_environment(cx,
2200                                                         &fn_pty.generics,
2201                                                         body.id)
2202                     }
2203                     ast::ItemEnum(..) |
2204                     ast::ItemStruct(..) |
2205                     ast::ItemImpl(..) |
2206                     ast::ItemConst(..) |
2207                     ast::ItemStatic(..) => {
2208                         let def_id = ast_util::local_def(id);
2209                         let pty = ty::lookup_item_type(cx, def_id);
2210                         construct_parameter_environment(cx, &pty.generics, id)
2211                     }
2212                     _ => {
2213                         cx.sess.span_bug(item.span,
2214                                          "ParameterEnvironment::from_item():
2215                                           can't create a parameter \
2216                                           environment for this kind of item")
2217                     }
2218                 }
2219             }
2220             Some(ast_map::NodeExpr(..)) => {
2221                 // This is a convenience to allow closures to work.
2222                 ParameterEnvironment::for_item(cx, cx.map.get_parent(id))
2223             }
2224             _ => {
2225                 cx.sess.bug(&format!("ParameterEnvironment::from_item(): \
2226                                      `{}` is not an item",
2227                                     cx.map.node_to_string(id))[])
2228             }
2229         }
2230     }
2231 }
2232
2233 /// A "type scheme", in ML terminology, is a type combined with some
2234 /// set of generic types that the type is, well, generic over. In Rust
2235 /// terms, it is the "type" of a fn item or struct -- this type will
2236 /// include various generic parameters that must be substituted when
2237 /// the item/struct is referenced. That is called converting the type
2238 /// scheme to a monotype.
2239 ///
2240 /// - `generics`: the set of type parameters and their bounds
2241 /// - `ty`: the base types, which may reference the parameters defined
2242 ///   in `generics`
2243 ///
2244 /// Note that TypeSchemes are also sometimes called "polytypes" (and
2245 /// in fact this struct used to carry that name, so you may find some
2246 /// stray references in a comment or something). We try to reserve the
2247 /// "poly" prefix to refer to higher-ranked things, as in
2248 /// `PolyTraitRef`.
2249 #[derive(Clone, Show)]
2250 pub struct TypeScheme<'tcx> {
2251     pub generics: Generics<'tcx>,
2252     pub ty: Ty<'tcx>
2253 }
2254
2255 /// As `TypeScheme` but for a trait ref.
2256 pub struct TraitDef<'tcx> {
2257     pub unsafety: ast::Unsafety,
2258
2259     /// Generic type definitions. Note that `Self` is listed in here
2260     /// as having a single bound, the trait itself (e.g., in the trait
2261     /// `Eq`, there is a single bound `Self : Eq`). This is so that
2262     /// default methods get to assume that the `Self` parameters
2263     /// implements the trait.
2264     pub generics: Generics<'tcx>,
2265
2266     /// The "supertrait" bounds.
2267     pub bounds: ParamBounds<'tcx>,
2268
2269     pub trait_ref: Rc<ty::TraitRef<'tcx>>,
2270
2271     /// A list of the associated types defined in this trait. Useful
2272     /// for resolving `X::Foo` type markers.
2273     pub associated_type_names: Vec<ast::Name>,
2274 }
2275
2276 /// Records the substitutions used to translate the polytype for an
2277 /// item into the monotype of an item reference.
2278 #[derive(Clone)]
2279 pub struct ItemSubsts<'tcx> {
2280     pub substs: Substs<'tcx>,
2281 }
2282
2283 /// Records information about each unboxed closure.
2284 #[derive(Clone)]
2285 pub struct UnboxedClosure<'tcx> {
2286     /// The type of the unboxed closure.
2287     pub closure_type: ClosureTy<'tcx>,
2288     /// The kind of unboxed closure this is.
2289     pub kind: UnboxedClosureKind,
2290 }
2291
2292 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Show)]
2293 pub enum UnboxedClosureKind {
2294     FnUnboxedClosureKind,
2295     FnMutUnboxedClosureKind,
2296     FnOnceUnboxedClosureKind,
2297 }
2298
2299 impl UnboxedClosureKind {
2300     pub fn trait_did(&self, cx: &ctxt) -> ast::DefId {
2301         let result = match *self {
2302             FnUnboxedClosureKind => cx.lang_items.require(FnTraitLangItem),
2303             FnMutUnboxedClosureKind => {
2304                 cx.lang_items.require(FnMutTraitLangItem)
2305             }
2306             FnOnceUnboxedClosureKind => {
2307                 cx.lang_items.require(FnOnceTraitLangItem)
2308             }
2309         };
2310         match result {
2311             Ok(trait_did) => trait_did,
2312             Err(err) => cx.sess.fatal(&err[]),
2313         }
2314     }
2315 }
2316
2317 pub trait UnboxedClosureTyper<'tcx> {
2318     fn param_env<'a>(&'a self) -> &'a ty::ParameterEnvironment<'a, 'tcx>;
2319
2320     fn unboxed_closure_kind(&self,
2321                             def_id: ast::DefId)
2322                             -> ty::UnboxedClosureKind;
2323
2324     fn unboxed_closure_type(&self,
2325                             def_id: ast::DefId,
2326                             substs: &subst::Substs<'tcx>)
2327                             -> ty::ClosureTy<'tcx>;
2328
2329     // Returns `None` if the upvar types cannot yet be definitively determined.
2330     fn unboxed_closure_upvars(&self,
2331                               def_id: ast::DefId,
2332                               substs: &Substs<'tcx>)
2333                               -> Option<Vec<UnboxedClosureUpvar<'tcx>>>;
2334 }
2335
2336 impl<'tcx> CommonTypes<'tcx> {
2337     fn new(arena: &'tcx TypedArena<TyS<'tcx>>,
2338            interner: &mut FnvHashMap<InternedTy<'tcx>, Ty<'tcx>>)
2339            -> CommonTypes<'tcx>
2340     {
2341         CommonTypes {
2342             bool: intern_ty(arena, interner, ty_bool),
2343             char: intern_ty(arena, interner, ty_char),
2344             err: intern_ty(arena, interner, ty_err),
2345             int: intern_ty(arena, interner, ty_int(ast::TyIs(false))),
2346             i8: intern_ty(arena, interner, ty_int(ast::TyI8)),
2347             i16: intern_ty(arena, interner, ty_int(ast::TyI16)),
2348             i32: intern_ty(arena, interner, ty_int(ast::TyI32)),
2349             i64: intern_ty(arena, interner, ty_int(ast::TyI64)),
2350             uint: intern_ty(arena, interner, ty_uint(ast::TyUs(false))),
2351             u8: intern_ty(arena, interner, ty_uint(ast::TyU8)),
2352             u16: intern_ty(arena, interner, ty_uint(ast::TyU16)),
2353             u32: intern_ty(arena, interner, ty_uint(ast::TyU32)),
2354             u64: intern_ty(arena, interner, ty_uint(ast::TyU64)),
2355             f32: intern_ty(arena, interner, ty_float(ast::TyF32)),
2356             f64: intern_ty(arena, interner, ty_float(ast::TyF64)),
2357         }
2358     }
2359 }
2360
2361 pub fn mk_ctxt<'tcx>(s: Session,
2362                      arenas: &'tcx CtxtArenas<'tcx>,
2363                      dm: DefMap,
2364                      named_region_map: resolve_lifetime::NamedRegionMap,
2365                      map: ast_map::Map<'tcx>,
2366                      freevars: RefCell<FreevarMap>,
2367                      capture_modes: RefCell<CaptureModeMap>,
2368                      region_maps: middle::region::RegionMaps,
2369                      lang_items: middle::lang_items::LanguageItems,
2370                      stability: stability::Index) -> ctxt<'tcx>
2371 {
2372     let mut interner = FnvHashMap::new();
2373     let common_types = CommonTypes::new(&arenas.type_, &mut interner);
2374
2375     ctxt {
2376         arenas: arenas,
2377         interner: RefCell::new(interner),
2378         substs_interner: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2379         bare_fn_interner: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2380         region_interner: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2381         types: common_types,
2382         named_region_map: named_region_map,
2383         item_variance_map: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2384         variance_computed: Cell::new(false),
2385         sess: s,
2386         def_map: dm,
2387         region_maps: region_maps,
2388         node_types: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2389         item_substs: RefCell::new(NodeMap::new()),
2390         trait_refs: RefCell::new(NodeMap::new()),
2391         trait_defs: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2392         object_cast_map: RefCell::new(NodeMap::new()),
2393         map: map,
2394         intrinsic_defs: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2395         freevars: freevars,
2396         tcache: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2397         rcache: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2398         short_names_cache: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2399         tc_cache: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2400         ast_ty_to_ty_cache: RefCell::new(NodeMap::new()),
2401         enum_var_cache: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2402         impl_or_trait_items: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2403         trait_item_def_ids: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2404         trait_items_cache: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2405         impl_trait_cache: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2406         ty_param_defs: RefCell::new(NodeMap::new()),
2407         adjustments: RefCell::new(NodeMap::new()),
2408         normalized_cache: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2409         lang_items: lang_items,
2410         provided_method_sources: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2411         struct_fields: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2412         destructor_for_type: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2413         destructors: RefCell::new(DefIdSet::new()),
2414         trait_impls: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2415         inherent_impls: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2416         impl_items: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2417         used_unsafe: RefCell::new(NodeSet::new()),
2418         used_mut_nodes: RefCell::new(NodeSet::new()),
2419         populated_external_types: RefCell::new(DefIdSet::new()),
2420         populated_external_traits: RefCell::new(DefIdSet::new()),
2421         upvar_borrow_map: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2422         extern_const_statics: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2423         extern_const_variants: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2424         method_map: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2425         dependency_formats: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2426         unboxed_closures: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2427         node_lint_levels: RefCell::new(FnvHashMap::new()),
2428         transmute_restrictions: RefCell::new(Vec::new()),
2429         stability: RefCell::new(stability),
2430         capture_modes: capture_modes,
2431         associated_types: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2432         selection_cache: traits::SelectionCache::new(),
2433         repr_hint_cache: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2434         type_impls_copy_cache: RefCell::new(HashMap::new()),
2435         type_impls_sized_cache: RefCell::new(HashMap::new()),
2436         object_safety_cache: RefCell::new(DefIdMap::new()),
2437    }
2438 }
2439
2440 // Type constructors
2441
2442 impl<'tcx> ctxt<'tcx> {
2443     pub fn mk_substs(&self, substs: Substs<'tcx>) -> &'tcx Substs<'tcx> {
2444         if let Some(substs) = self.substs_interner.borrow().get(&substs) {
2445             return *substs;
2446         }
2447
2448         let substs = self.arenas.substs.alloc(substs);
2449         self.substs_interner.borrow_mut().insert(substs, substs);
2450         substs
2451     }
2452
2453     pub fn mk_bare_fn(&self, bare_fn: BareFnTy<'tcx>) -> &'tcx BareFnTy<'tcx> {
2454         if let Some(bare_fn) = self.bare_fn_interner.borrow().get(&bare_fn) {
2455             return *bare_fn;
2456         }
2457
2458         let bare_fn = self.arenas.bare_fn.alloc(bare_fn);
2459         self.bare_fn_interner.borrow_mut().insert(bare_fn, bare_fn);
2460         bare_fn
2461     }
2462
2463     pub fn mk_region(&self, region: Region) -> &'tcx Region {
2464         if let Some(region) = self.region_interner.borrow().get(&region) {
2465             return *region;
2466         }
2467
2468         let region = self.arenas.region.alloc(region);
2469         self.region_interner.borrow_mut().insert(region, region);
2470         region
2471     }
2472
2473     pub fn unboxed_closure_kind(&self,
2474                             def_id: ast::DefId)
2475                             -> ty::UnboxedClosureKind
2476     {
2477         self.unboxed_closures.borrow()[def_id].kind
2478     }
2479
2480     pub fn unboxed_closure_type(&self,
2481                             def_id: ast::DefId,
2482                             substs: &subst::Substs<'tcx>)
2483                             -> ty::ClosureTy<'tcx>
2484     {
2485         self.unboxed_closures.borrow()[def_id].closure_type.subst(self, substs)
2486     }
2487 }
2488
2489 // Interns a type/name combination, stores the resulting box in cx.interner,
2490 // and returns the box as cast to an unsafe ptr (see comments for Ty above).
2491 pub fn mk_t<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, st: sty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2492     let mut interner = cx.interner.borrow_mut();
2493     intern_ty(&cx.arenas.type_, &mut *interner, st)
2494 }
2495
2496 fn intern_ty<'tcx>(type_arena: &'tcx TypedArena<TyS<'tcx>>,
2497                    interner: &mut FnvHashMap<InternedTy<'tcx>, Ty<'tcx>>,
2498                    st: sty<'tcx>)
2499                    -> Ty<'tcx>
2500 {
2501     match interner.get(&st) {
2502         Some(ty) => return *ty,
2503         _ => ()
2504     }
2505
2506     let flags = FlagComputation::for_sty(&st);
2507
2508     let ty = type_arena.alloc(TyS {
2509         sty: st,
2510         flags: flags.flags,
2511         region_depth: flags.depth,
2512     });
2513
2514     debug!("Interned type: {:?} Pointer: {:?}",
2515            ty, ty as *const _);
2516
2517     interner.insert(InternedTy { ty: ty }, ty);
2518
2519     ty
2520 }
2521
2522 struct FlagComputation {
2523     flags: TypeFlags,
2524
2525     // maximum depth of any bound region that we have seen thus far
2526     depth: u32,
2527 }
2528
2529 impl FlagComputation {
2530     fn new() -> FlagComputation {
2531         FlagComputation { flags: NO_TYPE_FLAGS, depth: 0 }
2532     }
2533
2534     fn for_sty(st: &sty) -> FlagComputation {
2535         let mut result = FlagComputation::new();
2536         result.add_sty(st);
2537         result
2538     }
2539
2540     fn add_flags(&mut self, flags: TypeFlags) {
2541         self.flags = self.flags | flags;
2542     }
2543
2544     fn add_depth(&mut self, depth: u32) {
2545         if depth > self.depth {
2546             self.depth = depth;
2547         }
2548     }
2549
2550     /// Adds the flags/depth from a set of types that appear within the current type, but within a
2551     /// region binder.
2552     fn add_bound_computation(&mut self, computation: &FlagComputation) {
2553         self.add_flags(computation.flags);
2554
2555         // The types that contributed to `computation` occured within
2556         // a region binder, so subtract one from the region depth
2557         // within when adding the depth to `self`.
2558         let depth = computation.depth;
2559         if depth > 0 {
2560             self.add_depth(depth - 1);
2561         }
2562     }
2563
2564     fn add_sty(&mut self, st: &sty) {
2565         match st {
2566             &ty_bool |
2567             &ty_char |
2568             &ty_int(_) |
2569             &ty_float(_) |
2570             &ty_uint(_) |
2571             &ty_str => {
2572             }
2573
2574             // You might think that we could just return ty_err for
2575             // any type containing ty_err as a component, and get
2576             // rid of the HAS_TY_ERR flag -- likewise for ty_bot (with
2577             // the exception of function types that return bot).
2578             // But doing so caused sporadic memory corruption, and
2579             // neither I (tjc) nor nmatsakis could figure out why,
2580             // so we're doing it this way.
2581             &ty_err => {
2582                 self.add_flags(HAS_TY_ERR)
2583             }
2584
2585             &ty_param(ref p) => {
2586                 if p.space == subst::SelfSpace {
2587                     self.add_flags(HAS_SELF);
2588                 } else {
2589                     self.add_flags(HAS_PARAMS);
2590                 }
2591             }
2592
2593             &ty_unboxed_closure(_, region, substs) => {
2594                 self.add_region(*region);
2595                 self.add_substs(substs);
2596             }
2597
2598             &ty_infer(_) => {
2599                 self.add_flags(HAS_TY_INFER)
2600             }
2601
2602             &ty_enum(_, substs) | &ty_struct(_, substs) => {
2603                 self.add_substs(substs);
2604             }
2605
2606             &ty_projection(ref data) => {
2607                 self.add_flags(HAS_PROJECTION);
2608                 self.add_substs(data.trait_ref.substs);
2609             }
2610
2611             &ty_trait(box TyTrait { ref principal, ref bounds }) => {
2612                 let mut computation = FlagComputation::new();
2613                 computation.add_substs(principal.0.substs);
2614                 self.add_bound_computation(&computation);
2615
2616                 self.add_bounds(bounds);
2617             }
2618
2619             &ty_uniq(tt) | &ty_vec(tt, _) | &ty_open(tt) => {
2620                 self.add_ty(tt)
2621             }
2622
2623             &ty_ptr(ref m) => {
2624                 self.add_ty(m.ty);
2625             }
2626
2627             &ty_rptr(r, ref m) => {
2628                 self.add_region(*r);
2629                 self.add_ty(m.ty);
2630             }
2631
2632             &ty_tup(ref ts) => {
2633                 self.add_tys(&ts[]);
2634             }
2635
2636             &ty_bare_fn(_, ref f) => {
2637                 self.add_fn_sig(&f.sig);
2638             }
2639         }
2640     }
2641
2642     fn add_ty(&mut self, ty: Ty) {
2643         self.add_flags(ty.flags);
2644         self.add_depth(ty.region_depth);
2645     }
2646
2647     fn add_tys(&mut self, tys: &[Ty]) {
2648         for &ty in tys.iter() {
2649             self.add_ty(ty);
2650         }
2651     }
2652
2653     fn add_fn_sig(&mut self, fn_sig: &PolyFnSig) {
2654         let mut computation = FlagComputation::new();
2655
2656         computation.add_tys(&fn_sig.0.inputs[]);
2657
2658         if let ty::FnConverging(output) = fn_sig.0.output {
2659             computation.add_ty(output);
2660         }
2661
2662         self.add_bound_computation(&computation);
2663     }
2664
2665     fn add_region(&mut self, r: Region) {
2666         self.add_flags(HAS_REGIONS);
2667         match r {
2668             ty::ReInfer(_) => { self.add_flags(HAS_RE_INFER); }
2669             ty::ReLateBound(debruijn, _) => {
2670                 self.add_flags(HAS_RE_LATE_BOUND);
2671                 self.add_depth(debruijn.depth);
2672             }
2673             _ => { }
2674         }
2675     }
2676
2677     fn add_substs(&mut self, substs: &Substs) {
2678         self.add_tys(substs.types.as_slice());
2679         match substs.regions {
2680             subst::ErasedRegions => {}
2681             subst::NonerasedRegions(ref regions) => {
2682                 for &r in regions.iter() {
2683                     self.add_region(r);
2684                 }
2685             }
2686         }
2687     }
2688
2689     fn add_bounds(&mut self, bounds: &ExistentialBounds) {
2690         self.add_region(bounds.region_bound);
2691     }
2692 }
2693
2694 pub fn mk_mach_int<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>, tm: ast::IntTy) -> Ty<'tcx> {
2695     match tm {
2696         ast::TyIs(_)   => tcx.types.int,
2697         ast::TyI8   => tcx.types.i8,
2698         ast::TyI16  => tcx.types.i16,
2699         ast::TyI32  => tcx.types.i32,
2700         ast::TyI64  => tcx.types.i64,
2701     }
2702 }
2703
2704 pub fn mk_mach_uint<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>, tm: ast::UintTy) -> Ty<'tcx> {
2705     match tm {
2706         ast::TyUs(_)   => tcx.types.uint,
2707         ast::TyU8   => tcx.types.u8,
2708         ast::TyU16  => tcx.types.u16,
2709         ast::TyU32  => tcx.types.u32,
2710         ast::TyU64  => tcx.types.u64,
2711     }
2712 }
2713
2714 pub fn mk_mach_float<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>, tm: ast::FloatTy) -> Ty<'tcx> {
2715     match tm {
2716         ast::TyF32  => tcx.types.f32,
2717         ast::TyF64  => tcx.types.f64,
2718     }
2719 }
2720
2721 pub fn mk_str<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2722     mk_t(cx, ty_str)
2723 }
2724
2725 pub fn mk_str_slice<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, r: &'tcx Region, m: ast::Mutability) -> Ty<'tcx> {
2726     mk_rptr(cx, r,
2727             mt {
2728                 ty: mk_t(cx, ty_str),
2729                 mutbl: m
2730             })
2731 }
2732
2733 pub fn mk_enum<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, did: ast::DefId, substs: &'tcx Substs<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2734     // take a copy of substs so that we own the vectors inside
2735     mk_t(cx, ty_enum(did, substs))
2736 }
2737
2738 pub fn mk_uniq<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> { mk_t(cx, ty_uniq(ty)) }
2739
2740 pub fn mk_ptr<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, tm: mt<'tcx>) -> Ty<'tcx> { mk_t(cx, ty_ptr(tm)) }
2741
2742 pub fn mk_rptr<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, r: &'tcx Region, tm: mt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2743     mk_t(cx, ty_rptr(r, tm))
2744 }
2745
2746 pub fn mk_mut_rptr<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, r: &'tcx Region, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2747     mk_rptr(cx, r, mt {ty: ty, mutbl: ast::MutMutable})
2748 }
2749 pub fn mk_imm_rptr<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, r: &'tcx Region, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2750     mk_rptr(cx, r, mt {ty: ty, mutbl: ast::MutImmutable})
2751 }
2752
2753 pub fn mk_mut_ptr<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2754     mk_ptr(cx, mt {ty: ty, mutbl: ast::MutMutable})
2755 }
2756
2757 pub fn mk_imm_ptr<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2758     mk_ptr(cx, mt {ty: ty, mutbl: ast::MutImmutable})
2759 }
2760
2761 pub fn mk_nil_ptr<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2762     mk_ptr(cx, mt {ty: mk_nil(cx), mutbl: ast::MutImmutable})
2763 }
2764
2765 pub fn mk_vec<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>, sz: Option<uint>) -> Ty<'tcx> {
2766     mk_t(cx, ty_vec(ty, sz))
2767 }
2768
2769 pub fn mk_slice<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, r: &'tcx Region, tm: mt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2770     mk_rptr(cx, r,
2771             mt {
2772                 ty: mk_vec(cx, tm.ty, None),
2773                 mutbl: tm.mutbl
2774             })
2775 }
2776
2777 pub fn mk_tup<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ts: Vec<Ty<'tcx>>) -> Ty<'tcx> {
2778     mk_t(cx, ty_tup(ts))
2779 }
2780
2781 pub fn mk_nil<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2782     mk_tup(cx, Vec::new())
2783 }
2784
2785 pub fn mk_bare_fn<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
2786                         opt_def_id: Option<ast::DefId>,
2787                         fty: &'tcx BareFnTy<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2788     mk_t(cx, ty_bare_fn(opt_def_id, fty))
2789 }
2790
2791 pub fn mk_ctor_fn<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
2792                         def_id: ast::DefId,
2793                         input_tys: &[Ty<'tcx>],
2794                         output: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2795     let input_args = input_tys.iter().map(|ty| *ty).collect();
2796     mk_bare_fn(cx,
2797                Some(def_id),
2798                cx.mk_bare_fn(BareFnTy {
2799                    unsafety: ast::Unsafety::Normal,
2800                    abi: abi::Rust,
2801                    sig: ty::Binder(FnSig {
2802                     inputs: input_args,
2803                     output: ty::FnConverging(output),
2804                     variadic: false
2805                    })
2806                 }))
2807 }
2808
2809 pub fn mk_trait<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
2810                       principal: ty::PolyTraitRef<'tcx>,
2811                       bounds: ExistentialBounds<'tcx>)
2812                       -> Ty<'tcx>
2813 {
2814     assert!(bound_list_is_sorted(bounds.projection_bounds.as_slice()));
2815
2816     let inner = box TyTrait {
2817         principal: principal,
2818         bounds: bounds
2819     };
2820     mk_t(cx, ty_trait(inner))
2821 }
2822
2823 fn bound_list_is_sorted(bounds: &[ty::PolyProjectionPredicate]) -> bool {
2824     bounds.len() == 0 ||
2825         bounds[1..].iter().enumerate().all(
2826             |(index, bound)| bounds[index].sort_key() <= bound.sort_key())
2827 }
2828
2829 pub fn sort_bounds_list(bounds: &mut [ty::PolyProjectionPredicate]) {
2830     bounds.sort_by(|a, b| a.sort_key().cmp(&b.sort_key()))
2831 }
2832
2833 pub fn mk_projection<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
2834                            trait_ref: Rc<ty::TraitRef<'tcx>>,
2835                            item_name: ast::Name)
2836                            -> Ty<'tcx> {
2837     // take a copy of substs so that we own the vectors inside
2838     let inner = ProjectionTy { trait_ref: trait_ref, item_name: item_name };
2839     mk_t(cx, ty_projection(inner))
2840 }
2841
2842 pub fn mk_struct<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, struct_id: ast::DefId,
2843                        substs: &'tcx Substs<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2844     // take a copy of substs so that we own the vectors inside
2845     mk_t(cx, ty_struct(struct_id, substs))
2846 }
2847
2848 pub fn mk_unboxed_closure<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, closure_id: ast::DefId,
2849                                 region: &'tcx Region, substs: &'tcx Substs<'tcx>)
2850                                 -> Ty<'tcx> {
2851     mk_t(cx, ty_unboxed_closure(closure_id, region, substs))
2852 }
2853
2854 pub fn mk_var<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, v: TyVid) -> Ty<'tcx> {
2855     mk_infer(cx, TyVar(v))
2856 }
2857
2858 pub fn mk_int_var<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, v: IntVid) -> Ty<'tcx> {
2859     mk_infer(cx, IntVar(v))
2860 }
2861
2862 pub fn mk_float_var<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, v: FloatVid) -> Ty<'tcx> {
2863     mk_infer(cx, FloatVar(v))
2864 }
2865
2866 pub fn mk_infer<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, it: InferTy) -> Ty<'tcx> {
2867     mk_t(cx, ty_infer(it))
2868 }
2869
2870 pub fn mk_param<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
2871                       space: subst::ParamSpace,
2872                       index: u32,
2873                       name: ast::Name) -> Ty<'tcx> {
2874     mk_t(cx, ty_param(ParamTy { space: space, idx: index, name: name }))
2875 }
2876
2877 pub fn mk_self_type<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2878     mk_param(cx, subst::SelfSpace, 0, special_idents::type_self.name)
2879 }
2880
2881 pub fn mk_param_from_def<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, def: &TypeParameterDef) -> Ty<'tcx> {
2882     mk_param(cx, def.space, def.index, def.name)
2883 }
2884
2885 pub fn mk_open<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> { mk_t(cx, ty_open(ty)) }
2886
2887 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2888     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2889     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2890     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2891     /// structs or variants. For example:
2892     ///
2893     /// ```notrust
2894     /// int => { int }
2895     /// Foo<Bar<int>> => { Foo<Bar<int>>, Bar<int>, int }
2896     /// [int] => { [int], int }
2897     /// ```
2898     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2899         TypeWalker::new(self)
2900     }
2901
2902     /// Iterator that walks types reachable from `self`, in
2903     /// depth-first order. Note that this is a shallow walk. For
2904     /// example:
2905     ///
2906     /// ```notrust
2907     /// int => { }
2908     /// Foo<Bar<int>> => { Bar<int>, int }
2909     /// [int] => { int }
2910     /// ```
2911     pub fn walk_children(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2912         // Walks type reachable from `self` but not `self
2913         let mut walker = self.walk();
2914         let r = walker.next();
2915         assert_eq!(r, Some(self));
2916         walker
2917     }
2918 }
2919
2920 pub fn walk_ty<'tcx, F>(ty_root: Ty<'tcx>, mut f: F)
2921     where F: FnMut(Ty<'tcx>),
2922 {
2923     for ty in ty_root.walk() {
2924         f(ty);
2925     }
2926 }
2927
2928 /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2929 /// callback `f` on each type. If the callback returns false, then the
2930 /// children of the current type are ignored.
2931 ///
2932 /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2933 pub fn maybe_walk_ty<'tcx,F>(ty_root: Ty<'tcx>, mut f: F)
2934     where F : FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2935 {
2936     let mut walker = ty_root.walk();
2937     while let Some(ty) = walker.next() {
2938         if !f(ty) {
2939             walker.skip_current_subtree();
2940         }
2941     }
2942 }
2943
2944 // Folds types from the bottom up.
2945 pub fn fold_ty<'tcx, F>(cx: &ctxt<'tcx>, t0: Ty<'tcx>,
2946                         fldop: F)
2947                         -> Ty<'tcx> where
2948     F: FnMut(Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx>,
2949 {
2950     let mut f = ty_fold::BottomUpFolder {tcx: cx, fldop: fldop};
2951     f.fold_ty(t0)
2952 }
2953
2954 impl ParamTy {
2955     pub fn new(space: subst::ParamSpace,
2956                index: u32,
2957                name: ast::Name)
2958                -> ParamTy {
2959         ParamTy { space: space, idx: index, name: name }
2960     }
2961
2962     pub fn for_self() -> ParamTy {
2963         ParamTy::new(subst::SelfSpace, 0, special_idents::type_self.name)
2964     }
2965
2966     pub fn for_def(def: &TypeParameterDef) -> ParamTy {
2967         ParamTy::new(def.space, def.index, def.name)
2968     }
2969
2970     pub fn to_ty<'tcx>(self, tcx: &ty::ctxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2971         ty::mk_param(tcx, self.space, self.idx, self.name)
2972     }
2973
2974     pub fn is_self(&self) -> bool {
2975         self.space == subst::SelfSpace && self.idx == 0
2976     }
2977 }
2978
2979 impl<'tcx> ItemSubsts<'tcx> {
2980     pub fn empty() -> ItemSubsts<'tcx> {
2981         ItemSubsts { substs: Substs::empty() }
2982     }
2983
2984     pub fn is_noop(&self) -> bool {
2985         self.substs.is_noop()
2986     }
2987 }
2988
2989 impl<'tcx> ParamBounds<'tcx> {
2990     pub fn empty() -> ParamBounds<'tcx> {
2991         ParamBounds {
2992             builtin_bounds: empty_builtin_bounds(),
2993             trait_bounds: Vec::new(),
2994             region_bounds: Vec::new(),
2995             projection_bounds: Vec::new(),
2996         }
2997     }
2998 }
2999
3000 // Type utilities
3001
3002 pub fn type_is_nil(ty: Ty) -> bool {
3003     match ty.sty {
3004         ty_tup(ref tys) => tys.is_empty(),
3005         _ => false
3006     }
3007 }
3008
3009 pub fn type_is_error(ty: Ty) -> bool {
3010     ty.flags.intersects(HAS_TY_ERR)
3011 }
3012
3013 pub fn type_needs_subst(ty: Ty) -> bool {
3014     ty.flags.intersects(NEEDS_SUBST)
3015 }
3016
3017 pub fn trait_ref_contains_error(tref: &ty::TraitRef) -> bool {
3018     tref.substs.types.any(|&ty| type_is_error(ty))
3019 }
3020
3021 pub fn type_is_ty_var(ty: Ty) -> bool {
3022     match ty.sty {
3023         ty_infer(TyVar(_)) => true,
3024         _ => false
3025     }
3026 }
3027
3028 pub fn type_is_bool(ty: Ty) -> bool { ty.sty == ty_bool }
3029
3030 pub fn type_is_self(ty: Ty) -> bool {
3031     match ty.sty {
3032         ty_param(ref p) => p.space == subst::SelfSpace,
3033         _ => false
3034     }
3035 }
3036
3037 fn type_is_slice(ty: Ty) -> bool {
3038     match ty.sty {
3039         ty_ptr(mt) | ty_rptr(_, mt) => match mt.ty.sty {
3040             ty_vec(_, None) | ty_str => true,
3041             _ => false,
3042         },
3043         _ => false
3044     }
3045 }
3046
3047 pub fn type_is_vec(ty: Ty) -> bool {
3048     match ty.sty {
3049         ty_vec(..) => true,
3050         ty_ptr(mt{ty, ..}) | ty_rptr(_, mt{ty, ..}) |
3051         ty_uniq(ty) => match ty.sty {
3052             ty_vec(_, None) => true,
3053             _ => false
3054         },
3055         _ => false
3056     }
3057 }
3058
3059 pub fn type_is_structural(ty: Ty) -> bool {
3060     match ty.sty {
3061       ty_struct(..) | ty_tup(_) | ty_enum(..) |
3062       ty_vec(_, Some(_)) | ty_unboxed_closure(..) => true,
3063       _ => type_is_slice(ty) | type_is_trait(ty)
3064     }
3065 }
3066
3067 pub fn type_is_simd(cx: &ctxt, ty: Ty) -> bool {
3068     match ty.sty {
3069         ty_struct(did, _) => lookup_simd(cx, did),
3070         _ => false
3071     }
3072 }
3073
3074 pub fn sequence_element_type<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
3075     match ty.sty {
3076         ty_vec(ty, _) => ty,
3077         ty_str => mk_mach_uint(cx, ast::TyU8),
3078         ty_open(ty) => sequence_element_type(cx, ty),
3079         _ => cx.sess.bug(&format!("sequence_element_type called on non-sequence value: {}",
3080                                  ty_to_string(cx, ty))[]),
3081     }
3082 }
3083
3084 pub fn simd_type<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
3085     match ty.sty {
3086         ty_struct(did, substs) => {
3087             let fields = lookup_struct_fields(cx, did);
3088             lookup_field_type(cx, did, fields[0].id, substs)
3089         }
3090         _ => panic!("simd_type called on invalid type")
3091     }
3092 }
3093
3094 pub fn simd_size(cx: &ctxt, ty: Ty) -> uint {
3095     match ty.sty {
3096         ty_struct(did, _) => {
3097             let fields = lookup_struct_fields(cx, did);
3098             fields.len()
3099         }
3100         _ => panic!("simd_size called on invalid type")
3101     }
3102 }
3103
3104 pub fn type_is_region_ptr(ty: Ty) -> bool {
3105     match ty.sty {
3106         ty_rptr(..) => true,
3107         _ => false
3108     }
3109 }
3110
3111 pub fn type_is_unsafe_ptr(ty: Ty) -> bool {
3112     match ty.sty {
3113       ty_ptr(_) => return true,
3114       _ => return false
3115     }
3116 }
3117
3118 pub fn type_is_unique(ty: Ty) -> bool {
3119     match ty.sty {
3120         ty_uniq(_) => match ty.sty {
3121             ty_trait(..) => false,
3122             _ => true
3123         },
3124         _ => false
3125     }
3126 }
3127
3128 /*
3129  A scalar type is one that denotes an atomic datum, with no sub-components.
3130  (A ty_ptr is scalar because it represents a non-managed pointer, so its
3131  contents are abstract to rustc.)
3132 */
3133 pub fn type_is_scalar(ty: Ty) -> bool {
3134     match ty.sty {
3135       ty_bool | ty_char | ty_int(_) | ty_float(_) | ty_uint(_) |
3136       ty_infer(IntVar(_)) | ty_infer(FloatVar(_)) |
3137       ty_bare_fn(..) | ty_ptr(_) => true,
3138       ty_tup(ref tys) if tys.is_empty() => true,
3139       _ => false
3140     }
3141 }
3142
3143 /// Returns true if this type is a floating point type and false otherwise.
3144 pub fn type_is_floating_point(ty: Ty) -> bool {
3145     match ty.sty {
3146         ty_float(_) => true,
3147         _ => false,
3148     }
3149 }
3150
3151 /// Type contents is how the type checker reasons about kinds.
3152 /// They track what kinds of things are found within a type.  You can
3153 /// think of them as kind of an "anti-kind".  They track the kinds of values
3154 /// and thinks that are contained in types.  Having a larger contents for
3155 /// a type tends to rule that type *out* from various kinds.  For example,
3156 /// a type that contains a reference is not sendable.
3157 ///
3158 /// The reason we compute type contents and not kinds is that it is
3159 /// easier for me (nmatsakis) to think about what is contained within
3160 /// a type than to think about what is *not* contained within a type.
3161 #[derive(Clone, Copy)]
3162 pub struct TypeContents {
3163     pub bits: u64
3164 }
3165
3166 macro_rules! def_type_content_sets {
3167     (mod $mname:ident { $($name:ident = $bits:expr),+ }) => {
3168         #[allow(non_snake_case)]
3169         mod $mname {
3170             use middle::ty::TypeContents;
3171             $(
3172                 #[allow(non_upper_case_globals)]
3173                 pub const $name: TypeContents = TypeContents { bits: $bits };
3174              )+
3175         }
3176     }
3177 }
3178
3179 def_type_content_sets! {
3180     mod TC {
3181         None                                = 0b0000_0000__0000_0000__0000,
3182
3183         // Things that are interior to the value (first nibble):
3184         InteriorUnsized                     = 0b0000_0000__0000_0000__0001,
3185         InteriorUnsafe                      = 0b0000_0000__0000_0000__0010,
3186         InteriorParam                       = 0b0000_0000__0000_0000__0100,
3187         // InteriorAll                         = 0b00000000__00000000__1111,
3188
3189         // Things that are owned by the value (second and third nibbles):
3190         OwnsOwned                           = 0b0000_0000__0000_0001__0000,
3191         OwnsDtor                            = 0b0000_0000__0000_0010__0000,
3192         OwnsManaged /* see [1] below */     = 0b0000_0000__0000_0100__0000,
3193         OwnsAll                             = 0b0000_0000__1111_1111__0000,
3194
3195         // Things that are reachable by the value in any way (fourth nibble):
3196         ReachesBorrowed                     = 0b0000_0010__0000_0000__0000,
3197         // ReachesManaged /* see [1] below */  = 0b0000_0100__0000_0000__0000,
3198         ReachesMutable                      = 0b0000_1000__0000_0000__0000,
3199         ReachesFfiUnsafe                    = 0b0010_0000__0000_0000__0000,
3200         ReachesAll                          = 0b0011_1111__0000_0000__0000,
3201
3202         // Things that mean drop glue is necessary
3203         NeedsDrop                           = 0b0000_0000__0000_0111__0000,
3204
3205         // Things that prevent values from being considered sized
3206         Nonsized                            = 0b0000_0000__0000_0000__0001,
3207
3208         // Bits to set when a managed value is encountered
3209         //
3210         // [1] Do not set the bits TC::OwnsManaged or
3211         //     TC::ReachesManaged directly, instead reference
3212         //     TC::Managed to set them both at once.
3213         Managed                             = 0b0000_0100__0000_0100__0000,
3214
3215         // All bits
3216         All                                 = 0b1111_1111__1111_1111__1111
3217     }
3218 }
3219
3220 impl TypeContents {
3221     pub fn when(&self, cond: bool) -> TypeContents {
3222         if cond {*self} else {TC::None}
3223     }
3224
3225     pub fn intersects(&self, tc: TypeContents) -> bool {
3226         (self.bits & tc.bits) != 0
3227     }
3228
3229     pub fn owns_managed(&self) -> bool {
3230         self.intersects(TC::OwnsManaged)
3231     }
3232
3233     pub fn owns_owned(&self) -> bool {
3234         self.intersects(TC::OwnsOwned)
3235     }
3236
3237     pub fn is_sized(&self, _: &ctxt) -> bool {
3238         !self.intersects(TC::Nonsized)
3239     }
3240
3241     pub fn interior_param(&self) -> bool {
3242         self.intersects(TC::InteriorParam)
3243     }
3244
3245     pub fn interior_unsafe(&self) -> bool {
3246         self.intersects(TC::InteriorUnsafe)
3247     }
3248
3249     pub fn interior_unsized(&self) -> bool {
3250         self.intersects(TC::InteriorUnsized)
3251     }
3252
3253     pub fn needs_drop(&self, _: &ctxt) -> bool {
3254         self.intersects(TC::NeedsDrop)
3255     }
3256
3257     /// Includes only those bits that still apply when indirected through a `Box` pointer
3258     pub fn owned_pointer(&self) -> TypeContents {
3259         TC::OwnsOwned | (
3260             *self & (TC::OwnsAll | TC::ReachesAll))
3261     }
3262
3263     /// Includes only those bits that still apply when indirected through a reference (`&`)
3264     pub fn reference(&self, bits: TypeContents) -> TypeContents {
3265         bits | (
3266             *self & TC::ReachesAll)
3267     }
3268
3269     /// Includes only those bits that still apply when indirected through a managed pointer (`@`)
3270     pub fn managed_pointer(&self) -> TypeContents {
3271         TC::Managed | (
3272             *self & TC::ReachesAll)
3273     }
3274
3275     /// Includes only those bits that still apply when indirected through an unsafe pointer (`*`)
3276     pub fn unsafe_pointer(&self) -> TypeContents {
3277         *self & TC::ReachesAll
3278     }
3279
3280     pub fn union<T, F>(v: &[T], mut f: F) -> TypeContents where
3281         F: FnMut(&T) -> TypeContents,
3282     {
3283         v.iter().fold(TC::None, |tc, ty| tc | f(ty))
3284     }
3285
3286     pub fn has_dtor(&self) -> bool {
3287         self.intersects(TC::OwnsDtor)
3288     }
3289 }
3290
3291 impl ops::BitOr for TypeContents {
3292     type Output = TypeContents;
3293
3294     fn bitor(self, other: TypeContents) -> TypeContents {
3295         TypeContents {bits: self.bits | other.bits}
3296     }
3297 }
3298
3299 impl ops::BitAnd for TypeContents {
3300     type Output = TypeContents;
3301
3302     fn bitand(self, other: TypeContents) -> TypeContents {
3303         TypeContents {bits: self.bits & other.bits}
3304     }
3305 }
3306
3307 impl ops::Sub for TypeContents {
3308     type Output = TypeContents;
3309
3310     fn sub(self, other: TypeContents) -> TypeContents {
3311         TypeContents {bits: self.bits & !other.bits}
3312     }
3313 }
3314
3315 impl fmt::Show for TypeContents {
3316     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
3317         write!(f, "TypeContents({:b})", self.bits)
3318     }
3319 }
3320
3321 pub fn type_interior_is_unsafe<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
3322     type_contents(cx, ty).interior_unsafe()
3323 }
3324
3325 pub fn type_contents<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> TypeContents {
3326     return memoized(&cx.tc_cache, ty, |ty| {
3327         tc_ty(cx, ty, &mut FnvHashMap::new())
3328     });
3329
3330     fn tc_ty<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
3331                    ty: Ty<'tcx>,
3332                    cache: &mut FnvHashMap<Ty<'tcx>, TypeContents>) -> TypeContents
3333     {
3334         // Subtle: Note that we are *not* using cx.tc_cache here but rather a
3335         // private cache for this walk.  This is needed in the case of cyclic
3336         // types like:
3337         //
3338         //     struct List { next: Box<Option<List>>, ... }
3339         //
3340         // When computing the type contents of such a type, we wind up deeply
3341         // recursing as we go.  So when we encounter the recursive reference
3342         // to List, we temporarily use TC::None as its contents.  Later we'll
3343         // patch up the cache with the correct value, once we've computed it
3344         // (this is basically a co-inductive process, if that helps).  So in
3345         // the end we'll compute TC::OwnsOwned, in this case.
3346         //
3347         // The problem is, as we are doing the computation, we will also
3348         // compute an *intermediate* contents for, e.g., Option<List> of
3349         // TC::None.  This is ok during the computation of List itself, but if
3350         // we stored this intermediate value into cx.tc_cache, then later
3351         // requests for the contents of Option<List> would also yield TC::None
3352         // which is incorrect.  This value was computed based on the crutch
3353         // value for the type contents of list.  The correct value is
3354         // TC::OwnsOwned.  This manifested as issue #4821.
3355         match cache.get(&ty) {
3356             Some(tc) => { return *tc; }
3357             None => {}
3358         }
3359         match cx.tc_cache.borrow().get(&ty) {    // Must check both caches!
3360             Some(tc) => { return *tc; }
3361             None => {}
3362         }
3363         cache.insert(ty, TC::None);
3364
3365         let result = match ty.sty {
3366             // uint and int are ffi-unsafe
3367             ty_uint(ast::TyUs(_)) | ty_int(ast::TyIs(_)) => {
3368                 TC::ReachesFfiUnsafe
3369             }
3370
3371             // Scalar and unique types are sendable, and durable
3372             ty_infer(ty::FreshIntTy(_)) |
3373             ty_bool | ty_int(_) | ty_uint(_) | ty_float(_) |
3374             ty_bare_fn(..) | ty::ty_char => {
3375                 TC::None
3376             }
3377
3378             ty_uniq(typ) => {
3379                 TC::ReachesFfiUnsafe | match typ.sty {
3380                     ty_str => TC::OwnsOwned,
3381                     _ => tc_ty(cx, typ, cache).owned_pointer(),
3382                 }
3383             }
3384
3385             ty_trait(box TyTrait { ref bounds, .. }) => {
3386                 object_contents(bounds) | TC::ReachesFfiUnsafe | TC::Nonsized
3387             }
3388
3389             ty_ptr(ref mt) => {
3390                 tc_ty(cx, mt.ty, cache).unsafe_pointer()
3391             }
3392
3393             ty_rptr(r, ref mt) => {
3394                 TC::ReachesFfiUnsafe | match mt.ty.sty {
3395                     ty_str => borrowed_contents(*r, ast::MutImmutable),
3396                     ty_vec(..) => tc_ty(cx, mt.ty, cache).reference(borrowed_contents(*r,
3397                                                                                       mt.mutbl)),
3398                     _ => tc_ty(cx, mt.ty, cache).reference(borrowed_contents(*r, mt.mutbl)),
3399                 }
3400             }
3401
3402             ty_vec(ty, Some(_)) => {
3403                 tc_ty(cx, ty, cache)
3404             }
3405
3406             ty_vec(ty, None) => {
3407                 tc_ty(cx, ty, cache) | TC::Nonsized
3408             }
3409             ty_str => TC::Nonsized,
3410
3411             ty_struct(did, substs) => {
3412                 let flds = struct_fields(cx, did, substs);
3413                 let mut res =
3414                     TypeContents::union(&flds[],
3415                                         |f| tc_mt(cx, f.mt, cache));
3416
3417                 if !lookup_repr_hints(cx, did).contains(&attr::ReprExtern) {
3418                     res = res | TC::ReachesFfiUnsafe;
3419                 }
3420
3421                 if ty::has_dtor(cx, did) {
3422                     res = res | TC::OwnsDtor;
3423                 }
3424                 apply_lang_items(cx, did, res)
3425             }
3426
3427             ty_unboxed_closure(did, r, substs) => {
3428                 // FIXME(#14449): `borrowed_contents` below assumes `&mut`
3429                 // unboxed closure.
3430                 let param_env = ty::empty_parameter_environment(cx);
3431                 let upvars = unboxed_closure_upvars(&param_env, did, substs).unwrap();
3432                 TypeContents::union(upvars.as_slice(),
3433                                     |f| tc_ty(cx, f.ty, cache))
3434                     | borrowed_contents(*r, MutMutable)
3435             }
3436
3437             ty_tup(ref tys) => {
3438                 TypeContents::union(&tys[],
3439                                     |ty| tc_ty(cx, *ty, cache))
3440             }
3441
3442             ty_enum(did, substs) => {
3443                 let variants = substd_enum_variants(cx, did, substs);
3444                 let mut res =
3445                     TypeContents::union(&variants[], |variant| {
3446                         TypeContents::union(&variant.args[],
3447                                             |arg_ty| {
3448                             tc_ty(cx, *arg_ty, cache)
3449                         })
3450                     });
3451
3452                 if ty::has_dtor(cx, did) {
3453                     res = res | TC::OwnsDtor;
3454                 }
3455
3456                 if variants.len() != 0 {
3457                     let repr_hints = lookup_repr_hints(cx, did);
3458                     if repr_hints.len() > 1 {
3459                         // this is an error later on, but this type isn't safe
3460                         res = res | TC::ReachesFfiUnsafe;
3461                     }
3462
3463                     match repr_hints.get(0) {
3464                         Some(h) => if !h.is_ffi_safe() {
3465                             res = res | TC::ReachesFfiUnsafe;
3466                         },
3467                         // ReprAny
3468                         None => {
3469                             res = res | TC::ReachesFfiUnsafe;
3470
3471                             // We allow ReprAny enums if they are eligible for
3472                             // the nullable pointer optimization and the
3473                             // contained type is an `extern fn`
3474
3475                             if variants.len() == 2 {
3476                                 let mut data_idx = 0;
3477
3478                                 if variants[0].args.len() == 0 {
3479                                     data_idx = 1;
3480                                 }
3481
3482                                 if variants[data_idx].args.len() == 1 {
3483                                     match variants[data_idx].args[0].sty {
3484                                         ty_bare_fn(..) => { res = res - TC::ReachesFfiUnsafe; }
3485                                         _ => { }
3486                                     }
3487                                 }
3488                             }
3489                         }
3490                     }
3491                 }
3492
3493
3494                 apply_lang_items(cx, did, res)
3495             }
3496
3497             ty_projection(..) |
3498             ty_param(_) => {
3499                 TC::All
3500             }
3501
3502             ty_open(ty) => {
3503                 let result = tc_ty(cx, ty, cache);
3504                 assert!(!result.is_sized(cx));
3505                 result.unsafe_pointer() | TC::Nonsized
3506             }
3507
3508             ty_infer(_) |
3509             ty_err => {
3510                 cx.sess.bug("asked to compute contents of error type");
3511             }
3512         };
3513
3514         cache.insert(ty, result);
3515         result
3516     }
3517
3518     fn tc_mt<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
3519                    mt: mt<'tcx>,
3520                    cache: &mut FnvHashMap<Ty<'tcx>, TypeContents>) -> TypeContents
3521     {
3522         let mc = TC::ReachesMutable.when(mt.mutbl == MutMutable);
3523         mc | tc_ty(cx, mt.ty, cache)
3524     }
3525
3526     fn apply_lang_items(cx: &ctxt, did: ast::DefId, tc: TypeContents)
3527                         -> TypeContents {
3528         if Some(did) == cx.lang_items.managed_bound() {
3529             tc | TC::Managed
3530         } else if Some(did) == cx.lang_items.unsafe_type() {
3531             tc | TC::InteriorUnsafe
3532         } else {
3533             tc
3534         }
3535     }
3536
3537     /// Type contents due to containing a reference with the region `region` and borrow kind `bk`
3538     fn borrowed_contents(region: ty::Region,
3539                          mutbl: ast::Mutability)
3540                          -> TypeContents {
3541         let b = match mutbl {
3542             ast::MutMutable => TC::ReachesMutable,
3543             ast::MutImmutable => TC::None,
3544         };
3545         b | (TC::ReachesBorrowed).when(region != ty::ReStatic)
3546     }
3547
3548     fn object_contents(bounds: &ExistentialBounds) -> TypeContents {
3549         // These are the type contents of the (opaque) interior. We
3550         // make no assumptions (other than that it cannot have an
3551         // in-scope type parameter within, which makes no sense).
3552         let mut tc = TC::All - TC::InteriorParam;
3553         for bound in bounds.builtin_bounds.iter() {
3554             tc = tc - match bound {
3555                 BoundSync | BoundSend | BoundCopy => TC::None,
3556                 BoundSized => TC::Nonsized,
3557             };
3558         }
3559         return tc;
3560     }
3561 }
3562
3563 fn type_impls_bound<'a,'tcx>(param_env: &ParameterEnvironment<'a,'tcx>,
3564                              cache: &RefCell<HashMap<Ty<'tcx>,bool>>,
3565                              ty: Ty<'tcx>,
3566                              bound: ty::BuiltinBound,
3567                              span: Span)
3568                              -> bool
3569 {
3570     assert!(!ty::type_needs_infer(ty));
3571
3572     if !type_has_params(ty) && !type_has_self(ty) {
3573         match cache.borrow().get(&ty) {
3574             None => {}
3575             Some(&result) => {
3576                 debug!("type_impls_bound({}, {:?}) = {:?} (cached)",
3577                        ty.repr(param_env.tcx),
3578                        bound,
3579                        result);
3580                 return result
3581             }
3582         }
3583     }
3584
3585     let infcx = infer::new_infer_ctxt(param_env.tcx);
3586
3587     let is_impld = traits::type_known_to_meet_builtin_bound(&infcx, param_env, ty, bound, span);
3588
3589     debug!("type_impls_bound({}, {:?}) = {:?}",
3590            ty.repr(param_env.tcx),
3591            bound,
3592            is_impld);
3593
3594     if !type_has_params(ty) && !type_has_self(ty) {
3595         let old_value = cache.borrow_mut().insert(ty, is_impld);
3596         assert!(old_value.is_none());
3597     }
3598
3599     is_impld
3600 }
3601
3602 pub fn type_moves_by_default<'a,'tcx>(param_env: &ParameterEnvironment<'a,'tcx>,
3603                                       span: Span,
3604                                       ty: Ty<'tcx>)
3605                                       -> bool
3606 {
3607     let tcx = param_env.tcx;
3608     !type_impls_bound(param_env, &tcx.type_impls_copy_cache, ty, ty::BoundCopy, span)
3609 }
3610
3611 pub fn type_is_sized<'a,'tcx>(param_env: &ParameterEnvironment<'a,'tcx>,
3612                               span: Span,
3613                               ty: Ty<'tcx>)
3614                               -> bool
3615 {
3616     let tcx = param_env.tcx;
3617     type_impls_bound(param_env, &tcx.type_impls_sized_cache, ty, ty::BoundSized, span)
3618 }
3619
3620 pub fn is_ffi_safe<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
3621     !type_contents(cx, ty).intersects(TC::ReachesFfiUnsafe)
3622 }
3623
3624 // True if instantiating an instance of `r_ty` requires an instance of `r_ty`.
3625 pub fn is_instantiable<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, r_ty: Ty<'tcx>) -> bool {
3626     fn type_requires<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, seen: &mut Vec<DefId>,
3627                            r_ty: Ty<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
3628         debug!("type_requires({:?}, {:?})?",
3629                ::util::ppaux::ty_to_string(cx, r_ty),
3630                ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty));
3631
3632         let r = r_ty == ty || subtypes_require(cx, seen, r_ty, ty);
3633
3634         debug!("type_requires({:?}, {:?})? {:?}",
3635                ::util::ppaux::ty_to_string(cx, r_ty),
3636                ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty),
3637                r);
3638         return r;
3639     }
3640
3641     fn subtypes_require<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, seen: &mut Vec<DefId>,
3642                               r_ty: Ty<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
3643         debug!("subtypes_require({:?}, {:?})?",
3644                ::util::ppaux::ty_to_string(cx, r_ty),
3645                ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty));
3646
3647         let r = match ty.sty {
3648             // fixed length vectors need special treatment compared to
3649             // normal vectors, since they don't necessarily have the
3650             // possibility to have length zero.
3651             ty_vec(_, Some(0)) => false, // don't need no contents
3652             ty_vec(ty, Some(_)) => type_requires(cx, seen, r_ty, ty),
3653
3654             ty_bool |
3655             ty_char |
3656             ty_int(_) |
3657             ty_uint(_) |
3658             ty_float(_) |
3659             ty_str |
3660             ty_bare_fn(..) |
3661             ty_param(_) |
3662             ty_projection(_) |
3663             ty_vec(_, None) => {
3664                 false
3665             }
3666             ty_uniq(typ) | ty_open(typ) => {
3667                 type_requires(cx, seen, r_ty, typ)
3668             }
3669             ty_rptr(_, ref mt) => {
3670                 type_requires(cx, seen, r_ty, mt.ty)
3671             }
3672
3673             ty_ptr(..) => {
3674                 false           // unsafe ptrs can always be NULL
3675             }
3676
3677             ty_trait(..) => {
3678                 false
3679             }
3680
3681             ty_struct(ref did, _) if seen.contains(did) => {
3682                 false
3683             }
3684
3685             ty_struct(did, substs) => {
3686                 seen.push(did);
3687                 let fields = struct_fields(cx, did, substs);
3688                 let r = fields.iter().any(|f| type_requires(cx, seen, r_ty, f.mt.ty));
3689                 seen.pop().unwrap();
3690                 r
3691             }
3692
3693             ty_err |
3694             ty_infer(_) |
3695             ty_unboxed_closure(..) => {
3696                 // this check is run on type definitions, so we don't expect to see
3697                 // inference by-products or unboxed closure types
3698                 cx.sess.bug(format!("requires check invoked on inapplicable type: {:?}",
3699                                     ty).as_slice())
3700             }
3701
3702             ty_tup(ref ts) => {
3703                 ts.iter().any(|ty| type_requires(cx, seen, r_ty, *ty))
3704             }
3705
3706             ty_enum(ref did, _) if seen.contains(did) => {
3707                 false
3708             }
3709
3710             ty_enum(did, substs) => {
3711                 seen.push(did);
3712                 let vs = enum_variants(cx, did);
3713                 let r = !vs.is_empty() && vs.iter().all(|variant| {
3714                     variant.args.iter().any(|aty| {
3715                         let sty = aty.subst(cx, substs);
3716                         type_requires(cx, seen, r_ty, sty)
3717                     })
3718                 });
3719                 seen.pop().unwrap();
3720                 r
3721             }
3722         };
3723
3724         debug!("subtypes_require({:?}, {:?})? {:?}",
3725                ::util::ppaux::ty_to_string(cx, r_ty),
3726                ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty),
3727                r);
3728
3729         return r;
3730     }
3731
3732     let mut seen = Vec::new();
3733     !subtypes_require(cx, &mut seen, r_ty, r_ty)
3734 }
3735
3736 /// Describes whether a type is representable. For types that are not
3737 /// representable, 'SelfRecursive' and 'ContainsRecursive' are used to
3738 /// distinguish between types that are recursive with themselves and types that
3739 /// contain a different recursive type. These cases can therefore be treated
3740 /// differently when reporting errors.
3741 ///
3742 /// The ordering of the cases is significant. They are sorted so that cmp::max
3743 /// will keep the "more erroneous" of two values.
3744 #[derive(Copy, PartialOrd, Ord, Eq, PartialEq, Show)]
3745 pub enum Representability {
3746     Representable,
3747     ContainsRecursive,
3748     SelfRecursive,
3749 }
3750
3751 /// Check whether a type is representable. This means it cannot contain unboxed
3752 /// structural recursion. This check is needed for structs and enums.
3753 pub fn is_type_representable<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, sp: Span, ty: Ty<'tcx>)
3754                                    -> Representability {
3755
3756     // Iterate until something non-representable is found
3757     fn find_nonrepresentable<'tcx, It: Iterator<Item=Ty<'tcx>>>(cx: &ctxt<'tcx>, sp: Span,
3758                                                                 seen: &mut Vec<Ty<'tcx>>,
3759                                                                 iter: It)
3760                                                                 -> Representability {
3761         iter.fold(Representable,
3762                   |r, ty| cmp::max(r, is_type_structurally_recursive(cx, sp, seen, ty)))
3763     }
3764
3765     fn are_inner_types_recursive<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, sp: Span,
3766                                        seen: &mut Vec<Ty<'tcx>>, ty: Ty<'tcx>)
3767                                        -> Representability {
3768         match ty.sty {
3769             ty_tup(ref ts) => {
3770                 find_nonrepresentable(cx, sp, seen, ts.iter().map(|ty| *ty))
3771             }
3772             // Fixed-length vectors.
3773             // FIXME(#11924) Behavior undecided for zero-length vectors.
3774             ty_vec(ty, Some(_)) => {
3775                 is_type_structurally_recursive(cx, sp, seen, ty)
3776             }
3777             ty_struct(did, substs) => {
3778                 let fields = struct_fields(cx, did, substs);
3779                 find_nonrepresentable(cx, sp, seen, fields.iter().map(|f| f.mt.ty))
3780             }
3781             ty_enum(did, substs) => {
3782                 let vs = enum_variants(cx, did);
3783                 let iter = vs.iter()
3784                     .flat_map(|variant| { variant.args.iter() })
3785                     .map(|aty| { aty.subst_spanned(cx, substs, Some(sp)) });
3786
3787                 find_nonrepresentable(cx, sp, seen, iter)
3788             }
3789             ty_unboxed_closure(..) => {
3790                 // this check is run on type definitions, so we don't expect to see
3791                 // unboxed closure types
3792                 cx.sess.bug(format!("requires check invoked on inapplicable type: {:?}",
3793                                     ty).as_slice())
3794             }
3795             _ => Representable,
3796         }
3797     }
3798
3799     fn same_struct_or_enum_def_id(ty: Ty, did: DefId) -> bool {
3800         match ty.sty {
3801             ty_struct(ty_did, _) | ty_enum(ty_did, _) => {
3802                  ty_did == did
3803             }
3804             _ => false
3805         }
3806     }
3807
3808     fn same_type<'tcx>(a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> bool {
3809         match (&a.sty, &b.sty) {
3810             (&ty_struct(did_a, ref substs_a), &ty_struct(did_b, ref substs_b)) |
3811             (&ty_enum(did_a, ref substs_a), &ty_enum(did_b, ref substs_b)) => {
3812                 if did_a != did_b {
3813                     return false;
3814                 }
3815
3816                 let types_a = substs_a.types.get_slice(subst::TypeSpace);
3817                 let types_b = substs_b.types.get_slice(subst::TypeSpace);
3818
3819                 let pairs = types_a.iter().zip(types_b.iter());
3820
3821                 pairs.all(|(&a, &b)| same_type(a, b))
3822             }
3823             _ => {
3824                 a == b
3825             }
3826         }
3827     }
3828
3829     // Does the type `ty` directly (without indirection through a pointer)
3830     // contain any types on stack `seen`?
3831     fn is_type_structurally_recursive<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, sp: Span,
3832                                             seen: &mut Vec<Ty<'tcx>>,
3833                                             ty: Ty<'tcx>) -> Representability {
3834         debug!("is_type_structurally_recursive: {:?}",
3835                ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty));
3836
3837         match ty.sty {
3838             ty_struct(did, _) | ty_enum(did, _) => {
3839                 {
3840                     // Iterate through stack of previously seen types.
3841                     let mut iter = seen.iter();
3842
3843                     // The first item in `seen` is the type we are actually curious about.
3844                     // We want to return SelfRecursive if this type contains itself.
3845                     // It is important that we DON'T take generic parameters into account
3846                     // for this check, so that Bar<T> in this example counts as SelfRecursive:
3847                     //
3848                     // struct Foo;
3849                     // struct Bar<T> { x: Bar<Foo> }
3850
3851                     match iter.next() {
3852                         Some(&seen_type) => {
3853                             if same_struct_or_enum_def_id(seen_type, did) {
3854                                 debug!("SelfRecursive: {:?} contains {:?}",
3855                                        ::util::ppaux::ty_to_string(cx, seen_type),
3856                                        ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty));
3857                                 return SelfRecursive;
3858                             }
3859                         }
3860                         None => {}
3861                     }
3862
3863                     // We also need to know whether the first item contains other types that
3864                     // are structurally recursive. If we don't catch this case, we will recurse
3865                     // infinitely for some inputs.
3866                     //
3867                     // It is important that we DO take generic parameters into account here,
3868                     // so that code like this is considered SelfRecursive, not ContainsRecursive:
3869                     //
3870                     // struct Foo { Option<Option<Foo>> }
3871
3872                     for &seen_type in iter {
3873                         if same_type(ty, seen_type) {
3874                             debug!("ContainsRecursive: {:?} contains {:?}",
3875                                    ::util::ppaux::ty_to_string(cx, seen_type),
3876                                    ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty));
3877                             return ContainsRecursive;
3878                         }
3879                     }
3880                 }
3881
3882                 // For structs and enums, track all previously seen types by pushing them
3883                 // onto the 'seen' stack.
3884                 seen.push(ty);
3885                 let out = are_inner_types_recursive(cx, sp, seen, ty);
3886                 seen.pop();
3887                 out
3888             }
3889             _ => {
3890                 // No need to push in other cases.
3891                 are_inner_types_recursive(cx, sp, seen, ty)
3892             }
3893         }
3894     }
3895
3896     debug!("is_type_representable: {:?}",
3897            ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty));
3898
3899     // To avoid a stack overflow when checking an enum variant or struct that
3900     // contains a different, structurally recursive type, maintain a stack
3901     // of seen types and check recursion for each of them (issues #3008, #3779).
3902     let mut seen: Vec<Ty> = Vec::new();
3903     let r = is_type_structurally_recursive(cx, sp, &mut seen, ty);
3904     debug!("is_type_representable: {:?} is {:?}",
3905            ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty), r);
3906     r
3907 }
3908
3909 pub fn type_is_trait(ty: Ty) -> bool {
3910     type_trait_info(ty).is_some()
3911 }
3912
3913 pub fn type_trait_info<'tcx>(ty: Ty<'tcx>) -> Option<&'tcx TyTrait<'tcx>> {
3914     match ty.sty {
3915         ty_uniq(ty) | ty_rptr(_, mt { ty, ..}) | ty_ptr(mt { ty, ..}) => match ty.sty {
3916             ty_trait(ref t) => Some(&**t),
3917             _ => None
3918         },
3919         ty_trait(ref t) => Some(&**t),
3920         _ => None
3921     }
3922 }
3923
3924 pub fn type_is_integral(ty: Ty) -> bool {
3925     match ty.sty {
3926       ty_infer(IntVar(_)) | ty_int(_) | ty_uint(_) => true,
3927       _ => false
3928     }
3929 }
3930
3931 pub fn type_is_fresh(ty: Ty) -> bool {
3932     match ty.sty {
3933       ty_infer(FreshTy(_)) => true,
3934       ty_infer(FreshIntTy(_)) => true,
3935       _ => false
3936     }
3937 }
3938
3939 pub fn type_is_uint(ty: Ty) -> bool {
3940     match ty.sty {
3941       ty_infer(IntVar(_)) | ty_uint(ast::TyUs(_)) => true,
3942       _ => false
3943     }
3944 }
3945
3946 pub fn type_is_char(ty: Ty) -> bool {
3947     match ty.sty {
3948         ty_char => true,
3949         _ => false
3950     }
3951 }
3952
3953 pub fn type_is_bare_fn(ty: Ty) -> bool {
3954     match ty.sty {
3955         ty_bare_fn(..) => true,
3956         _ => false
3957     }
3958 }
3959
3960 pub fn type_is_bare_fn_item(ty: Ty) -> bool {
3961     match ty.sty {
3962         ty_bare_fn(Some(_), _) => true,
3963         _ => false
3964     }
3965 }
3966
3967 pub fn type_is_fp(ty: Ty) -> bool {
3968     match ty.sty {
3969       ty_infer(FloatVar(_)) | ty_float(_) => true,
3970       _ => false
3971     }
3972 }
3973
3974 pub fn type_is_numeric(ty: Ty) -> bool {
3975     return type_is_integral(ty) || type_is_fp(ty);
3976 }
3977
3978 pub fn type_is_signed(ty: Ty) -> bool {
3979     match ty.sty {
3980       ty_int(_) => true,
3981       _ => false
3982     }
3983 }
3984
3985 pub fn type_is_machine(ty: Ty) -> bool {
3986     match ty.sty {
3987         ty_int(ast::TyIs(_)) | ty_uint(ast::TyUs(_)) => false,
3988         ty_int(..) | ty_uint(..) | ty_float(..) => true,
3989         _ => false
3990     }
3991 }
3992
3993 // Whether a type is enum like, that is an enum type with only nullary
3994 // constructors
3995 pub fn type_is_c_like_enum(cx: &ctxt, ty: Ty) -> bool {
3996     match ty.sty {
3997         ty_enum(did, _) => {
3998             let variants = enum_variants(cx, did);
3999             if variants.len() == 0 {
4000                 false
4001             } else {
4002                 variants.iter().all(|v| v.args.len() == 0)
4003             }
4004         }
4005         _ => false
4006     }
4007 }
4008
4009 // Returns the type and mutability of *ty.
4010 //
4011 // The parameter `explicit` indicates if this is an *explicit* dereference.
4012 // Some types---notably unsafe ptrs---can only be dereferenced explicitly.
4013 pub fn deref<'tcx>(ty: Ty<'tcx>, explicit: bool) -> Option<mt<'tcx>> {
4014     match ty.sty {
4015         ty_uniq(ty) => {
4016             Some(mt {
4017                 ty: ty,
4018                 mutbl: ast::MutImmutable,
4019             })
4020         },
4021         ty_rptr(_, mt) => Some(mt),
4022         ty_ptr(mt) if explicit => Some(mt),
4023         _ => None
4024     }
4025 }
4026
4027 pub fn close_type<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
4028     match ty.sty {
4029         ty_open(ty) => mk_rptr(cx, cx.mk_region(ReStatic), mt {ty: ty, mutbl:ast::MutImmutable}),
4030         _ => cx.sess.bug(&format!("Trying to close a non-open type {}",
4031                                  ty_to_string(cx, ty))[])
4032     }
4033 }
4034
4035 pub fn type_content<'tcx>(ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
4036     match ty.sty {
4037         ty_uniq(ty) => ty,
4038         ty_rptr(_, mt) |ty_ptr(mt) => mt.ty,
4039         _ => ty
4040     }
4041 }
4042
4043 // Extract the unsized type in an open type (or just return ty if it is not open).
4044 pub fn unopen_type<'tcx>(ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
4045     match ty.sty {
4046         ty_open(ty) => ty,
4047         _ => ty
4048     }
4049 }
4050
4051 // Returns the type of ty[i]
4052 pub fn index<'tcx>(ty: Ty<'tcx>) -> Option<Ty<'tcx>> {
4053     match ty.sty {
4054         ty_vec(ty, _) => Some(ty),
4055         _ => None
4056     }
4057 }
4058
4059 // Returns the type of elements contained within an 'array-like' type.
4060 // This is exactly the same as the above, except it supports strings,
4061 // which can't actually be indexed.
4062 pub fn array_element_ty<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Option<Ty<'tcx>> {
4063     match ty.sty {
4064         ty_vec(ty, _) => Some(ty),
4065         ty_str => Some(tcx.types.u8),
4066         _ => None
4067     }
4068 }
4069
4070 /// Returns the type of element at index `i` in tuple or tuple-like type `t`.
4071 /// For an enum `t`, `variant` is None only if `t` is a univariant enum.
4072 pub fn positional_element_ty<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
4073                                    ty: Ty<'tcx>,
4074                                    i: uint,
4075                                    variant: Option<ast::DefId>) -> Option<Ty<'tcx>> {
4076
4077     match (&ty.sty, variant) {
4078         (&ty_tup(ref v), None) => v.get(i).map(|&t| t),
4079
4080
4081         (&ty_struct(def_id, substs), None) => lookup_struct_fields(cx, def_id)
4082             .get(i)
4083             .map(|&t|lookup_item_type(cx, t.id).ty.subst(cx, substs)),
4084
4085         (&ty_enum(def_id, substs), Some(variant_def_id)) => {
4086             let variant_info = enum_variant_with_id(cx, def_id, variant_def_id);
4087             variant_info.args.get(i).map(|t|t.subst(cx, substs))
4088         }
4089
4090         (&ty_enum(def_id, substs), None) => {
4091             assert!(enum_is_univariant(cx, def_id));
4092             let enum_variants = enum_variants(cx, def_id);
4093             let variant_info = &(*enum_variants)[0];
4094             variant_info.args.get(i).map(|t|t.subst(cx, substs))
4095         }
4096
4097         _ => None
4098     }
4099 }
4100
4101 /// Returns the type of element at field `n` in struct or struct-like type `t`.
4102 /// For an enum `t`, `variant` must be some def id.
4103 pub fn named_element_ty<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
4104                               ty: Ty<'tcx>,
4105                               n: ast::Name,
4106                               variant: Option<ast::DefId>) -> Option<Ty<'tcx>> {
4107
4108     match (&ty.sty, variant) {
4109         (&ty_struct(def_id, substs), None) => {
4110             let r = lookup_struct_fields(cx, def_id);
4111             r.iter().find(|f| f.name == n)
4112                 .map(|&f| lookup_field_type(cx, def_id, f.id, substs))
4113         }
4114         (&ty_enum(def_id, substs), Some(variant_def_id)) => {
4115             let variant_info = enum_variant_with_id(cx, def_id, variant_def_id);
4116             variant_info.arg_names.as_ref()
4117                 .expect("must have struct enum variant if accessing a named fields")
4118                 .iter().zip(variant_info.args.iter())
4119                 .find(|&(ident, _)| ident.name == n)
4120                 .map(|(_ident, arg_t)| arg_t.subst(cx, substs))
4121         }
4122         _ => None
4123     }
4124 }
4125
4126 pub fn node_id_to_trait_ref<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, id: ast::NodeId)
4127                                   -> Rc<ty::TraitRef<'tcx>> {
4128     match cx.trait_refs.borrow().get(&id) {
4129         Some(ty) => ty.clone(),
4130         None => cx.sess.bug(
4131             &format!("node_id_to_trait_ref: no trait ref for node `{}`",
4132                     cx.map.node_to_string(id))[])
4133     }
4134 }
4135
4136 pub fn try_node_id_to_type<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, id: ast::NodeId) -> Option<Ty<'tcx>> {
4137     cx.node_types.borrow().get(&id).cloned()
4138 }
4139
4140 pub fn node_id_to_type<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, id: ast::NodeId) -> Ty<'tcx> {
4141     match try_node_id_to_type(cx, id) {
4142        Some(ty) => ty,
4143        None => cx.sess.bug(
4144            &format!("node_id_to_type: no type for node `{}`",
4145                    cx.map.node_to_string(id))[])
4146     }
4147 }
4148
4149 pub fn node_id_to_type_opt<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, id: ast::NodeId) -> Option<Ty<'tcx>> {
4150     match cx.node_types.borrow().get(&id) {
4151        Some(&ty) => Some(ty),
4152        None => None
4153     }
4154 }
4155
4156 pub fn node_id_item_substs<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, id: ast::NodeId) -> ItemSubsts<'tcx> {
4157     match cx.item_substs.borrow().get(&id) {
4158       None => ItemSubsts::empty(),
4159       Some(ts) => ts.clone(),
4160     }
4161 }
4162
4163 pub fn fn_is_variadic(fty: Ty) -> bool {
4164     match fty.sty {
4165         ty_bare_fn(_, ref f) => f.sig.0.variadic,
4166         ref s => {
4167             panic!("fn_is_variadic() called on non-fn type: {:?}", s)
4168         }
4169     }
4170 }
4171
4172 pub fn ty_fn_sig<'tcx>(fty: Ty<'tcx>) -> &'tcx PolyFnSig<'tcx> {
4173     match fty.sty {
4174         ty_bare_fn(_, ref f) => &f.sig,
4175         ref s => {
4176             panic!("ty_fn_sig() called on non-fn type: {:?}", s)
4177         }
4178     }
4179 }
4180
4181 /// Returns the ABI of the given function.
4182 pub fn ty_fn_abi(fty: Ty) -> abi::Abi {
4183     match fty.sty {
4184         ty_bare_fn(_, ref f) => f.abi,
4185         _ => panic!("ty_fn_abi() called on non-fn type"),
4186     }
4187 }
4188
4189 // Type accessors for substructures of types
4190 pub fn ty_fn_args<'tcx>(fty: Ty<'tcx>) -> ty::Binder<Vec<Ty<'tcx>>> {
4191     ty_fn_sig(fty).inputs()
4192 }
4193
4194 pub fn ty_closure_store(fty: Ty) -> TraitStore {
4195     match fty.sty {
4196         ty_unboxed_closure(..) => {
4197             // Close enough for the purposes of all the callers of this
4198             // function (which is soon to be deprecated anyhow).
4199             UniqTraitStore
4200         }
4201         ref s => {
4202             panic!("ty_closure_store() called on non-closure type: {:?}", s)
4203         }
4204     }
4205 }
4206
4207 pub fn ty_fn_ret<'tcx>(fty: Ty<'tcx>) -> Binder<FnOutput<'tcx>> {
4208     match fty.sty {
4209         ty_bare_fn(_, ref f) => f.sig.output(),
4210         ref s => {
4211             panic!("ty_fn_ret() called on non-fn type: {:?}", s)
4212         }
4213     }
4214 }
4215
4216 pub fn is_fn_ty(fty: Ty) -> bool {
4217     match fty.sty {
4218         ty_bare_fn(..) => true,
4219         _ => false
4220     }
4221 }
4222
4223 pub fn ty_region(tcx: &ctxt,
4224                  span: Span,
4225                  ty: Ty) -> Region {
4226     match ty.sty {
4227         ty_rptr(r, _) => *r,
4228         ref s => {
4229             tcx.sess.span_bug(
4230                 span,
4231                 &format!("ty_region() invoked on an inappropriate ty: {:?}",
4232                         s)[]);
4233         }
4234     }
4235 }
4236
4237 pub fn free_region_from_def(free_id: ast::NodeId, def: &RegionParameterDef)
4238     -> ty::Region
4239 {
4240     ty::ReFree(ty::FreeRegion { scope: region::CodeExtent::from_node_id(free_id),
4241                                 bound_region: ty::BrNamed(def.def_id,
4242                                                           def.name) })
4243 }
4244
4245 // Returns the type of a pattern as a monotype. Like @expr_ty, this function
4246 // doesn't provide type parameter substitutions.
4247 pub fn pat_ty<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, pat: &ast::Pat) -> Ty<'tcx> {
4248     return node_id_to_type(cx, pat.id);
4249 }
4250
4251
4252 // Returns the type of an expression as a monotype.
4253 //
4254 // NB (1): This is the PRE-ADJUSTMENT TYPE for the expression.  That is, in
4255 // some cases, we insert `AutoAdjustment` annotations such as auto-deref or
4256 // auto-ref.  The type returned by this function does not consider such
4257 // adjustments.  See `expr_ty_adjusted()` instead.
4258 //
4259 // NB (2): This type doesn't provide type parameter substitutions; e.g. if you
4260 // ask for the type of "id" in "id(3)", it will return "fn(&int) -> int"
4261 // instead of "fn(ty) -> T with T = int".
4262 pub fn expr_ty<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, expr: &ast::Expr) -> Ty<'tcx> {
4263     return node_id_to_type(cx, expr.id);
4264 }
4265
4266 pub fn expr_ty_opt<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, expr: &ast::Expr) -> Option<Ty<'tcx>> {
4267     return node_id_to_type_opt(cx, expr.id);
4268 }
4269
4270 /// Returns the type of `expr`, considering any `AutoAdjustment`
4271 /// entry recorded for that expression.
4272 ///
4273 /// It would almost certainly be better to store the adjusted ty in with
4274 /// the `AutoAdjustment`, but I opted not to do this because it would
4275 /// require serializing and deserializing the type and, although that's not
4276 /// hard to do, I just hate that code so much I didn't want to touch it
4277 /// unless it was to fix it properly, which seemed a distraction from the
4278 /// task at hand! -nmatsakis
4279 pub fn expr_ty_adjusted<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, expr: &ast::Expr) -> Ty<'tcx> {
4280     adjust_ty(cx, expr.span, expr.id, expr_ty(cx, expr),
4281               cx.adjustments.borrow().get(&expr.id),
4282               |method_call| cx.method_map.borrow().get(&method_call).map(|method| method.ty))
4283 }
4284
4285 pub fn expr_span(cx: &ctxt, id: NodeId) -> Span {
4286     match cx.map.find(id) {
4287         Some(ast_map::NodeExpr(e)) => {
4288             e.span
4289         }
4290         Some(f) => {
4291             cx.sess.bug(&format!("Node id {} is not an expr: {:?}",
4292                                 id,
4293                                 f)[]);
4294         }
4295         None => {
4296             cx.sess.bug(&format!("Node id {} is not present \
4297                                 in the node map", id)[]);
4298         }
4299     }
4300 }
4301
4302 pub fn local_var_name_str(cx: &ctxt, id: NodeId) -> InternedString {
4303     match cx.map.find(id) {
4304         Some(ast_map::NodeLocal(pat)) => {
4305             match pat.node {
4306                 ast::PatIdent(_, ref path1, _) => {
4307                     token::get_ident(path1.node)
4308                 }
4309                 _ => {
4310                     cx.sess.bug(
4311                         &format!("Variable id {} maps to {:?}, not local",
4312                                 id,
4313                                 pat)[]);
4314                 }
4315             }
4316         }
4317         r => {
4318             cx.sess.bug(&format!("Variable id {} maps to {:?}, not local",
4319                                 id,
4320                                 r)[]);
4321         }
4322     }
4323 }
4324
4325 /// See `expr_ty_adjusted`
4326 pub fn adjust_ty<'tcx, F>(cx: &ctxt<'tcx>,
4327                           span: Span,
4328                           expr_id: ast::NodeId,
4329                           unadjusted_ty: Ty<'tcx>,
4330                           adjustment: Option<&AutoAdjustment<'tcx>>,
4331                           mut method_type: F)
4332                           -> Ty<'tcx> where
4333     F: FnMut(MethodCall) -> Option<Ty<'tcx>>,
4334 {
4335     if let ty_err = unadjusted_ty.sty {
4336         return unadjusted_ty;
4337     }
4338
4339     return match adjustment {
4340         Some(adjustment) => {
4341             match *adjustment {
4342                AdjustReifyFnPointer(_) => {
4343                     match unadjusted_ty.sty {
4344                         ty::ty_bare_fn(Some(_), b) => {
4345                             ty::mk_bare_fn(cx, None, b)
4346                         }
4347                         ref b => {
4348                             cx.sess.bug(
4349                                 &format!("AdjustReifyFnPointer adjustment on non-fn-item: \
4350                                          {:?}",
4351                                         b)[]);
4352                         }
4353                     }
4354                 }
4355
4356                 AdjustDerefRef(ref adj) => {
4357                     let mut adjusted_ty = unadjusted_ty;
4358
4359                     if !ty::type_is_error(adjusted_ty) {
4360                         for i in range(0, adj.autoderefs) {
4361                             let method_call = MethodCall::autoderef(expr_id, i);
4362                             match method_type(method_call) {
4363                                 Some(method_ty) => {
4364                                     // overloaded deref operators have all late-bound
4365                                     // regions fully instantiated and coverge
4366                                     let fn_ret =
4367                                         ty::assert_no_late_bound_regions(cx,
4368                                                                          &ty_fn_ret(method_ty));
4369                                     adjusted_ty = fn_ret.unwrap();
4370                                 }
4371                                 None => {}
4372                             }
4373                             match deref(adjusted_ty, true) {
4374                                 Some(mt) => { adjusted_ty = mt.ty; }
4375                                 None => {
4376                                     cx.sess.span_bug(
4377                                         span,
4378                                         &format!("the {}th autoderef failed: \
4379                                                 {}",
4380                                                 i,
4381                                                 ty_to_string(cx, adjusted_ty))
4382                                         []);
4383                                 }
4384                             }
4385                         }
4386                     }
4387
4388                     adjust_ty_for_autoref(cx, span, adjusted_ty, adj.autoref.as_ref())
4389                 }
4390             }
4391         }
4392         None => unadjusted_ty
4393     };
4394 }
4395
4396 pub fn adjust_ty_for_autoref<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
4397                                    span: Span,
4398                                    ty: Ty<'tcx>,
4399                                    autoref: Option<&AutoRef<'tcx>>)
4400                                    -> Ty<'tcx>
4401 {
4402     match autoref {
4403         None => ty,
4404
4405         Some(&AutoPtr(r, m, ref a)) => {
4406             let adjusted_ty = match a {
4407                 &Some(box ref a) => adjust_ty_for_autoref(cx, span, ty, Some(a)),
4408                 &None => ty
4409             };
4410             mk_rptr(cx, cx.mk_region(r), mt {
4411                 ty: adjusted_ty,
4412                 mutbl: m
4413             })
4414         }
4415
4416         Some(&AutoUnsafe(m, ref a)) => {
4417             let adjusted_ty = match a {
4418                 &Some(box ref a) => adjust_ty_for_autoref(cx, span, ty, Some(a)),
4419                 &None => ty
4420             };
4421             mk_ptr(cx, mt {ty: adjusted_ty, mutbl: m})
4422         }
4423
4424         Some(&AutoUnsize(ref k)) => unsize_ty(cx, ty, k, span),
4425
4426         Some(&AutoUnsizeUniq(ref k)) => ty::mk_uniq(cx, unsize_ty(cx, ty, k, span)),
4427     }
4428 }
4429
4430 // Take a sized type and a sizing adjustment and produce an unsized version of
4431 // the type.
4432 pub fn unsize_ty<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
4433                        ty: Ty<'tcx>,
4434                        kind: &UnsizeKind<'tcx>,
4435                        span: Span)
4436                        -> Ty<'tcx> {
4437     match kind {
4438         &UnsizeLength(len) => match ty.sty {
4439             ty_vec(ty, Some(n)) => {
4440                 assert!(len == n);
4441                 mk_vec(cx, ty, None)
4442             }
4443             _ => cx.sess.span_bug(span,
4444                                   &format!("UnsizeLength with bad sty: {:?}",
4445                                           ty_to_string(cx, ty))[])
4446         },
4447         &UnsizeStruct(box ref k, tp_index) => match ty.sty {
4448             ty_struct(did, substs) => {
4449                 let ty_substs = substs.types.get_slice(subst::TypeSpace);
4450                 let new_ty = unsize_ty(cx, ty_substs[tp_index], k, span);
4451                 let mut unsized_substs = substs.clone();
4452                 unsized_substs.types.get_mut_slice(subst::TypeSpace)[tp_index] = new_ty;
4453                 mk_struct(cx, did, cx.mk_substs(unsized_substs))
4454             }
4455             _ => cx.sess.span_bug(span,
4456                                   &format!("UnsizeStruct with bad sty: {:?}",
4457                                           ty_to_string(cx, ty))[])
4458         },
4459         &UnsizeVtable(TyTrait { ref principal, ref bounds }, _) => {
4460             mk_trait(cx, principal.clone(), bounds.clone())
4461         }
4462     }
4463 }
4464
4465 pub fn resolve_expr(tcx: &ctxt, expr: &ast::Expr) -> def::Def {
4466     match tcx.def_map.borrow().get(&expr.id) {
4467         Some(&def) => def,
4468         None => {
4469             tcx.sess.span_bug(expr.span, &format!(
4470                 "no def-map entry for expr {}", expr.id)[]);
4471         }
4472     }
4473 }
4474
4475 pub fn expr_is_lval(tcx: &ctxt, e: &ast::Expr) -> bool {
4476     match expr_kind(tcx, e) {
4477         LvalueExpr => true,
4478         RvalueDpsExpr | RvalueDatumExpr | RvalueStmtExpr => false
4479     }
4480 }
4481
4482 /// We categorize expressions into three kinds.  The distinction between
4483 /// lvalue/rvalue is fundamental to the language.  The distinction between the
4484 /// two kinds of rvalues is an artifact of trans which reflects how we will
4485 /// generate code for that kind of expression.  See trans/expr.rs for more
4486 /// information.
4487 #[derive(Copy)]
4488 pub enum ExprKind {
4489     LvalueExpr,
4490     RvalueDpsExpr,
4491     RvalueDatumExpr,
4492     RvalueStmtExpr
4493 }
4494
4495 pub fn expr_kind(tcx: &ctxt, expr: &ast::Expr) -> ExprKind {
4496     if tcx.method_map.borrow().contains_key(&MethodCall::expr(expr.id)) {
4497         // Overloaded operations are generally calls, and hence they are
4498         // generated via DPS, but there are a few exceptions:
4499         return match expr.node {
4500             // `a += b` has a unit result.
4501             ast::ExprAssignOp(..) => RvalueStmtExpr,
4502
4503             // the deref method invoked for `*a` always yields an `&T`
4504             ast::ExprUnary(ast::UnDeref, _) => LvalueExpr,
4505
4506             // the index method invoked for `a[i]` always yields an `&T`
4507             ast::ExprIndex(..) => LvalueExpr,
4508
4509             // `for` loops are statements
4510             ast::ExprForLoop(..) => RvalueStmtExpr,
4511
4512             // in the general case, result could be any type, use DPS
4513             _ => RvalueDpsExpr
4514         };
4515     }
4516
4517     match expr.node {
4518         ast::ExprPath(_) | ast::ExprQPath(_) => {
4519             match resolve_expr(tcx, expr) {
4520                 def::DefVariant(tid, vid, _) => {
4521                     let variant_info = enum_variant_with_id(tcx, tid, vid);
4522                     if variant_info.args.len() > 0u {
4523                         // N-ary variant.
4524                         RvalueDatumExpr
4525                     } else {
4526                         // Nullary variant.
4527                         RvalueDpsExpr
4528                     }
4529                 }
4530
4531                 def::DefStruct(_) => {
4532                     match tcx.node_types.borrow().get(&expr.id) {
4533                         Some(ty) => match ty.sty {
4534                             ty_bare_fn(..) => RvalueDatumExpr,
4535                             _ => RvalueDpsExpr
4536                         },
4537                         // See ExprCast below for why types might be missing.
4538                         None => RvalueDatumExpr
4539                      }
4540                 }
4541
4542                 // Special case: A unit like struct's constructor must be called without () at the
4543                 // end (like `UnitStruct`) which means this is an ExprPath to a DefFn. But in case
4544                 // of unit structs this is should not be interpreted as function pointer but as
4545                 // call to the constructor.
4546                 def::DefFn(_, true) => RvalueDpsExpr,
4547
4548                 // Fn pointers are just scalar values.
4549                 def::DefFn(..) | def::DefStaticMethod(..) | def::DefMethod(..) => RvalueDatumExpr,
4550
4551                 // Note: there is actually a good case to be made that
4552                 // DefArg's, particularly those of immediate type, ought to
4553                 // considered rvalues.
4554                 def::DefStatic(..) |
4555                 def::DefUpvar(..) |
4556                 def::DefLocal(..) => LvalueExpr,
4557
4558                 def::DefConst(..) => RvalueDatumExpr,
4559
4560                 def => {
4561                     tcx.sess.span_bug(
4562                         expr.span,
4563                         &format!("uncategorized def for expr {}: {:?}",
4564                                 expr.id,
4565                                 def)[]);
4566                 }
4567             }
4568         }
4569
4570         ast::ExprUnary(ast::UnDeref, _) |
4571         ast::ExprField(..) |
4572         ast::ExprTupField(..) |
4573         ast::ExprIndex(..) => {
4574             LvalueExpr
4575         }
4576
4577         ast::ExprCall(..) |
4578         ast::ExprMethodCall(..) |
4579         ast::ExprStruct(..) |
4580         ast::ExprRange(..) |
4581         ast::ExprTup(..) |
4582         ast::ExprIf(..) |
4583         ast::ExprMatch(..) |
4584         ast::ExprClosure(..) |
4585         ast::ExprBlock(..) |
4586         ast::ExprRepeat(..) |
4587         ast::ExprVec(..) => {
4588             RvalueDpsExpr
4589         }
4590
4591         ast::ExprIfLet(..) => {
4592             tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprIfLet");
4593         }
4594         ast::ExprWhileLet(..) => {
4595             tcx.sess.span_bug(expr.span, "non-desugared ExprWhileLet");
4596         }
4597
4598         ast::ExprLit(ref lit) if lit_is_str(&**lit) => {
4599             RvalueDpsExpr
4600         }
4601
4602         ast::ExprCast(..) => {
4603             match tcx.node_types.borrow().get(&expr.id) {
4604                 Some(&ty) => {
4605                     if type_is_trait(ty) {
4606                         RvalueDpsExpr
4607                     } else {
4608                         RvalueDatumExpr
4609                     }
4610                 }
4611                 None => {
4612                     // Technically, it should not happen that the expr is not
4613                     // present within the table.  However, it DOES happen
4614                     // during type check, because the final types from the
4615                     // expressions are not yet recorded in the tcx.  At that
4616                     // time, though, we are only interested in knowing lvalue
4617                     // vs rvalue.  It would be better to base this decision on
4618                     // the AST type in cast node---but (at the time of this
4619                     // writing) it's not easy to distinguish casts to traits
4620                     // from other casts based on the AST.  This should be
4621                     // easier in the future, when casts to traits
4622                     // would like @Foo, Box<Foo>, or &Foo.
4623                     RvalueDatumExpr
4624                 }
4625             }
4626         }
4627
4628         ast::ExprBreak(..) |
4629         ast::ExprAgain(..) |
4630         ast::ExprRet(..) |
4631         ast::ExprWhile(..) |
4632         ast::ExprLoop(..) |
4633         ast::ExprAssign(..) |
4634         ast::ExprInlineAsm(..) |
4635         ast::ExprAssignOp(..) |
4636         ast::ExprForLoop(..) => {
4637             RvalueStmtExpr
4638         }
4639
4640         ast::ExprLit(_) | // Note: LitStr is carved out above
4641         ast::ExprUnary(..) |
4642         ast::ExprBox(None, _) |
4643         ast::ExprAddrOf(..) |
4644         ast::ExprBinary(..) => {
4645             RvalueDatumExpr
4646         }
4647
4648         ast::ExprBox(Some(ref place), _) => {
4649             // Special case `Box<T>` for now:
4650             let definition = match tcx.def_map.borrow().get(&place.id) {
4651                 Some(&def) => def,
4652                 None => panic!("no def for place"),
4653             };
4654             let def_id = definition.def_id();
4655             if tcx.lang_items.exchange_heap() == Some(def_id) {
4656                 RvalueDatumExpr
4657             } else {
4658                 RvalueDpsExpr
4659             }
4660         }
4661
4662         ast::ExprParen(ref e) => expr_kind(tcx, &**e),
4663
4664         ast::ExprMac(..) => {
4665             tcx.sess.span_bug(
4666                 expr.span,
4667                 "macro expression remains after expansion");
4668         }
4669     }
4670 }
4671
4672 pub fn stmt_node_id(s: &ast::Stmt) -> ast::NodeId {
4673     match s.node {
4674       ast::StmtDecl(_, id) | StmtExpr(_, id) | StmtSemi(_, id) => {
4675         return id;
4676       }
4677       ast::StmtMac(..) => panic!("unexpanded macro in trans")
4678     }
4679 }
4680
4681 pub fn field_idx_strict(tcx: &ctxt, name: ast::Name, fields: &[field])
4682                      -> uint {
4683     let mut i = 0u;
4684     for f in fields.iter() { if f.name == name { return i; } i += 1u; }
4685     tcx.sess.bug(&format!(
4686         "no field named `{}` found in the list of fields `{:?}`",
4687         token::get_name(name),
4688         fields.iter()
4689               .map(|f| token::get_name(f.name).get().to_string())
4690               .collect::<Vec<String>>())[]);
4691 }
4692
4693 pub fn impl_or_trait_item_idx(id: ast::Name, trait_items: &[ImplOrTraitItem])
4694                               -> Option<uint> {
4695     trait_items.iter().position(|m| m.name() == id)
4696 }
4697
4698 pub fn ty_sort_string<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> String {
4699     match ty.sty {
4700         ty_bool | ty_char | ty_int(_) |
4701         ty_uint(_) | ty_float(_) | ty_str => {
4702             ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty)
4703         }
4704         ty_tup(ref tys) if tys.is_empty() => ::util::ppaux::ty_to_string(cx, ty),
4705
4706         ty_enum(id, _) => format!("enum `{}`", item_path_str(cx, id)),
4707         ty_uniq(_) => "box".to_string(),
4708         ty_vec(_, Some(n)) => format!("array of {} elements", n),
4709         ty_vec(_, None) => "slice".to_string(),
4710         ty_ptr(_) => "*-ptr".to_string(),
4711         ty_rptr(_, _) => "&-ptr".to_string(),
4712         ty_bare_fn(Some(_), _) => format!("fn item"),
4713         ty_bare_fn(None, _) => "fn pointer".to_string(),
4714         ty_trait(ref inner) => {
4715             format!("trait {}", item_path_str(cx, inner.principal_def_id()))
4716         }
4717         ty_struct(id, _) => {
4718             format!("struct `{}`", item_path_str(cx, id))
4719         }
4720         ty_unboxed_closure(..) => "closure".to_string(),
4721         ty_tup(_) => "tuple".to_string(),
4722         ty_infer(TyVar(_)) => "inferred type".to_string(),
4723         ty_infer(IntVar(_)) => "integral variable".to_string(),
4724         ty_infer(FloatVar(_)) => "floating-point variable".to_string(),
4725         ty_infer(FreshTy(_)) => "skolemized type".to_string(),
4726         ty_infer(FreshIntTy(_)) => "skolemized integral type".to_string(),
4727         ty_projection(_) => "associated type".to_string(),
4728         ty_param(ref p) => {
4729             if p.space == subst::SelfSpace {
4730                 "Self".to_string()
4731             } else {
4732                 "type parameter".to_string()
4733             }
4734         }
4735         ty_err => "type error".to_string(),
4736         ty_open(_) => "opened DST".to_string(),
4737     }
4738 }
4739
4740 impl<'tcx> Repr<'tcx> for ty::type_err<'tcx> {
4741     fn repr(&self, tcx: &ty::ctxt<'tcx>) -> String {
4742         ty::type_err_to_str(tcx, self)
4743     }
4744 }
4745
4746 /// Explains the source of a type err in a short, human readable way. This is meant to be placed
4747 /// in parentheses after some larger message. You should also invoke `note_and_explain_type_err()`
4748 /// afterwards to present additional details, particularly when it comes to lifetime-related
4749 /// errors.
4750 pub fn type_err_to_str<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, err: &type_err<'tcx>) -> String {
4751     fn tstore_to_closure(s: &TraitStore) -> String {
4752         match s {
4753             &UniqTraitStore => "proc".to_string(),
4754             &RegionTraitStore(..) => "closure".to_string()
4755         }
4756     }
4757
4758     match *err {
4759         terr_cyclic_ty => "cyclic type of infinite size".to_string(),
4760         terr_mismatch => "types differ".to_string(),
4761         terr_unsafety_mismatch(values) => {
4762             format!("expected {} fn, found {} fn",
4763                     values.expected,
4764                     values.found)
4765         }
4766         terr_abi_mismatch(values) => {
4767             format!("expected {} fn, found {} fn",
4768                     values.expected,
4769                     values.found)
4770         }
4771         terr_onceness_mismatch(values) => {
4772             format!("expected {} fn, found {} fn",
4773                     values.expected,
4774                     values.found)
4775         }
4776         terr_sigil_mismatch(values) => {
4777             format!("expected {}, found {}",
4778                     tstore_to_closure(&values.expected),
4779                     tstore_to_closure(&values.found))
4780         }
4781         terr_mutability => "values differ in mutability".to_string(),
4782         terr_box_mutability => {
4783             "boxed values differ in mutability".to_string()
4784         }
4785         terr_vec_mutability => "vectors differ in mutability".to_string(),
4786         terr_ptr_mutability => "pointers differ in mutability".to_string(),
4787         terr_ref_mutability => "references differ in mutability".to_string(),
4788         terr_ty_param_size(values) => {
4789             format!("expected a type with {} type params, \
4790                      found one with {} type params",
4791                     values.expected,
4792                     values.found)
4793         }
4794         terr_fixed_array_size(values) => {
4795             format!("expected an array with a fixed size of {} elements, \
4796                      found one with {} elements",
4797                     values.expected,
4798                     values.found)
4799         }
4800         terr_tuple_size(values) => {
4801             format!("expected a tuple with {} elements, \
4802                      found one with {} elements",
4803                     values.expected,
4804                     values.found)
4805         }
4806         terr_arg_count => {
4807             "incorrect number of function parameters".to_string()
4808         }
4809         terr_regions_does_not_outlive(..) => {
4810             "lifetime mismatch".to_string()
4811         }
4812         terr_regions_not_same(..) => {
4813             "lifetimes are not the same".to_string()
4814         }
4815         terr_regions_no_overlap(..) => {
4816             "lifetimes do not intersect".to_string()
4817         }
4818         terr_regions_insufficiently_polymorphic(br, _) => {
4819             format!("expected bound lifetime parameter {}, \
4820                      found concrete lifetime",
4821                     bound_region_ptr_to_string(cx, br))
4822         }
4823         terr_regions_overly_polymorphic(br, _) => {
4824             format!("expected concrete lifetime, \
4825                      found bound lifetime parameter {}",
4826                     bound_region_ptr_to_string(cx, br))
4827         }
4828         terr_trait_stores_differ(_, ref values) => {
4829             format!("trait storage differs: expected `{}`, found `{}`",
4830                     trait_store_to_string(cx, (*values).expected),
4831                     trait_store_to_string(cx, (*values).found))
4832         }
4833         terr_sorts(values) => {
4834             // A naive approach to making sure that we're not reporting silly errors such as:
4835             // (expected closure, found closure).
4836             let expected_str = ty_sort_string(cx, values.expected);
4837             let found_str = ty_sort_string(cx, values.found);
4838             if expected_str == found_str {
4839                 format!("expected {}, found a different {}", expected_str, found_str)
4840             } else {
4841                 format!("expected {}, found {}", expected_str, found_str)
4842             }
4843         }
4844         terr_traits(values) => {
4845             format!("expected trait `{}`, found trait `{}`",
4846                     item_path_str(cx, values.expected),
4847                     item_path_str(cx, values.found))
4848         }
4849         terr_builtin_bounds(values) => {
4850             if values.expected.is_empty() {
4851                 format!("expected no bounds, found `{}`",
4852                         values.found.user_string(cx))
4853             } else if values.found.is_empty() {
4854                 format!("expected bounds `{}`, found no bounds",
4855                         values.expected.user_string(cx))
4856             } else {
4857                 format!("expected bounds `{}`, found bounds `{}`",
4858                         values.expected.user_string(cx),
4859                         values.found.user_string(cx))
4860             }
4861         }
4862         terr_integer_as_char => {
4863             "expected an integral type, found `char`".to_string()
4864         }
4865         terr_int_mismatch(ref values) => {
4866             format!("expected `{:?}`, found `{:?}`",
4867                     values.expected,
4868                     values.found)
4869         }
4870         terr_float_mismatch(ref values) => {
4871             format!("expected `{:?}`, found `{:?}`",
4872                     values.expected,
4873                     values.found)
4874         }
4875         terr_variadic_mismatch(ref values) => {
4876             format!("expected {} fn, found {} function",
4877                     if values.expected { "variadic" } else { "non-variadic" },
4878                     if values.found { "variadic" } else { "non-variadic" })
4879         }
4880         terr_convergence_mismatch(ref values) => {
4881             format!("expected {} fn, found {} function",
4882                     if values.expected { "converging" } else { "diverging" },
4883                     if values.found { "converging" } else { "diverging" })
4884         }
4885         terr_projection_name_mismatched(ref values) => {
4886             format!("expected {}, found {}",
4887                     token::get_name(values.expected),
4888                     token::get_name(values.found))
4889         }
4890         terr_projection_bounds_length(ref values) => {
4891             format!("expected {} associated type bindings, found {}",
4892                     values.expected,
4893                     values.found)
4894         }
4895     }
4896 }
4897
4898 pub fn note_and_explain_type_err(cx: &ctxt, err: &type_err) {
4899     match *err {
4900         terr_regions_does_not_outlive(subregion, superregion) => {
4901             note_and_explain_region(cx, "", subregion, "...");
4902             note_and_explain_region(cx, "...does not necessarily outlive ",
4903                                     superregion, "");
4904         }
4905         terr_regions_not_same(region1, region2) => {
4906             note_and_explain_region(cx, "", region1, "...");
4907             note_and_explain_region(cx, "...is not the same lifetime as ",
4908                                     region2, "");
4909         }
4910         terr_regions_no_overlap(region1, region2) => {
4911             note_and_explain_region(cx, "", region1, "...");
4912             note_and_explain_region(cx, "...does not overlap ",
4913                                     region2, "");
4914         }
4915         terr_regions_insufficiently_polymorphic(_, conc_region) => {
4916             note_and_explain_region(cx,
4917                                     "concrete lifetime that was found is ",
4918                                     conc_region, "");
4919         }
4920         terr_regions_overly_polymorphic(_, ty::ReInfer(ty::ReVar(_))) => {
4921             // don't bother to print out the message below for
4922             // inference variables, it's not very illuminating.
4923         }
4924         terr_regions_overly_polymorphic(_, conc_region) => {
4925             note_and_explain_region(cx,
4926                                     "expected concrete lifetime is ",
4927                                     conc_region, "");
4928         }
4929         _ => {}
4930     }
4931 }
4932
4933 pub fn provided_source(cx: &ctxt, id: ast::DefId) -> Option<ast::DefId> {
4934     cx.provided_method_sources.borrow().get(&id).map(|x| *x)
4935 }
4936
4937 pub fn provided_trait_methods<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, id: ast::DefId)
4938                                     -> Vec<Rc<Method<'tcx>>> {
4939     if is_local(id) {
4940         match cx.map.find(id.node) {
4941             Some(ast_map::NodeItem(item)) => {
4942                 match item.node {
4943                     ItemTrait(_, _, _, ref ms) => {
4944                         let (_, p) =
4945                             ast_util::split_trait_methods(&ms[]);
4946                         p.iter()
4947                          .map(|m| {
4948                             match impl_or_trait_item(
4949                                     cx,
4950                                     ast_util::local_def(m.id)) {
4951                                 MethodTraitItem(m) => m,
4952                                 TypeTraitItem(_) => {
4953                                     cx.sess.bug("provided_trait_methods(): \
4954                                                  split_trait_methods() put \
4955                                                  associated types in the \
4956                                                  provided method bucket?!")
4957                                 }
4958                             }
4959                          }).collect()
4960                     }
4961                     _ => {
4962                         cx.sess.bug(&format!("provided_trait_methods: `{:?}` is \
4963                                              not a trait",
4964                                             id)[])
4965                     }
4966                 }
4967             }
4968             _ => {
4969                 cx.sess.bug(&format!("provided_trait_methods: `{:?}` is not a \
4970                                      trait",
4971                                     id)[])
4972             }
4973         }
4974     } else {
4975         csearch::get_provided_trait_methods(cx, id)
4976     }
4977 }
4978
4979 /// Helper for looking things up in the various maps that are populated during
4980 /// typeck::collect (e.g., `cx.impl_or_trait_items`, `cx.tcache`, etc).  All of
4981 /// these share the pattern that if the id is local, it should have been loaded
4982 /// into the map by the `typeck::collect` phase.  If the def-id is external,
4983 /// then we have to go consult the crate loading code (and cache the result for
4984 /// the future).
4985 fn lookup_locally_or_in_crate_store<V, F>(descr: &str,
4986                                           def_id: ast::DefId,
4987                                           map: &mut DefIdMap<V>,
4988                                           load_external: F) -> V where
4989     V: Clone,
4990     F: FnOnce() -> V,
4991 {
4992     match map.get(&def_id).cloned() {
4993         Some(v) => { return v; }
4994         None => { }
4995     }
4996
4997     if def_id.krate == ast::LOCAL_CRATE {
4998         panic!("No def'n found for {:?} in tcx.{}", def_id, descr);
4999     }
5000     let v = load_external();
5001     map.insert(def_id, v.clone());
5002     v
5003 }
5004
5005 pub fn trait_item<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, trait_did: ast::DefId, idx: uint)
5006                         -> ImplOrTraitItem<'tcx> {
5007     let method_def_id = (*ty::trait_item_def_ids(cx, trait_did))[idx].def_id();
5008     impl_or_trait_item(cx, method_def_id)
5009 }
5010
5011 pub fn trait_items<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, trait_did: ast::DefId)
5012                          -> Rc<Vec<ImplOrTraitItem<'tcx>>> {
5013     let mut trait_items = cx.trait_items_cache.borrow_mut();
5014     match trait_items.get(&trait_did).cloned() {
5015         Some(trait_items) => trait_items,
5016         None => {
5017             let def_ids = ty::trait_item_def_ids(cx, trait_did);
5018             let items: Rc<Vec<ImplOrTraitItem>> =
5019                 Rc::new(def_ids.iter()
5020                                .map(|d| impl_or_trait_item(cx, d.def_id()))
5021                                .collect());
5022             trait_items.insert(trait_did, items.clone());
5023             items
5024         }
5025     }
5026 }
5027
5028 pub fn impl_or_trait_item<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, id: ast::DefId)
5029                                 -> ImplOrTraitItem<'tcx> {
5030     lookup_locally_or_in_crate_store("impl_or_trait_items",
5031                                      id,
5032                                      &mut *cx.impl_or_trait_items
5033                                              .borrow_mut(),
5034                                      || {
5035         csearch::get_impl_or_trait_item(cx, id)
5036     })
5037 }
5038
5039 /// Returns true if the given ID refers to an associated type and false if it
5040 /// refers to anything else.
5041 pub fn is_associated_type(cx: &ctxt, id: ast::DefId) -> bool {
5042     memoized(&cx.associated_types, id, |id: ast::DefId| {
5043         if id.krate == ast::LOCAL_CRATE {
5044             match cx.impl_or_trait_items.borrow().get(&id) {
5045                 Some(ref item) => {
5046                     match **item {
5047                         TypeTraitItem(_) => true,
5048                         MethodTraitItem(_) => false,
5049                     }
5050                 }
5051                 None => false,
5052             }
5053         } else {
5054             csearch::is_associated_type(&cx.sess.cstore, id)
5055         }
5056     })
5057 }
5058
5059 /// Returns the parameter index that the given associated type corresponds to.
5060 pub fn associated_type_parameter_index(cx: &ctxt,
5061                                        trait_def: &TraitDef,
5062                                        associated_type_id: ast::DefId)
5063                                        -> uint {
5064     for type_parameter_def in trait_def.generics.types.iter() {
5065         if type_parameter_def.def_id == associated_type_id {
5066             return type_parameter_def.index as uint
5067         }
5068     }
5069     cx.sess.bug("couldn't find associated type parameter index")
5070 }
5071
5072 #[derive(Copy, PartialEq, Eq)]
5073 pub struct AssociatedTypeInfo {
5074     pub def_id: ast::DefId,
5075     pub index: uint,
5076     pub name: ast::Name,
5077 }
5078
5079 impl PartialOrd for AssociatedTypeInfo {
5080     fn partial_cmp(&self, other: &AssociatedTypeInfo) -> Option<Ordering> {
5081         Some(self.index.cmp(&other.index))
5082     }
5083 }
5084
5085 impl Ord for AssociatedTypeInfo {
5086     fn cmp(&self, other: &AssociatedTypeInfo) -> Ordering {
5087         self.index.cmp(&other.index)
5088     }
5089 }
5090
5091 pub fn trait_item_def_ids(cx: &ctxt, id: ast::DefId)
5092                           -> Rc<Vec<ImplOrTraitItemId>> {
5093     lookup_locally_or_in_crate_store("trait_item_def_ids",
5094                                      id,
5095                                      &mut *cx.trait_item_def_ids.borrow_mut(),
5096                                      || {
5097         Rc::new(csearch::get_trait_item_def_ids(&cx.sess.cstore, id))
5098     })
5099 }
5100
5101 pub fn impl_trait_ref<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, id: ast::DefId)
5102                             -> Option<Rc<TraitRef<'tcx>>> {
5103     memoized(&cx.impl_trait_cache, id, |id: ast::DefId| {
5104         if id.krate == ast::LOCAL_CRATE {
5105             debug!("(impl_trait_ref) searching for trait impl {:?}", id);
5106             match cx.map.find(id.node) {
5107                 Some(ast_map::NodeItem(item)) => {
5108                     match item.node {
5109                         ast::ItemImpl(_, _, _, ref opt_trait, _, _) => {
5110                             match opt_trait {
5111                                 &Some(ref t) => {
5112                                     let trait_ref = ty::node_id_to_trait_ref(cx, t.ref_id);
5113                                     Some(trait_ref)
5114                                 }
5115                                 &None => None
5116                             }
5117                         }
5118                         _ => None
5119                     }
5120                 }
5121                 _ => None
5122             }
5123         } else {
5124             csearch::get_impl_trait(cx, id)
5125         }
5126     })
5127 }
5128
5129 pub fn trait_ref_to_def_id(tcx: &ctxt, tr: &ast::TraitRef) -> ast::DefId {
5130     let def = *tcx.def_map.borrow()
5131                      .get(&tr.ref_id)
5132                      .expect("no def-map entry for trait");
5133     def.def_id()
5134 }
5135
5136 pub fn try_add_builtin_trait(
5137     tcx: &ctxt,
5138     trait_def_id: ast::DefId,
5139     builtin_bounds: &mut EnumSet<BuiltinBound>)
5140     -> bool
5141 {
5142     //! Checks whether `trait_ref` refers to one of the builtin
5143     //! traits, like `Send`, and adds the corresponding
5144     //! bound to the set `builtin_bounds` if so. Returns true if `trait_ref`
5145     //! is a builtin trait.
5146
5147     match tcx.lang_items.to_builtin_kind(trait_def_id) {
5148         Some(bound) => { builtin_bounds.insert(bound); true }
5149         None => false
5150     }
5151 }
5152
5153 pub fn ty_to_def_id(ty: Ty) -> Option<ast::DefId> {
5154     match ty.sty {
5155         ty_trait(ref tt) =>
5156             Some(tt.principal_def_id()),
5157         ty_struct(id, _) |
5158         ty_enum(id, _) |
5159         ty_unboxed_closure(id, _, _) =>
5160             Some(id),
5161         _ =>
5162             None
5163     }
5164 }
5165
5166 // Enum information
5167 #[derive(Clone)]
5168 pub struct VariantInfo<'tcx> {
5169     pub args: Vec<Ty<'tcx>>,
5170     pub arg_names: Option<Vec<ast::Ident>>,
5171     pub ctor_ty: Option<Ty<'tcx>>,
5172     pub name: ast::Name,
5173     pub id: ast::DefId,
5174     pub disr_val: Disr,
5175     pub vis: Visibility
5176 }
5177
5178 impl<'tcx> VariantInfo<'tcx> {
5179
5180     /// Creates a new VariantInfo from the corresponding ast representation.
5181     ///
5182     /// Does not do any caching of the value in the type context.
5183     pub fn from_ast_variant(cx: &ctxt<'tcx>,
5184                             ast_variant: &ast::Variant,
5185                             discriminant: Disr) -> VariantInfo<'tcx> {
5186         let ctor_ty = node_id_to_type(cx, ast_variant.node.id);
5187
5188         match ast_variant.node.kind {
5189             ast::TupleVariantKind(ref args) => {
5190                 let arg_tys = if args.len() > 0 {
5191                     // the regions in the argument types come from the
5192                     // enum def'n, and hence will all be early bound
5193                     ty::assert_no_late_bound_regions(cx, &ty_fn_args(ctor_ty))
5194                 } else {
5195                     Vec::new()
5196                 };
5197
5198                 return VariantInfo {
5199                     args: arg_tys,
5200                     arg_names: None,
5201                     ctor_ty: Some(ctor_ty),
5202                     name: ast_variant.node.name.name,
5203                     id: ast_util::local_def(ast_variant.node.id),
5204                     disr_val: discriminant,
5205                     vis: ast_variant.node.vis
5206                 };
5207             },
5208             ast::StructVariantKind(ref struct_def) => {
5209                 let fields: &[StructField] = &struct_def.fields[];
5210
5211                 assert!(fields.len() > 0);
5212
5213                 let arg_tys = struct_def.fields.iter()
5214                     .map(|field| node_id_to_type(cx, field.node.id)).collect();
5215                 let arg_names = fields.iter().map(|field| {
5216                     match field.node.kind {
5217                         NamedField(ident, _) => ident,
5218                         UnnamedField(..) => cx.sess.bug(
5219                             "enum_variants: all fields in struct must have a name")
5220                     }
5221                 }).collect();
5222
5223                 return VariantInfo {
5224                     args: arg_tys,
5225                     arg_names: Some(arg_names),
5226                     ctor_ty: None,
5227                     name: ast_variant.node.name.name,
5228                     id: ast_util::local_def(ast_variant.node.id),
5229                     disr_val: discriminant,
5230                     vis: ast_variant.node.vis
5231                 };
5232             }
5233         }
5234     }
5235 }
5236
5237 pub fn substd_enum_variants<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
5238                                   id: ast::DefId,
5239                                   substs: &Substs<'tcx>)
5240                                   -> Vec<Rc<VariantInfo<'tcx>>> {
5241     enum_variants(cx, id).iter().map(|variant_info| {
5242         let substd_args = variant_info.args.iter()
5243             .map(|aty| aty.subst(cx, substs)).collect::<Vec<_>>();
5244
5245         let substd_ctor_ty = variant_info.ctor_ty.subst(cx, substs);
5246
5247         Rc::new(VariantInfo {
5248             args: substd_args,
5249             ctor_ty: substd_ctor_ty,
5250             ..(**variant_info).clone()
5251         })
5252     }).collect()
5253 }
5254
5255 pub fn item_path_str(cx: &ctxt, id: ast::DefId) -> String {
5256     with_path(cx, id, |path| ast_map::path_to_string(path)).to_string()
5257 }
5258
5259 #[derive(Copy)]
5260 pub enum DtorKind {
5261     NoDtor,
5262     TraitDtor(DefId, bool)
5263 }
5264
5265 impl DtorKind {
5266     pub fn is_present(&self) -> bool {
5267         match *self {
5268             TraitDtor(..) => true,
5269             _ => false
5270         }
5271     }
5272
5273     pub fn has_drop_flag(&self) -> bool {
5274         match self {
5275             &NoDtor => false,
5276             &TraitDtor(_, flag) => flag
5277         }
5278     }
5279 }
5280
5281 /* If struct_id names a struct with a dtor, return Some(the dtor's id).
5282    Otherwise return none. */
5283 pub fn ty_dtor(cx: &ctxt, struct_id: DefId) -> DtorKind {
5284     match cx.destructor_for_type.borrow().get(&struct_id) {
5285         Some(&method_def_id) => {
5286             let flag = !has_attr(cx, struct_id, "unsafe_no_drop_flag");
5287
5288             TraitDtor(method_def_id, flag)
5289         }
5290         None => NoDtor,
5291     }
5292 }
5293
5294 pub fn has_dtor(cx: &ctxt, struct_id: DefId) -> bool {
5295     cx.destructor_for_type.borrow().contains_key(&struct_id)
5296 }
5297
5298 pub fn with_path<T, F>(cx: &ctxt, id: ast::DefId, f: F) -> T where
5299     F: FnOnce(ast_map::PathElems) -> T,
5300 {
5301     if id.krate == ast::LOCAL_CRATE {
5302         cx.map.with_path(id.node, f)
5303     } else {
5304         f(ast_map::Values(csearch::get_item_path(cx, id).iter()).chain(None))
5305     }
5306 }
5307
5308 pub fn enum_is_univariant(cx: &ctxt, id: ast::DefId) -> bool {
5309     enum_variants(cx, id).len() == 1
5310 }
5311
5312 pub fn type_is_empty(cx: &ctxt, ty: Ty) -> bool {
5313     match ty.sty {
5314        ty_enum(did, _) => (*enum_variants(cx, did)).is_empty(),
5315        _ => false
5316      }
5317 }
5318
5319 pub fn enum_variants<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, id: ast::DefId)
5320                            -> Rc<Vec<Rc<VariantInfo<'tcx>>>> {
5321     memoized(&cx.enum_var_cache, id, |id: ast::DefId| {
5322         if ast::LOCAL_CRATE != id.krate {
5323             Rc::new(csearch::get_enum_variants(cx, id))
5324         } else {
5325             /*
5326               Although both this code and check_enum_variants in typeck/check
5327               call eval_const_expr, it should never get called twice for the same
5328               expr, since check_enum_variants also updates the enum_var_cache
5329              */
5330             match cx.map.get(id.node) {
5331                 ast_map::NodeItem(ref item) => {
5332                     match item.node {
5333                         ast::ItemEnum(ref enum_definition, _) => {
5334                             let mut last_discriminant: Option<Disr> = None;
5335                             Rc::new(enum_definition.variants.iter().map(|variant| {
5336
5337                                 let mut discriminant = match last_discriminant {
5338                                     Some(val) => val + 1,
5339                                     None => INITIAL_DISCRIMINANT_VALUE
5340                                 };
5341
5342                                 match variant.node.disr_expr {
5343                                     Some(ref e) =>
5344                                         match const_eval::eval_const_expr_partial(cx, &**e) {
5345                                             Ok(const_eval::const_int(val)) => {
5346                                                 discriminant = val as Disr
5347                                             }
5348                                             Ok(const_eval::const_uint(val)) => {
5349                                                 discriminant = val as Disr
5350                                             }
5351                                             Ok(_) => {
5352                                                 cx.sess
5353                                                   .span_err(e.span,
5354                                                             "expected signed integer constant");
5355                                             }
5356                                             Err(ref err) => {
5357                                                 cx.sess
5358                                                   .span_err(e.span,
5359                                                             &format!("expected constant: {}",
5360                                                                     *err)[]);
5361                                             }
5362                                         },
5363                                     None => {}
5364                                 };
5365
5366                                 last_discriminant = Some(discriminant);
5367                                 Rc::new(VariantInfo::from_ast_variant(cx, &**variant,
5368                                                                       discriminant))
5369                             }).collect())
5370                         }
5371                         _ => {
5372                             cx.sess.bug("enum_variants: id not bound to an enum")
5373                         }
5374                     }
5375                 }
5376                 _ => cx.sess.bug("enum_variants: id not bound to an enum")
5377             }
5378         }
5379     })
5380 }
5381
5382 // Returns information about the enum variant with the given ID:
5383 pub fn enum_variant_with_id<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
5384                                   enum_id: ast::DefId,
5385                                   variant_id: ast::DefId)
5386                                   -> Rc<VariantInfo<'tcx>> {
5387     enum_variants(cx, enum_id).iter()
5388                               .find(|variant| variant.id == variant_id)
5389                               .expect("enum_variant_with_id(): no variant exists with that ID")
5390                               .clone()
5391 }
5392
5393
5394 // If the given item is in an external crate, looks up its type and adds it to
5395 // the type cache. Returns the type parameters and type.
5396 pub fn lookup_item_type<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>,
5397                               did: ast::DefId)
5398                               -> TypeScheme<'tcx> {
5399     lookup_locally_or_in_crate_store(
5400         "tcache", did, &mut *cx.tcache.borrow_mut(),
5401         || csearch::get_type(cx, did))
5402 }
5403
5404 /// Given the did of a trait, returns its canonical trait ref.
5405 pub fn lookup_trait_def<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, did: ast::DefId)
5406                               -> Rc<ty::TraitDef<'tcx>> {
5407     memoized(&cx.trait_defs, did, |did: DefId| {
5408         assert!(did.krate != ast::LOCAL_CRATE);
5409         Rc::new(csearch::get_trait_def(cx, did))
5410     })
5411 }
5412
5413 /// Given a reference to a trait, returns the "superbounds" declared
5414 /// on the trait, with appropriate substitutions applied. Basically,
5415 /// this applies a filter to the where clauses on the trait, returning
5416 /// those that have the form:
5417 ///
5418 ///     Self : SuperTrait<...>
5419 ///     Self : 'region
5420 pub fn predicates_for_trait_ref<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>,
5421                                       trait_ref: &PolyTraitRef<'tcx>)
5422                                       -> Vec<ty::Predicate<'tcx>>
5423 {
5424     let trait_def = lookup_trait_def(tcx, trait_ref.def_id());
5425
5426     debug!("bounds_for_trait_ref(trait_def={:?}, trait_ref={:?})",
5427            trait_def.repr(tcx), trait_ref.repr(tcx));
5428
5429     // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
5430     // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
5431     //
5432     // Let's start with an easy case. Consider two traits:
5433     //
5434     //     trait Foo<'a> : Bar<'a,'a> { }
5435     //     trait Bar<'b,'c> { }
5436     //
5437     // Now, if we have a trait reference `for<'x> T : Foo<'x>`, then
5438     // we can deduce that `for<'x> T : Bar<'x,'x>`. Basically, if we
5439     // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
5440     // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
5441     // normal substitution.
5442     //
5443     // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
5444     // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
5445     // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
5446     // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
5447     // `'a`.
5448     //
5449     // Another example to be careful of is this:
5450     //
5451     //     trait Foo1<'a> : for<'b> Bar1<'a,'b> { }
5452     //     trait Bar1<'b,'c> { }
5453     //
5454     // Here, if we have `for<'x> T : Foo1<'x>`, then what do we know?
5455     // The answer is that we know `for<'x,'b> T : Bar1<'x,'b>`. The
5456     // reason is similar to the previous example: any impl of
5457     // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T : Bar1<'x, 'b>`.  So
5458     // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
5459     // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
5460     //
5461     // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
5462     // consider the more complicated scenario:
5463     //
5464     // - We start out with `for<'x> T : Foo1<'x>`. In this case, `'x`
5465     //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T : Bar1<'x,'b>`,
5466     //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
5467     //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
5468     //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
5469     // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
5470     //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
5471     //   DB index of 1.
5472     // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
5473     //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
5474     //   just as we wanted.
5475     //
5476     // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
5477     // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
5478     // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
5479     // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
5480     // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
5481     // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
5482     // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
5483     // the substitution to the *contents* of the trait reference,
5484     // rather than the trait reference itself (put another way, the
5485     // substitution code expects equal binding levels in the values
5486     // from the substitution and the value being substituted into, and
5487     // this trick achieves that).
5488
5489     // Carefully avoid the binder introduced by each trait-ref by
5490     // substituting over the substs, not the trait-refs themselves,
5491     // thus achieving the "collapse" described in the big comment
5492     // above.
5493     let trait_bounds: Vec<_> =
5494         trait_def.bounds.trait_bounds
5495         .iter()
5496         .map(|poly_trait_ref| ty::Binder(poly_trait_ref.0.subst(tcx, trait_ref.substs())))
5497         .collect();
5498
5499     let projection_bounds: Vec<_> =
5500         trait_def.bounds.projection_bounds
5501         .iter()
5502         .map(|poly_proj| ty::Binder(poly_proj.0.subst(tcx, trait_ref.substs())))
5503         .collect();
5504
5505     debug!("bounds_for_trait_ref: trait_bounds={} projection_bounds={}",
5506            trait_bounds.repr(tcx),
5507            projection_bounds.repr(tcx));
5508
5509     // The region bounds and builtin bounds do not currently introduce
5510     // binders so we can just substitute in a straightforward way here.
5511     let region_bounds =
5512         trait_def.bounds.region_bounds.subst(tcx, trait_ref.substs());
5513     let builtin_bounds =
5514         trait_def.bounds.builtin_bounds.subst(tcx, trait_ref.substs());
5515
5516     let bounds = ty::ParamBounds {
5517         trait_bounds: trait_bounds,
5518         region_bounds: region_bounds,
5519         builtin_bounds: builtin_bounds,
5520         projection_bounds: projection_bounds,
5521     };
5522
5523     predicates(tcx, trait_ref.self_ty(), &bounds)
5524 }
5525
5526 pub fn predicates<'tcx>(
5527     tcx: &ctxt<'tcx>,
5528     param_ty: Ty<'tcx>,
5529     bounds: &ParamBounds<'tcx>)
5530     -> Vec<Predicate<'tcx>>
5531 {
5532     let mut vec = Vec::new();
5533
5534     for builtin_bound in bounds.builtin_bounds.iter() {
5535         match traits::trait_ref_for_builtin_bound(tcx, builtin_bound, param_ty) {
5536             Ok(trait_ref) => { vec.push(trait_ref.as_predicate()); }
5537             Err(ErrorReported) => { }
5538         }
5539     }
5540
5541     for &region_bound in bounds.region_bounds.iter() {
5542         // account for the binder being introduced below; no need to shift `param_ty`
5543         // because, at present at least, it can only refer to early-bound regions
5544         let region_bound = ty_fold::shift_region(region_bound, 1);
5545         vec.push(ty::Binder(ty::OutlivesPredicate(param_ty, region_bound)).as_predicate());
5546     }
5547
5548     for bound_trait_ref in bounds.trait_bounds.iter() {
5549         vec.push(bound_trait_ref.as_predicate());
5550     }
5551
5552     for projection in bounds.projection_bounds.iter() {
5553         vec.push(projection.as_predicate());
5554     }
5555
5556     vec
5557 }
5558
5559 /// Get the attributes of a definition.
5560 pub fn get_attrs<'tcx>(tcx: &'tcx ctxt, did: DefId)
5561                        -> CowVec<'tcx, ast::Attribute> {
5562     if is_local(did) {
5563         let item = tcx.map.expect_item(did.node);
5564         Cow::Borrowed(&item.attrs[])
5565     } else {
5566         Cow::Owned(csearch::get_item_attrs(&tcx.sess.cstore, did))
5567     }
5568 }
5569
5570 /// Determine whether an item is annotated with an attribute
5571 pub fn has_attr(tcx: &ctxt, did: DefId, attr: &str) -> bool {
5572     get_attrs(tcx, did).iter().any(|item| item.check_name(attr))
5573 }
5574
5575 /// Determine whether an item is annotated with `#[repr(packed)]`
5576 pub fn lookup_packed(tcx: &ctxt, did: DefId) -> bool {
5577     lookup_repr_hints(tcx, did).contains(&attr::ReprPacked)
5578 }
5579
5580 /// Determine whether an item is annotated with `#[simd]`
5581 pub fn lookup_simd(tcx: &ctxt, did: DefId) -> bool {
5582     has_attr(tcx, did, "simd")
5583 }
5584
5585 /// Obtain the representation annotation for a struct definition.
5586 pub fn lookup_repr_hints(tcx: &ctxt, did: DefId) -> Rc<Vec<attr::ReprAttr>> {
5587     memoized(&tcx.repr_hint_cache, did, |did: DefId| {
5588         Rc::new(if did.krate == LOCAL_CRATE {
5589             get_attrs(tcx, did).iter().flat_map(|meta| {
5590                 attr::find_repr_attrs(tcx.sess.diagnostic(), meta).into_iter()
5591             }).collect()
5592         } else {
5593             csearch::get_repr_attrs(&tcx.sess.cstore, did)
5594         })
5595     })
5596 }
5597
5598 // Look up a field ID, whether or not it's local
5599 // Takes a list of type substs in case the struct is generic
5600 pub fn lookup_field_type<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>,
5601                                struct_id: DefId,
5602                                id: DefId,
5603                                substs: &Substs<'tcx>)
5604                                -> Ty<'tcx> {
5605     let ty = if id.krate == ast::LOCAL_CRATE {
5606         node_id_to_type(tcx, id.node)
5607     } else {
5608         let mut tcache = tcx.tcache.borrow_mut();
5609         let pty = tcache.entry(id).get().unwrap_or_else(
5610             |vacant_entry| vacant_entry.insert(csearch::get_field_type(tcx, struct_id, id)));
5611         pty.ty
5612     };
5613     ty.subst(tcx, substs)
5614 }
5615
5616 // Look up the list of field names and IDs for a given struct.
5617 // Panics if the id is not bound to a struct.
5618 pub fn lookup_struct_fields(cx: &ctxt, did: ast::DefId) -> Vec<field_ty> {
5619     if did.krate == ast::LOCAL_CRATE {
5620         let struct_fields = cx.struct_fields.borrow();
5621         match struct_fields.get(&did) {
5622             Some(fields) => (**fields).clone(),
5623             _ => {
5624                 cx.sess.bug(
5625                     &format!("ID not mapped to struct fields: {}",
5626                             cx.map.node_to_string(did.node))[]);
5627             }
5628         }
5629     } else {
5630         csearch::get_struct_fields(&cx.sess.cstore, did)
5631     }
5632 }
5633
5634 pub fn is_tuple_struct(cx: &ctxt, did: ast::DefId) -> bool {
5635     let fields = lookup_struct_fields(cx, did);
5636     !fields.is_empty() && fields.iter().all(|f| f.name == token::special_names::unnamed_field)
5637 }
5638
5639 // Returns a list of fields corresponding to the struct's items. trans uses
5640 // this. Takes a list of substs with which to instantiate field types.
5641 pub fn struct_fields<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, did: ast::DefId, substs: &Substs<'tcx>)
5642                            -> Vec<field<'tcx>> {
5643     lookup_struct_fields(cx, did).iter().map(|f| {
5644        field {
5645             name: f.name,
5646             mt: mt {
5647                 ty: lookup_field_type(cx, did, f.id, substs),
5648                 mutbl: MutImmutable
5649             }
5650         }
5651     }).collect()
5652 }
5653
5654 // Returns a list of fields corresponding to the tuple's items. trans uses
5655 // this.
5656 pub fn tup_fields<'tcx>(v: &[Ty<'tcx>]) -> Vec<field<'tcx>> {
5657     v.iter().enumerate().map(|(i, &f)| {
5658        field {
5659             name: token::intern(&i.to_string()[]),
5660             mt: mt {
5661                 ty: f,
5662                 mutbl: MutImmutable
5663             }
5664         }
5665     }).collect()
5666 }
5667
5668 #[derive(Copy, Clone)]
5669 pub struct UnboxedClosureUpvar<'tcx> {
5670     pub def: def::Def,
5671     pub span: Span,
5672     pub ty: Ty<'tcx>,
5673 }
5674
5675 // Returns a list of `UnboxedClosureUpvar`s for each upvar.
5676 pub fn unboxed_closure_upvars<'tcx>(typer: &mc::Typer<'tcx>,
5677                                     closure_id: ast::DefId,
5678                                     substs: &Substs<'tcx>)
5679                                     -> Option<Vec<UnboxedClosureUpvar<'tcx>>>
5680 {
5681     // Presently an unboxed closure type cannot "escape" out of a
5682     // function, so we will only encounter ones that originated in the
5683     // local crate or were inlined into it along with some function.
5684     // This may change if abstract return types of some sort are
5685     // implemented.
5686     assert!(closure_id.krate == ast::LOCAL_CRATE);
5687     let tcx = typer.tcx();
5688     let capture_mode = tcx.capture_modes.borrow()[closure_id.node].clone();
5689     match tcx.freevars.borrow().get(&closure_id.node) {
5690         None => Some(vec![]),
5691         Some(ref freevars) => {
5692             freevars.iter()
5693                     .map(|freevar| {
5694                         let freevar_def_id = freevar.def.def_id();
5695                         let freevar_ty = match typer.node_ty(freevar_def_id.node) {
5696                             Ok(t) => { t }
5697                             Err(()) => { return None; }
5698                         };
5699                         let freevar_ty = freevar_ty.subst(tcx, substs);
5700
5701                         match capture_mode {
5702                             ast::CaptureByValue => {
5703                                 Some(UnboxedClosureUpvar { def: freevar.def,
5704                                                            span: freevar.span,
5705                                                            ty: freevar_ty })
5706                             }
5707
5708                             ast::CaptureByRef => {
5709                                 let upvar_id = ty::UpvarId {
5710                                     var_id: freevar_def_id.node,
5711                                     closure_expr_id: closure_id.node
5712                                 };
5713
5714                                 // FIXME
5715                                 let freevar_ref_ty = match typer.upvar_borrow(upvar_id) {
5716                                     Some(borrow) => {
5717                                         mk_rptr(tcx,
5718                                                 tcx.mk_region(borrow.region),
5719                                                 ty::mt {
5720                                                     ty: freevar_ty,
5721                                                     mutbl: borrow.kind.to_mutbl_lossy(),
5722                                                 })
5723                                     }
5724                                     None => {
5725                                         // FIXME(#16640) we should really return None here;
5726                                         // but that requires better inference integration,
5727                                         // for now gin up something.
5728                                         freevar_ty
5729                                     }
5730                                 };
5731                                 Some(UnboxedClosureUpvar {
5732                                     def: freevar.def,
5733                                     span: freevar.span,
5734                                     ty: freevar_ref_ty,
5735                                 })
5736                             }
5737                         }
5738                     })
5739                     .collect()
5740         }
5741     }
5742 }
5743
5744 pub fn is_binopable<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>, op: ast::BinOp) -> bool {
5745     #![allow(non_upper_case_globals)]
5746     static tycat_other: int = 0;
5747     static tycat_bool: int = 1;
5748     static tycat_char: int = 2;
5749     static tycat_int: int = 3;
5750     static tycat_float: int = 4;
5751     static tycat_raw_ptr: int = 6;
5752
5753     static opcat_add: int = 0;
5754     static opcat_sub: int = 1;
5755     static opcat_mult: int = 2;
5756     static opcat_shift: int = 3;
5757     static opcat_rel: int = 4;
5758     static opcat_eq: int = 5;
5759     static opcat_bit: int = 6;
5760     static opcat_logic: int = 7;
5761     static opcat_mod: int = 8;
5762
5763     fn opcat(op: ast::BinOp) -> int {
5764         match op {
5765           ast::BiAdd => opcat_add,
5766           ast::BiSub => opcat_sub,
5767           ast::BiMul => opcat_mult,
5768           ast::BiDiv => opcat_mult,
5769           ast::BiRem => opcat_mod,
5770           ast::BiAnd => opcat_logic,
5771           ast::BiOr => opcat_logic,
5772           ast::BiBitXor => opcat_bit,
5773           ast::BiBitAnd => opcat_bit,
5774           ast::BiBitOr => opcat_bit,
5775           ast::BiShl => opcat_shift,
5776           ast::BiShr => opcat_shift,
5777           ast::BiEq => opcat_eq,
5778           ast::BiNe => opcat_eq,
5779           ast::BiLt => opcat_rel,
5780           ast::BiLe => opcat_rel,
5781           ast::BiGe => opcat_rel,
5782           ast::BiGt => opcat_rel
5783         }
5784     }
5785
5786     fn tycat<'tcx>(cx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> int {
5787         if type_is_simd(cx, ty) {
5788             return tycat(cx, simd_type(cx, ty))
5789         }
5790         match ty.sty {
5791           ty_char => tycat_char,
5792           ty_bool => tycat_bool,
5793           ty_int(_) | ty_uint(_) | ty_infer(IntVar(_)) => tycat_int,
5794           ty_float(_) | ty_infer(FloatVar(_)) => tycat_float,
5795           ty_ptr(_) => tycat_raw_ptr,
5796           _ => tycat_other
5797         }
5798     }
5799
5800     static t: bool = true;
5801     static f: bool = false;
5802
5803     let tbl = [
5804     //           +, -, *, shift, rel, ==, bit, logic, mod
5805     /*other*/   [f, f, f, f,     f,   f,  f,   f,     f],
5806     /*bool*/    [f, f, f, f,     t,   t,  t,   t,     f],
5807     /*char*/    [f, f, f, f,     t,   t,  f,   f,     f],
5808     /*int*/     [t, t, t, t,     t,   t,  t,   f,     t],
5809     /*float*/   [t, t, t, f,     t,   t,  f,   f,     f],
5810     /*bot*/     [t, t, t, t,     t,   t,  t,   t,     t],
5811     /*raw ptr*/ [f, f, f, f,     t,   t,  f,   f,     f]];
5812
5813     return tbl[tycat(cx, ty) as uint ][opcat(op) as uint];
5814 }
5815
5816 // Returns the repeat count for a repeating vector expression.
5817 pub fn eval_repeat_count(tcx: &ctxt, count_expr: &ast::Expr) -> uint {
5818     match const_eval::eval_const_expr_partial(tcx, count_expr) {
5819         Ok(val) => {
5820             let found = match val {
5821                 const_eval::const_uint(count) => return count as uint,
5822                 const_eval::const_int(count) if count >= 0 => return count as uint,
5823                 const_eval::const_int(_) =>
5824                     "negative integer",
5825                 const_eval::const_float(_) =>
5826                     "float",
5827                 const_eval::const_str(_) =>
5828                     "string",
5829                 const_eval::const_bool(_) =>
5830                     "boolean",
5831                 const_eval::const_binary(_) =>
5832                     "binary array"
5833             };
5834             tcx.sess.span_err(count_expr.span, &format!(
5835                 "expected positive integer for repeat count, found {}",
5836                 found)[]);
5837         }
5838         Err(_) => {
5839             let found = match count_expr.node {
5840                 ast::ExprPath(ast::Path {
5841                     global: false,
5842                     ref segments,
5843                     ..
5844                 }) if segments.len() == 1 =>
5845                     "variable",
5846                 _ =>
5847                     "non-constant expression"
5848             };
5849             tcx.sess.span_err(count_expr.span, &format!(
5850                 "expected constant integer for repeat count, found {}",
5851                 found)[]);
5852         }
5853     }
5854     0
5855 }
5856
5857 // Iterate over a type parameter's bounded traits and any supertraits
5858 // of those traits, ignoring kinds.
5859 // Here, the supertraits are the transitive closure of the supertrait
5860 // relation on the supertraits from each bounded trait's constraint
5861 // list.
5862 pub fn each_bound_trait_and_supertraits<'tcx, F>(tcx: &ctxt<'tcx>,
5863                                                  bounds: &[PolyTraitRef<'tcx>],
5864                                                  mut f: F)
5865                                                  -> bool where
5866     F: FnMut(PolyTraitRef<'tcx>) -> bool,
5867 {
5868     for bound_trait_ref in traits::transitive_bounds(tcx, bounds) {
5869         if !f(bound_trait_ref) {
5870             return false;
5871         }
5872     }
5873     return true;
5874 }
5875
5876 pub fn object_region_bounds<'tcx>(
5877     tcx: &ctxt<'tcx>,
5878     opt_principal: Option<&PolyTraitRef<'tcx>>, // None for closures
5879     others: BuiltinBounds)
5880     -> Vec<ty::Region>
5881 {
5882     // Since we don't actually *know* the self type for an object,
5883     // this "open(err)" serves as a kind of dummy standin -- basically
5884     // a skolemized type.
5885     let open_ty = ty::mk_infer(tcx, FreshTy(0));
5886
5887     let opt_trait_ref = opt_principal.map_or(Vec::new(), |principal| {
5888         // Note that we preserve the overall binding levels here.
5889         assert!(!open_ty.has_escaping_regions());
5890         let substs = tcx.mk_substs(principal.0.substs.with_self_ty(open_ty));
5891         vec!(ty::Binder(Rc::new(ty::TraitRef::new(principal.0.def_id, substs))))
5892     });
5893
5894     let param_bounds = ty::ParamBounds {
5895         region_bounds: Vec::new(),
5896         builtin_bounds: others,
5897         trait_bounds: opt_trait_ref,
5898         projection_bounds: Vec::new(), // not relevant to computing region bounds
5899     };
5900
5901     let predicates = ty::predicates(tcx, open_ty, &param_bounds);
5902     ty::required_region_bounds(tcx, open_ty, predicates)
5903 }
5904
5905 /// Given a set of predicates that apply to an object type, returns
5906 /// the region bounds that the (erased) `Self` type must
5907 /// outlive. Precisely *because* the `Self` type is erased, the
5908 /// parameter `erased_self_ty` must be supplied to indicate what type
5909 /// has been used to represent `Self` in the predicates
5910 /// themselves. This should really be a unique type; `FreshTy(0)` is a
5911 /// popular choice (see `object_region_bounds` above).
5912 ///
5913 /// Requires that trait definitions have been processed so that we can
5914 /// elaborate predicates and walk supertraits.
5915 pub fn required_region_bounds<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>,
5916                                     erased_self_ty: Ty<'tcx>,
5917                                     predicates: Vec<ty::Predicate<'tcx>>)
5918                                     -> Vec<ty::Region>
5919 {
5920     debug!("required_region_bounds(erased_self_ty={:?}, predicates={:?})",
5921            erased_self_ty.repr(tcx),
5922            predicates.repr(tcx));
5923
5924     assert!(!erased_self_ty.has_escaping_regions());
5925
5926     traits::elaborate_predicates(tcx, predicates)
5927         .filter_map(|predicate| {
5928             match predicate {
5929                 ty::Predicate::Projection(..) |
5930                 ty::Predicate::Trait(..) |
5931                 ty::Predicate::Equate(..) |
5932                 ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
5933                     None
5934                 }
5935                 ty::Predicate::TypeOutlives(ty::Binder(ty::OutlivesPredicate(t, r))) => {
5936                     // Search for a bound of the form `erased_self_ty
5937                     // : 'a`, but be wary of something like `for<'a>
5938                     // erased_self_ty : 'a` (we interpret a
5939                     // higher-ranked bound like that as 'static,
5940                     // though at present the code in `fulfill.rs`
5941                     // considers such bounds to be unsatisfiable, so
5942                     // it's kind of a moot point since you could never
5943                     // construct such an object, but this seems
5944                     // correct even if that code changes).
5945                     if t == erased_self_ty && !r.has_escaping_regions() {
5946                         if r.has_escaping_regions() {
5947                             Some(ty::ReStatic)
5948                         } else {
5949                             Some(r)
5950                         }
5951                     } else {
5952                         None
5953                     }
5954                 }
5955             }
5956         })
5957         .collect()
5958 }
5959
5960 pub fn get_tydesc_ty<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>) -> Result<Ty<'tcx>, String> {
5961     tcx.lang_items.require(TyDescStructLangItem).map(|tydesc_lang_item| {
5962         tcx.intrinsic_defs.borrow().get(&tydesc_lang_item).cloned()
5963             .expect("Failed to resolve TyDesc")
5964     })
5965 }
5966
5967 pub fn item_variances(tcx: &ctxt, item_id: ast::DefId) -> Rc<ItemVariances> {
5968     lookup_locally_or_in_crate_store(
5969         "item_variance_map", item_id, &mut *tcx.item_variance_map.borrow_mut(),
5970         || Rc::new(csearch::get_item_variances(&tcx.sess.cstore, item_id)))
5971 }
5972
5973 /// Records a trait-to-implementation mapping.
5974 pub fn record_trait_implementation(tcx: &ctxt,
5975                                    trait_def_id: DefId,
5976                                    impl_def_id: DefId) {
5977     match tcx.trait_impls.borrow().get(&trait_def_id) {
5978         Some(impls_for_trait) => {
5979             impls_for_trait.borrow_mut().push(impl_def_id);
5980             return;
5981         }
5982         None => {}
5983     }
5984     tcx.trait_impls.borrow_mut().insert(trait_def_id, Rc::new(RefCell::new(vec!(impl_def_id))));
5985 }
5986
5987 /// Populates the type context with all the implementations for the given type
5988 /// if necessary.
5989 pub fn populate_implementations_for_type_if_necessary(tcx: &ctxt,
5990                                                       type_id: ast::DefId) {
5991     if type_id.krate == LOCAL_CRATE {
5992         return
5993     }
5994     if tcx.populated_external_types.borrow().contains(&type_id) {
5995         return
5996     }
5997
5998     debug!("populate_implementations_for_type_if_necessary: searching for {:?}", type_id);
5999
6000     let mut inherent_impls = Vec::new();
6001     csearch::each_implementation_for_type(&tcx.sess.cstore, type_id,
6002             |impl_def_id| {
6003         let impl_items = csearch::get_impl_items(&tcx.sess.cstore, impl_def_id);
6004
6005         // Record the trait->implementation mappings, if applicable.
6006         let associated_traits = csearch::get_impl_trait(tcx, impl_def_id);
6007         for trait_ref in associated_traits.iter() {
6008             record_trait_implementation(tcx, trait_ref.def_id, impl_def_id);
6009         }
6010
6011         // For any methods that use a default implementation, add them to
6012         // the map. This is a bit unfortunate.
6013         for impl_item_def_id in impl_items.iter() {
6014             let method_def_id = impl_item_def_id.def_id();
6015             match impl_or_trait_item(tcx, method_def_id) {
6016                 MethodTraitItem(method) => {
6017                     for &source in method.provided_source.iter() {
6018                         tcx.provided_method_sources
6019                            .borrow_mut()
6020                            .insert(method_def_id, source);
6021                     }
6022                 }
6023                 TypeTraitItem(_) => {}
6024             }
6025         }
6026
6027         // Store the implementation info.
6028         tcx.impl_items.borrow_mut().insert(impl_def_id, impl_items);
6029
6030         // If this is an inherent implementation, record it.
6031         if associated_traits.is_none() {
6032             inherent_impls.push(impl_def_id);
6033         }
6034     });
6035
6036     tcx.inherent_impls.borrow_mut().insert(type_id, Rc::new(inherent_impls));
6037     tcx.populated_external_types.borrow_mut().insert(type_id);
6038 }
6039
6040 /// Populates the type context with all the implementations for the given
6041 /// trait if necessary.
6042 pub fn populate_implementations_for_trait_if_necessary(
6043         tcx: &ctxt,
6044         trait_id: ast::DefId) {
6045     if trait_id.krate == LOCAL_CRATE {
6046         return
6047     }
6048     if tcx.populated_external_traits.borrow().contains(&trait_id) {
6049         return
6050     }
6051
6052     csearch::each_implementation_for_trait(&tcx.sess.cstore, trait_id,
6053             |implementation_def_id| {
6054         let impl_items = csearch::get_impl_items(&tcx.sess.cstore, implementation_def_id);
6055
6056         // Record the trait->implementation mapping.
6057         record_trait_implementation(tcx, trait_id, implementation_def_id);
6058
6059         // For any methods that use a default implementation, add them to
6060         // the map. This is a bit unfortunate.
6061         for impl_item_def_id in impl_items.iter() {
6062             let method_def_id = impl_item_def_id.def_id();
6063             match impl_or_trait_item(tcx, method_def_id) {
6064                 MethodTraitItem(method) => {
6065                     for &source in method.provided_source.iter() {
6066                         tcx.provided_method_sources
6067                            .borrow_mut()
6068                            .insert(method_def_id, source);
6069                     }
6070                 }
6071                 TypeTraitItem(_) => {}
6072             }
6073         }
6074
6075         // Store the implementation info.
6076         tcx.impl_items.borrow_mut().insert(implementation_def_id, impl_items);
6077     });
6078
6079     tcx.populated_external_traits.borrow_mut().insert(trait_id);
6080 }
6081
6082 /// Given the def_id of an impl, return the def_id of the trait it implements.
6083 /// If it implements no trait, return `None`.
6084 pub fn trait_id_of_impl(tcx: &ctxt,
6085                         def_id: ast::DefId)
6086                         -> Option<ast::DefId> {
6087     ty::impl_trait_ref(tcx, def_id).map(|tr| tr.def_id)
6088 }
6089
6090 /// If the given def ID describes a method belonging to an impl, return the
6091 /// ID of the impl that the method belongs to. Otherwise, return `None`.
6092 pub fn impl_of_method(tcx: &ctxt, def_id: ast::DefId)
6093                        -> Option<ast::DefId> {
6094     if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
6095         return match csearch::get_impl_or_trait_item(tcx,
6096                                                      def_id).container() {
6097             TraitContainer(_) => None,
6098             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
6099         };
6100     }
6101     match tcx.impl_or_trait_items.borrow().get(&def_id).cloned() {
6102         Some(trait_item) => {
6103             match trait_item.container() {
6104                 TraitContainer(_) => None,
6105                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
6106             }
6107         }
6108         None => None
6109     }
6110 }
6111
6112 /// If the given def ID describes an item belonging to a trait (either a
6113 /// default method or an implementation of a trait method), return the ID of
6114 /// the trait that the method belongs to. Otherwise, return `None`.
6115 pub fn trait_of_item(tcx: &ctxt, def_id: ast::DefId) -> Option<ast::DefId> {
6116     if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
6117         return csearch::get_trait_of_item(&tcx.sess.cstore, def_id, tcx);
6118     }
6119     match tcx.impl_or_trait_items.borrow().get(&def_id).cloned() {
6120         Some(impl_or_trait_item) => {
6121             match impl_or_trait_item.container() {
6122                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
6123                 ImplContainer(def_id) => trait_id_of_impl(tcx, def_id),
6124             }
6125         }
6126         None => None
6127     }
6128 }
6129
6130 /// If the given def ID describes an item belonging to a trait, (either a
6131 /// default method or an implementation of a trait method), return the ID of
6132 /// the method inside trait definition (this means that if the given def ID
6133 /// is already that of the original trait method, then the return value is
6134 /// the same).
6135 /// Otherwise, return `None`.
6136 pub fn trait_item_of_item(tcx: &ctxt, def_id: ast::DefId)
6137                           -> Option<ImplOrTraitItemId> {
6138     let impl_item = match tcx.impl_or_trait_items.borrow().get(&def_id) {
6139         Some(m) => m.clone(),
6140         None => return None,
6141     };
6142     let name = impl_item.name();
6143     match trait_of_item(tcx, def_id) {
6144         Some(trait_did) => {
6145             let trait_items = ty::trait_items(tcx, trait_did);
6146             trait_items.iter()
6147                 .position(|m| m.name() == name)
6148                 .map(|idx| ty::trait_item(tcx, trait_did, idx).id())
6149         }
6150         None => None
6151     }
6152 }
6153
6154 /// Creates a hash of the type `Ty` which will be the same no matter what crate
6155 /// context it's calculated within. This is used by the `type_id` intrinsic.
6156 pub fn hash_crate_independent<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>, svh: &Svh) -> u64 {
6157     let mut state = SipHasher::new();
6158     helper(tcx, ty, svh, &mut state);
6159     return state.finish();
6160
6161     fn helper<'tcx>(tcx: &ctxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>, svh: &Svh,
6162                     state: &mut SipHasher) {
6163         macro_rules! byte { ($b:expr) => { ($b as u8).hash(state) } }
6164         macro_rules! hash { ($e:expr) => { $e.hash(state) }  }
6165
6166         let region = |&: state: &mut SipHasher, r: Region| {
6167             match r {
6168                 ReStatic => {}
6169                 ReLateBound(db, BrAnon(i)) => {
6170                     db.hash(state);
6171                     i.hash(state);
6172                 }
6173                 ReEmpty |
6174                 ReEarlyBound(..) |
6175                 ReLateBound(..) |
6176                 ReFree(..) |
6177                 ReScope(..) |
6178                 ReInfer(..) => {
6179                     tcx.sess.bug("unexpected region found when hashing a type")
6180                 }
6181             }
6182         };
6183         let did = |&: state: &mut SipHasher, did: DefId| {
6184             let h = if ast_util::is_local(did) {
6185                 svh.clone()
6186             } else {
6187                 tcx.sess.cstore.get_crate_hash(did.krate)
6188             };
6189             h.as_str().hash(state);
6190             did.node.hash(state);
6191         };
6192         let mt = |&: state: &mut SipHasher, mt: mt| {
6193             mt.mutbl.hash(state);
6194         };
6195         let fn_sig = |&: state: &mut SipHasher, sig: &Binder<FnSig<'tcx>>| {
6196             let sig = anonymize_late_bound_regions(tcx, sig).0;
6197             for a in sig.inputs.iter() { helper(tcx, *a, svh, state); }
6198             if let ty::FnConverging(output) = sig.output {
6199                 helper(tcx, output, svh, state);
6200             }
6201         };
6202         maybe_walk_ty(ty, |ty| {
6203             match ty.sty {
6204                 ty_bool => byte!(2),
6205                 ty_char => byte!(3),
6206                 ty_int(i) => {
6207                     byte!(4);
6208                     hash!(i);
6209                 }
6210                 ty_uint(u) => {
6211                     byte!(5);
6212                     hash!(u);
6213                 }
6214                 ty_float(f) => {
6215                     byte!(6);
6216                     hash!(f);
6217                 }
6218                 ty_str => {
6219                     byte!(7);
6220                 }
6221                 ty_enum(d, _) => {
6222                     byte!(8);
6223                     did(state, d);
6224                 }
6225                 ty_uniq(_) => {
6226                     byte!(9);
6227                 }
6228                 ty_vec(_, Some(n)) => {
6229                     byte!(10);
6230                     n.hash(state);
6231                 }
6232                 ty_vec(_, None) => {
6233                     byte!(11);
6234                 }
6235                 ty_ptr(m) => {
6236                     byte!(12);
6237                     mt(state, m);
6238                 }
6239                 ty_rptr(r, m) => {
6240                     byte!(13);
6241                     region(state, *r);
6242                     mt(state, m);
6243                 }
6244                 ty_bare_fn(opt_def_id, ref b) => {
6245                     byte!(14);
6246                     hash!(opt_def_id);
6247                     hash!(b.unsafety);
6248                     hash!(b.abi);
6249                     fn_sig(state, &b.sig);
6250                     return false;
6251                 }
6252                 ty_trait(ref data) => {
6253                     byte!(17);
6254                     did(state, data.principal_def_id());
6255                     hash!(data.bounds);
6256
6257                     let principal = anonymize_late_bound_regions(tcx, &data.principal).0;
6258                     for subty in principal.substs.types.iter() {
6259                         helper(tcx, *subty, svh, state);
6260                     }
6261
6262                     return false;
6263                 }
6264                 ty_struct(d, _) => {
6265                     byte!(18);
6266                     did(state, d);
6267                 }
6268                 ty_tup(ref inner) => {
6269                     byte!(19);
6270                     hash!(inner.len());
6271                 }
6272                 ty_param(p) => {
6273                     byte!(20);
6274                     hash!(p.space);
6275                     hash!(p.idx);
6276                     hash!(token::get_name(p.name));
6277                 }
6278                 ty_open(_) => byte!(22),
6279                 ty_infer(_) => unreachable!(),
6280                 ty_err => byte!(23),
6281                 ty_unboxed_closure(d, r, _) => {
6282                     byte!(24);
6283                     did(state, d);
6284                     region(state, *r);
6285                 }
6286                 ty_projection(ref data) => {
6287                     byte!(25);
6288                     did(state, data.trait_ref.def_id);
6289                     hash!(token::get_name(data.item_name));
6290                 }
6291             }
6292             true
6293         });
6294     }
6295 }
6296
6297 impl Variance {
6298     pub fn to_string(self) -> &'static str {
6299         match self {
6300             Covariant => "+",
6301             Contravariant => "-",
6302             Invariant => "o",
6303             Bivariant => "*",
6304         }
6305     }
6306 }
6307
6308 /// Construct a parameter environment suitable for static contexts or other contexts where there
6309 /// are no free type/lifetime parameters in scope.
6310 pub fn empty_parameter_environment<'a,'tcx>(cx: &'a ctxt<'tcx>) -> ParameterEnvironment<'a,'tcx> {
6311     ty::ParameterEnvironment { tcx: cx,
6312                                free_substs: Substs::empty(),
6313                                caller_bounds: GenericBounds::empty(),
6314                                implicit_region_bound: ty::ReEmpty,
6315                                selection_cache: traits::SelectionCache::new(), }
6316 }
6317
6318 /// See `ParameterEnvironment` struct def'n for details
6319 pub fn construct_parameter_environment<'a,'tcx>(
6320     tcx: &'a ctxt<'tcx>,
6321     generics: &ty::Generics<'tcx>,
6322     free_id: ast::NodeId)
6323     -> ParameterEnvironment<'a, 'tcx>
6324 {
6325
6326     //
6327     // Construct the free substs.
6328     //
6329
6330     // map T => T
6331     let mut types = VecPerParamSpace::empty();
6332     push_types_from_defs(tcx, &mut types, generics.types.as_slice());
6333
6334     // map bound 'a => free 'a
6335     let mut regions = VecPerParamSpace::empty();
6336     push_region_params(&mut regions, free_id, generics.regions.as_slice());
6337
6338     let free_substs = Substs {
6339         types: types,
6340         regions: subst::NonerasedRegions(regions)
6341     };
6342
6343     let free_id_scope = region::CodeExtent::from_node_id(free_id);
6344
6345     //
6346     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
6347     //
6348
6349     let bounds = generics.to_bounds(tcx, &free_substs);
6350     let bounds = liberate_late_bound_regions(tcx, free_id_scope, &ty::Binder(bounds));
6351
6352     //
6353     // Compute region bounds. For now, these relations are stored in a
6354     // global table on the tcx, so just enter them there. I'm not
6355     // crazy about this scheme, but it's convenient, at least.
6356     //
6357
6358     record_region_bounds(tcx, &bounds);
6359
6360     debug!("construct_parameter_environment: free_id={:?} free_subst={:?} bounds={:?}",
6361            free_id,
6362            free_substs.repr(tcx),
6363            bounds.repr(tcx));
6364
6365     return ty::ParameterEnvironment {
6366         tcx: tcx,
6367         free_substs: free_substs,
6368         implicit_region_bound: ty::ReScope(free_id_scope),
6369         caller_bounds: bounds,
6370         selection_cache: traits::SelectionCache::new(),
6371     };
6372
6373     fn push_region_params(regions: &mut VecPerParamSpace<ty::Region>,
6374                           free_id: ast::NodeId,
6375                           region_params: &[RegionParameterDef])
6376     {
6377         for r in region_params.iter() {
6378             regions.push(r.space, ty::free_region_from_def(free_id, r));
6379         }
6380     }
6381
6382     fn push_types_from_defs<'tcx>(tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
6383                                   types: &mut VecPerParamSpace<Ty<'tcx>>,
6384                                   defs: &[TypeParameterDef<'tcx>]) {
6385         for def in defs.iter() {
6386             debug!("construct_parameter_environment(): push_types_from_defs: def={:?}",
6387                    def.repr(tcx));
6388             let ty = ty::mk_param_from_def(tcx, def);
6389             types.push(def.space, ty);
6390        }
6391     }
6392
6393     fn record_region_bounds<'tcx>(tcx: &ty::ctxt<'tcx>, bounds: &GenericBounds<'tcx>) {
6394         debug!("record_region_bounds(bounds={:?})", bounds.repr(tcx));
6395
6396         for predicate in bounds.predicates.iter() {
6397             match *predicate {
6398                 Predicate::Projection(..) |
6399                 Predicate::Trait(..) |
6400                 Predicate::Equate(..) |
6401                 Predicate::TypeOutlives(..) => {
6402                     // No region bounds here
6403                 }
6404                 Predicate::RegionOutlives(ty::Binder(ty::OutlivesPredicate(r_a, r_b))) => {
6405                     match (r_a, r_b) {
6406                         (ty::ReFree(fr_a), ty::ReFree(fr_b)) => {
6407                             // Record that `'a:'b`. Or, put another way, `'b <= 'a`.
6408                             tcx.region_maps.relate_free_regions(fr_b, fr_a);
6409                         }
6410                         _ => {
6411                             // All named regions are instantiated with free regions.
6412                             tcx.sess.bug(
6413                                 format!("record_region_bounds: non free region: {} / {}",
6414                                         r_a.repr(tcx),
6415                                         r_b.repr(tcx)).as_slice());
6416                         }
6417                     }
6418                 }
6419             }
6420         }
6421     }
6422 }
6423
6424 impl BorrowKind {
6425     pub fn from_mutbl(m: ast::Mutability) -> BorrowKind {
6426         match m {
6427             ast::MutMutable => MutBorrow,
6428             ast::MutImmutable => ImmBorrow,
6429         }
6430     }
6431
6432     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
6433     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
6434     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
6435     /// question.
6436     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> ast::Mutability {
6437         match self {
6438             MutBorrow => ast::MutMutable,
6439             ImmBorrow => ast::MutImmutable,
6440
6441             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
6442             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
6443             // and hence is a safe "over approximation".
6444             UniqueImmBorrow => ast::MutMutable,
6445         }
6446     }
6447
6448     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
6449         match *self {
6450             MutBorrow => "mutable",
6451             ImmBorrow => "immutable",
6452             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
6453         }
6454     }
6455 }
6456
6457 impl<'tcx> ctxt<'tcx> {
6458     pub fn capture_mode(&self, closure_expr_id: ast::NodeId)
6459                     -> ast::CaptureClause {
6460         self.capture_modes.borrow()[closure_expr_id].clone()
6461     }
6462
6463     pub fn is_method_call(&self, expr_id: ast::NodeId) -> bool {
6464         self.method_map.borrow().contains_key(&MethodCall::expr(expr_id))
6465     }
6466 }
6467
6468 impl<'a,'tcx> mc::Typer<'tcx> for ParameterEnvironment<'a,'tcx> {
6469     fn tcx(&self) -> &ty::ctxt<'tcx> {
6470         self.tcx
6471     }
6472
6473     fn node_ty(&self, id: ast::NodeId) -> mc::McResult<Ty<'tcx>> {
6474         Ok(ty::node_id_to_type(self.tcx, id))
6475     }
6476
6477     fn expr_ty_adjusted(&self, expr: &ast::Expr) -> mc::McResult<Ty<'tcx>> {
6478         Ok(ty::expr_ty_adjusted(self.tcx, expr))
6479     }
6480
6481     fn node_method_ty(&self, method_call: ty::MethodCall) -> Option<Ty<'tcx>> {
6482         self.tcx.method_map.borrow().get(&method_call).map(|method| method.ty)
6483     }
6484
6485     fn node_method_origin(&self, method_call: ty::MethodCall)
6486                           -> Option<ty::MethodOrigin<'tcx>>
6487     {
6488         self.tcx.method_map.borrow().get(&method_call).map(|method| method.origin.clone())
6489     }
6490
6491     fn adjustments(&self) -> &RefCell<NodeMap<ty::AutoAdjustment<'tcx>>> {
6492         &self.tcx.adjustments
6493     }
6494
6495     fn is_method_call(&self, id: ast::NodeId) -> bool {
6496         self.tcx.is_method_call(id)
6497     }
6498
6499     fn temporary_scope(&self, rvalue_id: ast::NodeId) -> Option<region::CodeExtent> {
6500         self.tcx.region_maps.temporary_scope(rvalue_id)
6501     }
6502
6503     fn upvar_borrow(&self, upvar_id: ty::UpvarId) -> Option<ty::UpvarBorrow> {
6504         Some(self.tcx.upvar_borrow_map.borrow()[upvar_id].clone())
6505     }
6506
6507     fn capture_mode(&self, closure_expr_id: ast::NodeId)
6508                     -> ast::CaptureClause {
6509         self.tcx.capture_mode(closure_expr_id)
6510     }
6511
6512     fn type_moves_by_default(&self, span: Span, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
6513         type_moves_by_default(self, span, ty)
6514     }
6515 }
6516
6517 impl<'a,'tcx> UnboxedClosureTyper<'tcx> for ty::ParameterEnvironment<'a,'tcx> {
6518     fn param_env<'b>(&'b self) -> &'b ty::ParameterEnvironment<'b,'tcx> {
6519         self
6520     }
6521
6522     fn unboxed_closure_kind(&self,
6523                             def_id: ast::DefId)
6524                             -> ty::UnboxedClosureKind
6525     {
6526         self.tcx.unboxed_closure_kind(def_id)
6527     }
6528
6529     fn unboxed_closure_type(&self,
6530                             def_id: ast::DefId,
6531                             substs: &subst::Substs<'tcx>)
6532                             -> ty::ClosureTy<'tcx>
6533     {
6534         self.tcx.unboxed_closure_type(def_id, substs)
6535     }
6536
6537     fn unboxed_closure_upvars(&self,
6538                               def_id: ast::DefId,
6539                               substs: &Substs<'tcx>)
6540                               -> Option<Vec<UnboxedClosureUpvar<'tcx>>>
6541     {
6542         unboxed_closure_upvars(self, def_id, substs)
6543     }
6544 }
6545
6546
6547 /// The category of explicit self.
6548 #[derive(Clone, Copy, Eq, PartialEq, Show)]
6549 pub enum ExplicitSelfCategory {
6550     StaticExplicitSelfCategory,
6551     ByValueExplicitSelfCategory,
6552     ByReferenceExplicitSelfCategory(Region, ast::Mutability),
6553     ByBoxExplicitSelfCategory,
6554 }
6555
6556 /// Pushes all the lifetimes in the given type onto the given list. A
6557 /// "lifetime in a type" is a lifetime specified by a reference or a lifetime
6558 /// in a list of type substitutions. This does *not* traverse into nominal
6559 /// types, nor does it resolve fictitious types.
6560 pub fn accumulate_lifetimes_in_type(accumulator: &mut Vec<ty::Region>,
6561                                     ty: Ty) {
6562     walk_ty(ty, |ty| {
6563         match ty.sty {
6564             ty_rptr(region, _) => {
6565                 accumulator.push(*region)
6566             }
6567             ty_trait(ref t) => {
6568                 accumulator.push_all(t.principal.0.substs.regions().as_slice());
6569             }
6570             ty_enum(_, substs) |
6571             ty_struct(_, substs) => {
6572                 accum_substs(accumulator, substs);
6573             }
6574             ty_unboxed_closure(_, region, substs) => {
6575                 accumulator.push(*region);
6576                 accum_substs(accumulator, substs);
6577             }
6578             ty_bool |
6579             ty_char |
6580             ty_int(_) |
6581             ty_uint(_) |
6582             ty_float(_) |
6583             ty_uniq(_) |
6584             ty_str |
6585             ty_vec(_, _) |
6586             ty_ptr(_) |
6587             ty_bare_fn(..) |
6588             ty_tup(_) |
6589             ty_projection(_) |
6590             ty_param(_) |
6591             ty_infer(_) |
6592             ty_open(_) |
6593             ty_err => {
6594             }
6595         }
6596     });
6597
6598     fn accum_substs(accumulator: &mut Vec<Region>, substs: &Substs) {
6599         match substs.regions {
6600             subst::ErasedRegions => {}
6601             subst::NonerasedRegions(ref regions) => {
6602                 for region in regions.iter() {
6603                     accumulator.push(*region)
6604                 }
6605             }
6606         }
6607     }
6608 }
6609
6610 /// A free variable referred to in a function.
6611 #[derive(Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
6612 pub struct Freevar {
6613     /// The variable being accessed free.
6614     pub def: def::Def,
6615
6616     // First span where it is accessed (there can be multiple).
6617     pub span: Span
6618 }
6619
6620 pub type FreevarMap = NodeMap<Vec<Freevar>>;
6621
6622 pub type CaptureModeMap = NodeMap<ast::CaptureClause>;
6623
6624 // Trait method resolution
6625 pub type TraitMap = NodeMap<Vec<DefId>>;
6626
6627 // Map from the NodeId of a glob import to a list of items which are actually
6628 // imported.
6629 pub type GlobMap = HashMap<NodeId, HashSet<Name>>;
6630
6631 pub fn with_freevars<T, F>(tcx: &ty::ctxt, fid: ast::NodeId, f: F) -> T where
6632     F: FnOnce(&[Freevar]) -> T,
6633 {
6634     match tcx.freevars.borrow().get(&fid) {
6635         None => f(&[]),
6636         Some(d) => f(&d[])
6637     }
6638 }
6639
6640 impl<'tcx> AutoAdjustment<'tcx> {
6641     pub fn is_identity(&self) -> bool {
6642         match *self {
6643             AdjustReifyFnPointer(..) => false,
6644             AdjustDerefRef(ref r) => r.is_identity(),
6645         }
6646     }
6647 }
6648
6649 impl<'tcx> AutoDerefRef<'tcx> {
6650     pub fn is_identity(&self) -> bool {
6651         self.autoderefs == 0 && self.autoref.is_none()
6652     }
6653 }
6654
6655 /// Replace any late-bound regions bound in `value` with free variants attached to scope-id
6656 /// `scope_id`.
6657 pub fn liberate_late_bound_regions<'tcx, T>(
6658     tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
6659     scope: region::CodeExtent,
6660     value: &Binder<T>)
6661     -> T
6662     where T : TypeFoldable<'tcx> + Repr<'tcx>
6663 {
6664     replace_late_bound_regions(
6665         tcx, value,
6666         |br| ty::ReFree(ty::FreeRegion{scope: scope, bound_region: br})).0
6667 }
6668
6669 pub fn count_late_bound_regions<'tcx, T>(
6670     tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
6671     value: &Binder<T>)
6672     -> uint
6673     where T : TypeFoldable<'tcx> + Repr<'tcx>
6674 {
6675     let (_, skol_map) = replace_late_bound_regions(tcx, value, |_| ty::ReStatic);
6676     skol_map.len()
6677 }
6678
6679 pub fn binds_late_bound_regions<'tcx, T>(
6680     tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
6681     value: &Binder<T>)
6682     -> bool
6683     where T : TypeFoldable<'tcx> + Repr<'tcx>
6684 {
6685     count_late_bound_regions(tcx, value) > 0
6686 }
6687
6688 pub fn assert_no_late_bound_regions<'tcx, T>(
6689     tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
6690     value: &Binder<T>)
6691     -> T
6692     where T : TypeFoldable<'tcx> + Repr<'tcx> + Clone
6693 {
6694     assert!(!binds_late_bound_regions(tcx, value));
6695     value.0.clone()
6696 }
6697
6698 /// Replace any late-bound regions bound in `value` with `'static`. Useful in trans but also
6699 /// method lookup and a few other places where precise region relationships are not required.
6700 pub fn erase_late_bound_regions<'tcx, T>(
6701     tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
6702     value: &Binder<T>)
6703     -> T
6704     where T : TypeFoldable<'tcx> + Repr<'tcx>
6705 {
6706     replace_late_bound_regions(tcx, value, |_| ty::ReStatic).0
6707 }
6708
6709 /// Rewrite any late-bound regions so that they are anonymous.  Region numbers are
6710 /// assigned starting at 1 and increasing monotonically in the order traversed
6711 /// by the fold operation.
6712 ///
6713 /// The chief purpose of this function is to canonicalize regions so that two
6714 /// `FnSig`s or `TraitRef`s which are equivalent up to region naming will become
6715 /// structurally identical.  For example, `for<'a, 'b> fn(&'a int, &'b int)` and
6716 /// `for<'a, 'b> fn(&'b int, &'a int)` will become identical after anonymization.
6717 pub fn anonymize_late_bound_regions<'tcx, T>(
6718     tcx: &ctxt<'tcx>,
6719     sig: &Binder<T>)
6720     -> Binder<T>
6721     where T : TypeFoldable<'tcx> + Repr<'tcx>,
6722 {
6723     let mut counter = 0;
6724     ty::Binder(replace_late_bound_regions(tcx, sig, |_| {
6725         counter += 1;
6726         ReLateBound(ty::DebruijnIndex::new(1), BrAnon(counter))
6727     }).0)
6728 }
6729
6730 /// Replaces the late-bound-regions in `value` that are bound by `value`.
6731 pub fn replace_late_bound_regions<'tcx, T, F>(
6732     tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
6733     binder: &Binder<T>,
6734     mut mapf: F)
6735     -> (T, FnvHashMap<ty::BoundRegion,ty::Region>)
6736     where T : TypeFoldable<'tcx> + Repr<'tcx>,
6737           F : FnMut(BoundRegion) -> ty::Region,
6738 {
6739     debug!("replace_late_bound_regions({})", binder.repr(tcx));
6740
6741     let mut map = FnvHashMap::new();
6742
6743     // Note: fold the field `0`, not the binder, so that late-bound
6744     // regions bound by `binder` are considered free.
6745     let value = ty_fold::fold_regions(tcx, &binder.0, |region, current_depth| {
6746         debug!("region={}", region.repr(tcx));
6747         match region {
6748             ty::ReLateBound(debruijn, br) if debruijn.depth == current_depth => {
6749                 let region =
6750                     * map.entry(br).get().unwrap_or_else(
6751                         |vacant_entry| vacant_entry.insert(mapf(br)));
6752
6753                 if let ty::ReLateBound(debruijn1, br) = region {
6754                     // If the callback returns a late-bound region,
6755                     // that region should always use depth 1. Then we
6756                     // adjust it to the correct depth.
6757                     assert_eq!(debruijn1.depth, 1);
6758                     ty::ReLateBound(debruijn, br)
6759                 } else {
6760                     region
6761                 }
6762             }
6763             _ => {
6764                 region
6765             }
6766         }
6767     });
6768
6769     debug!("resulting map: {:?} value: {:?}", map, value.repr(tcx));
6770     (value, map)
6771 }
6772
6773 impl DebruijnIndex {
6774     pub fn new(depth: u32) -> DebruijnIndex {
6775         assert!(depth > 0);
6776         DebruijnIndex { depth: depth }
6777     }
6778
6779     pub fn shifted(&self, amount: u32) -> DebruijnIndex {
6780         DebruijnIndex { depth: self.depth + amount }
6781     }
6782 }
6783
6784 impl<'tcx> Repr<'tcx> for AutoAdjustment<'tcx> {
6785     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
6786         match *self {
6787             AdjustReifyFnPointer(def_id) => {
6788                 format!("AdjustReifyFnPointer({})", def_id.repr(tcx))
6789             }
6790             AdjustDerefRef(ref data) => {
6791                 data.repr(tcx)
6792             }
6793         }
6794     }
6795 }
6796
6797 impl<'tcx> Repr<'tcx> for UnsizeKind<'tcx> {
6798     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
6799         match *self {
6800             UnsizeLength(n) => format!("UnsizeLength({})", n),
6801             UnsizeStruct(ref k, n) => format!("UnsizeStruct({},{})", k.repr(tcx), n),
6802             UnsizeVtable(ref a, ref b) => format!("UnsizeVtable({},{})", a.repr(tcx), b.repr(tcx)),
6803         }
6804     }
6805 }
6806
6807 impl<'tcx> Repr<'tcx> for AutoDerefRef<'tcx> {
6808     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
6809         format!("AutoDerefRef({}, {})", self.autoderefs, self.autoref.repr(tcx))
6810     }
6811 }
6812
6813 impl<'tcx> Repr<'tcx> for AutoRef<'tcx> {
6814     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
6815         match *self {
6816             AutoPtr(a, b, ref c) => {
6817                 format!("AutoPtr({},{:?},{})", a.repr(tcx), b, c.repr(tcx))
6818             }
6819             AutoUnsize(ref a) => {
6820                 format!("AutoUnsize({})", a.repr(tcx))
6821             }
6822             AutoUnsizeUniq(ref a) => {
6823                 format!("AutoUnsizeUniq({})", a.repr(tcx))
6824             }
6825             AutoUnsafe(ref a, ref b) => {
6826                 format!("AutoUnsafe({:?},{})", a, b.repr(tcx))
6827             }
6828         }
6829     }
6830 }
6831
6832 impl<'tcx> Repr<'tcx> for TyTrait<'tcx> {
6833     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
6834         format!("TyTrait({},{})",
6835                 self.principal.repr(tcx),
6836                 self.bounds.repr(tcx))
6837     }
6838 }
6839
6840 impl<'tcx> Repr<'tcx> for ty::Predicate<'tcx> {
6841     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
6842         match *self {
6843             Predicate::Trait(ref a) => a.repr(tcx),
6844             Predicate::Equate(ref pair) => pair.repr(tcx),
6845             Predicate::RegionOutlives(ref pair) => pair.repr(tcx),
6846             Predicate::TypeOutlives(ref pair) => pair.repr(tcx),
6847             Predicate::Projection(ref pair) => pair.repr(tcx),
6848         }
6849     }
6850 }
6851
6852 impl<'tcx> Repr<'tcx> for vtable_origin<'tcx> {
6853     fn repr(&self, tcx: &ty::ctxt<'tcx>) -> String {
6854         match *self {
6855             vtable_static(def_id, ref tys, ref vtable_res) => {
6856                 format!("vtable_static({:?}:{}, {}, {})",
6857                         def_id,
6858                         ty::item_path_str(tcx, def_id),
6859                         tys.repr(tcx),
6860                         vtable_res.repr(tcx))
6861             }
6862
6863             vtable_param(x, y) => {
6864                 format!("vtable_param({:?}, {})", x, y)
6865             }
6866
6867             vtable_unboxed_closure(def_id) => {
6868                 format!("vtable_unboxed_closure({:?})", def_id)
6869             }
6870
6871             vtable_error => {
6872                 format!("vtable_error")
6873             }
6874         }
6875     }
6876 }
6877
6878 pub fn make_substs_for_receiver_types<'tcx>(tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
6879                                             trait_ref: &ty::TraitRef<'tcx>,
6880                                             method: &ty::Method<'tcx>)
6881                                             -> subst::Substs<'tcx>
6882 {
6883     /*!
6884      * Substitutes the values for the receiver's type parameters
6885      * that are found in method, leaving the method's type parameters
6886      * intact.
6887      */
6888
6889     let meth_tps: Vec<Ty> =
6890         method.generics.types.get_slice(subst::FnSpace)
6891               .iter()
6892               .map(|def| ty::mk_param_from_def(tcx, def))
6893               .collect();
6894     let meth_regions: Vec<ty::Region> =
6895         method.generics.regions.get_slice(subst::FnSpace)
6896               .iter()
6897               .map(|def| ty::ReEarlyBound(def.def_id.node, def.space,
6898                                           def.index, def.name))
6899               .collect();
6900     trait_ref.substs.clone().with_method(meth_tps, meth_regions)
6901 }
6902
6903 #[derive(Copy)]
6904 pub enum CopyImplementationError {
6905     FieldDoesNotImplementCopy(ast::Name),
6906     VariantDoesNotImplementCopy(ast::Name),
6907     TypeIsStructural,
6908     TypeHasDestructor,
6909 }
6910
6911 pub fn can_type_implement_copy<'a,'tcx>(param_env: &ParameterEnvironment<'a, 'tcx>,
6912                                         span: Span,
6913                                         self_type: Ty<'tcx>)
6914                                         -> Result<(),CopyImplementationError>
6915 {
6916     let tcx = param_env.tcx;
6917
6918     let did = match self_type.sty {
6919         ty::ty_struct(struct_did, substs) => {
6920             let fields = ty::struct_fields(tcx, struct_did, substs);
6921             for field in fields.iter() {
6922                 if type_moves_by_default(param_env, span, field.mt.ty) {
6923                     return Err(FieldDoesNotImplementCopy(field.name))
6924                 }
6925             }
6926             struct_did
6927         }
6928         ty::ty_enum(enum_did, substs) => {
6929             let enum_variants = ty::enum_variants(tcx, enum_did);
6930             for variant in enum_variants.iter() {
6931                 for variant_arg_type in variant.args.iter() {
6932                     let substd_arg_type =
6933                         variant_arg_type.subst(tcx, substs);
6934                     if type_moves_by_default(param_env, span, substd_arg_type) {
6935                         return Err(VariantDoesNotImplementCopy(variant.name))
6936                     }
6937                 }
6938             }
6939             enum_did
6940         }
6941         _ => return Err(TypeIsStructural),
6942     };
6943
6944     if ty::has_dtor(tcx, did) {
6945         return Err(TypeHasDestructor)
6946     }
6947
6948     Ok(())
6949 }
6950
6951 // FIXME(#20298) -- all of these types basically walk various
6952 // structures to test whether types/regions are reachable with various
6953 // properties. It should be possible to express them in terms of one
6954 // common "walker" trait or something.
6955
6956 pub trait RegionEscape {
6957     fn has_escaping_regions(&self) -> bool {
6958         self.has_regions_escaping_depth(0)
6959     }
6960
6961     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool;
6962 }
6963
6964 impl<'tcx> RegionEscape for Ty<'tcx> {
6965     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
6966         ty::type_escapes_depth(*self, depth)
6967     }
6968 }
6969
6970 impl<'tcx> RegionEscape for Substs<'tcx> {
6971     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
6972         self.types.has_regions_escaping_depth(depth) ||
6973             self.regions.has_regions_escaping_depth(depth)
6974     }
6975 }
6976
6977 impl<'tcx,T:RegionEscape> RegionEscape for VecPerParamSpace<T> {
6978     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
6979         self.iter_enumerated().any(|(space, _, t)| {
6980             if space == subst::FnSpace {
6981                 t.has_regions_escaping_depth(depth+1)
6982             } else {
6983                 t.has_regions_escaping_depth(depth)
6984             }
6985         })
6986     }
6987 }
6988
6989 impl<'tcx> RegionEscape for TypeScheme<'tcx> {
6990     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
6991         self.ty.has_regions_escaping_depth(depth) ||
6992             self.generics.has_regions_escaping_depth(depth)
6993     }
6994 }
6995
6996 impl RegionEscape for Region {
6997     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
6998         self.escapes_depth(depth)
6999     }
7000 }
7001
7002 impl<'tcx> RegionEscape for Generics<'tcx> {
7003     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7004         self.predicates.has_regions_escaping_depth(depth)
7005     }
7006 }
7007
7008 impl<'tcx> RegionEscape for Predicate<'tcx> {
7009     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7010         match *self {
7011             Predicate::Trait(ref data) => data.has_regions_escaping_depth(depth),
7012             Predicate::Equate(ref data) => data.has_regions_escaping_depth(depth),
7013             Predicate::RegionOutlives(ref data) => data.has_regions_escaping_depth(depth),
7014             Predicate::TypeOutlives(ref data) => data.has_regions_escaping_depth(depth),
7015             Predicate::Projection(ref data) => data.has_regions_escaping_depth(depth),
7016         }
7017     }
7018 }
7019
7020 impl<'tcx> RegionEscape for TraitRef<'tcx> {
7021     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7022         self.substs.types.iter().any(|t| t.has_regions_escaping_depth(depth)) ||
7023             self.substs.regions.has_regions_escaping_depth(depth)
7024     }
7025 }
7026
7027 impl<'tcx> RegionEscape for subst::RegionSubsts {
7028     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7029         match *self {
7030             subst::ErasedRegions => false,
7031             subst::NonerasedRegions(ref r) => {
7032                 r.iter().any(|t| t.has_regions_escaping_depth(depth))
7033             }
7034         }
7035     }
7036 }
7037
7038 impl<'tcx,T:RegionEscape> RegionEscape for Binder<T> {
7039     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7040         self.0.has_regions_escaping_depth(depth + 1)
7041     }
7042 }
7043
7044 impl<'tcx> RegionEscape for EquatePredicate<'tcx> {
7045     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7046         self.0.has_regions_escaping_depth(depth) || self.1.has_regions_escaping_depth(depth)
7047     }
7048 }
7049
7050 impl<'tcx> RegionEscape for TraitPredicate<'tcx> {
7051     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7052         self.trait_ref.has_regions_escaping_depth(depth)
7053     }
7054 }
7055
7056 impl<T:RegionEscape,U:RegionEscape> RegionEscape for OutlivesPredicate<T,U> {
7057     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7058         self.0.has_regions_escaping_depth(depth) || self.1.has_regions_escaping_depth(depth)
7059     }
7060 }
7061
7062 impl<'tcx> RegionEscape for ProjectionPredicate<'tcx> {
7063     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7064         self.projection_ty.has_regions_escaping_depth(depth) ||
7065             self.ty.has_regions_escaping_depth(depth)
7066     }
7067 }
7068
7069 impl<'tcx> RegionEscape for ProjectionTy<'tcx> {
7070     fn has_regions_escaping_depth(&self, depth: u32) -> bool {
7071         self.trait_ref.has_regions_escaping_depth(depth)
7072     }
7073 }
7074
7075 impl<'tcx> Repr<'tcx> for ty::ProjectionPredicate<'tcx> {
7076     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
7077         format!("ProjectionPredicate({}, {})",
7078                 self.projection_ty.repr(tcx),
7079                 self.ty.repr(tcx))
7080     }
7081 }
7082
7083 pub trait HasProjectionTypes {
7084     fn has_projection_types(&self) -> bool;
7085 }
7086
7087 impl<'tcx,T:HasProjectionTypes> HasProjectionTypes for Vec<T> {
7088     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7089         self.iter().any(|p| p.has_projection_types())
7090     }
7091 }
7092
7093 impl<'tcx,T:HasProjectionTypes> HasProjectionTypes for VecPerParamSpace<T> {
7094     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7095         self.iter().any(|p| p.has_projection_types())
7096     }
7097 }
7098
7099 impl<'tcx> HasProjectionTypes for ClosureTy<'tcx> {
7100     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7101         self.sig.has_projection_types()
7102     }
7103 }
7104
7105 impl<'tcx> HasProjectionTypes for UnboxedClosureUpvar<'tcx> {
7106     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7107         self.ty.has_projection_types()
7108     }
7109 }
7110
7111 impl<'tcx> HasProjectionTypes for ty::GenericBounds<'tcx> {
7112     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7113         self.predicates.has_projection_types()
7114     }
7115 }
7116
7117 impl<'tcx> HasProjectionTypes for Predicate<'tcx> {
7118     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7119         match *self {
7120             Predicate::Trait(ref data) => data.has_projection_types(),
7121             Predicate::Equate(ref data) => data.has_projection_types(),
7122             Predicate::RegionOutlives(ref data) => data.has_projection_types(),
7123             Predicate::TypeOutlives(ref data) => data.has_projection_types(),
7124             Predicate::Projection(ref data) => data.has_projection_types(),
7125         }
7126     }
7127 }
7128
7129 impl<'tcx> HasProjectionTypes for TraitPredicate<'tcx> {
7130     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7131         self.trait_ref.has_projection_types()
7132     }
7133 }
7134
7135 impl<'tcx> HasProjectionTypes for EquatePredicate<'tcx> {
7136     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7137         self.0.has_projection_types() || self.1.has_projection_types()
7138     }
7139 }
7140
7141 impl HasProjectionTypes for Region {
7142     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7143         false
7144     }
7145 }
7146
7147 impl<T:HasProjectionTypes,U:HasProjectionTypes> HasProjectionTypes for OutlivesPredicate<T,U> {
7148     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7149         self.0.has_projection_types() || self.1.has_projection_types()
7150     }
7151 }
7152
7153 impl<'tcx> HasProjectionTypes for ProjectionPredicate<'tcx> {
7154     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7155         self.projection_ty.has_projection_types() || self.ty.has_projection_types()
7156     }
7157 }
7158
7159 impl<'tcx> HasProjectionTypes for ProjectionTy<'tcx> {
7160     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7161         self.trait_ref.has_projection_types()
7162     }
7163 }
7164
7165 impl<'tcx> HasProjectionTypes for Ty<'tcx> {
7166     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7167         ty::type_has_projection(*self)
7168     }
7169 }
7170
7171 impl<'tcx> HasProjectionTypes for TraitRef<'tcx> {
7172     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7173         self.substs.has_projection_types()
7174     }
7175 }
7176
7177 impl<'tcx> HasProjectionTypes for subst::Substs<'tcx> {
7178     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7179         self.types.iter().any(|t| t.has_projection_types())
7180     }
7181 }
7182
7183 impl<'tcx,T> HasProjectionTypes for Option<T>
7184     where T : HasProjectionTypes
7185 {
7186     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7187         self.iter().any(|t| t.has_projection_types())
7188     }
7189 }
7190
7191 impl<'tcx,T> HasProjectionTypes for Rc<T>
7192     where T : HasProjectionTypes
7193 {
7194     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7195         (**self).has_projection_types()
7196     }
7197 }
7198
7199 impl<'tcx,T> HasProjectionTypes for Box<T>
7200     where T : HasProjectionTypes
7201 {
7202     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7203         (**self).has_projection_types()
7204     }
7205 }
7206
7207 impl<T> HasProjectionTypes for Binder<T>
7208     where T : HasProjectionTypes
7209 {
7210     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7211         self.0.has_projection_types()
7212     }
7213 }
7214
7215 impl<'tcx> HasProjectionTypes for FnOutput<'tcx> {
7216     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7217         match *self {
7218             FnConverging(t) => t.has_projection_types(),
7219             FnDiverging => false,
7220         }
7221     }
7222 }
7223
7224 impl<'tcx> HasProjectionTypes for FnSig<'tcx> {
7225     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7226         self.inputs.iter().any(|t| t.has_projection_types()) ||
7227             self.output.has_projection_types()
7228     }
7229 }
7230
7231 impl<'tcx> HasProjectionTypes for field<'tcx> {
7232     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7233         self.mt.ty.has_projection_types()
7234     }
7235 }
7236
7237 impl<'tcx> HasProjectionTypes for BareFnTy<'tcx> {
7238     fn has_projection_types(&self) -> bool {
7239         self.sig.has_projection_types()
7240     }
7241 }
7242
7243 pub trait ReferencesError {
7244     fn references_error(&self) -> bool;
7245 }
7246
7247 impl<T:ReferencesError> ReferencesError for Binder<T> {
7248     fn references_error(&self) -> bool {
7249         self.0.references_error()
7250     }
7251 }
7252
7253 impl<T:ReferencesError> ReferencesError for Rc<T> {
7254     fn references_error(&self) -> bool {
7255         (&**self).references_error()
7256     }
7257 }
7258
7259 impl<'tcx> ReferencesError for TraitPredicate<'tcx> {
7260     fn references_error(&self) -> bool {
7261         self.trait_ref.references_error()
7262     }
7263 }
7264
7265 impl<'tcx> ReferencesError for ProjectionPredicate<'tcx> {
7266     fn references_error(&self) -> bool {
7267         self.projection_ty.trait_ref.references_error() || self.ty.references_error()
7268     }
7269 }
7270
7271 impl<'tcx> ReferencesError for TraitRef<'tcx> {
7272     fn references_error(&self) -> bool {
7273         self.input_types().iter().any(|t| t.references_error())
7274     }
7275 }
7276
7277 impl<'tcx> ReferencesError for Ty<'tcx> {
7278     fn references_error(&self) -> bool {
7279         type_is_error(*self)
7280     }
7281 }
7282
7283 impl<'tcx> ReferencesError for Predicate<'tcx> {
7284     fn references_error(&self) -> bool {
7285         match *self {
7286             Predicate::Trait(ref data) => data.references_error(),
7287             Predicate::Equate(ref data) => data.references_error(),
7288             Predicate::RegionOutlives(ref data) => data.references_error(),
7289             Predicate::TypeOutlives(ref data) => data.references_error(),
7290             Predicate::Projection(ref data) => data.references_error(),
7291         }
7292     }
7293 }
7294
7295 impl<A,B> ReferencesError for OutlivesPredicate<A,B>
7296     where A : ReferencesError, B : ReferencesError
7297 {
7298     fn references_error(&self) -> bool {
7299         self.0.references_error() || self.1.references_error()
7300     }
7301 }
7302
7303 impl<'tcx> ReferencesError for EquatePredicate<'tcx>
7304 {
7305     fn references_error(&self) -> bool {
7306         self.0.references_error() || self.1.references_error()
7307     }
7308 }
7309
7310 impl ReferencesError for Region
7311 {
7312     fn references_error(&self) -> bool {
7313         false
7314     }
7315 }
7316
7317 impl<'tcx> Repr<'tcx> for ClosureTy<'tcx> {
7318     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
7319         format!("ClosureTy({},{},{:?},{},{},{})",
7320                 self.unsafety,
7321                 self.onceness,
7322                 self.store,
7323                 self.bounds.repr(tcx),
7324                 self.sig.repr(tcx),
7325                 self.abi)
7326     }
7327 }
7328
7329 impl<'tcx> Repr<'tcx> for UnboxedClosureUpvar<'tcx> {
7330     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
7331         format!("UnboxedClosureUpvar({},{})",
7332                 self.def.repr(tcx),
7333                 self.ty.repr(tcx))
7334     }
7335 }
7336
7337 impl<'tcx> Repr<'tcx> for field<'tcx> {
7338     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
7339         format!("field({},{})",
7340                 self.name.repr(tcx),
7341                 self.mt.repr(tcx))
7342     }
7343 }
7344
7345 impl<'a, 'tcx> Repr<'tcx> for ParameterEnvironment<'a, 'tcx> {
7346     fn repr(&self, tcx: &ctxt<'tcx>) -> String {
7347         format!("ParameterEnvironment(\
7348             free_substs={}, \
7349             implicit_region_bound={}, \
7350             caller_bounds={})",
7351             self.free_substs.repr(tcx),
7352             self.implicit_region_bound.repr(tcx),
7353             self.caller_bounds.repr(tcx))
7354         }
7355     }