]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Changed issue number to 36105
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // Copyright 2012-2015 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 pub use self::ImplOrTraitItemId::*;
12 pub use self::Variance::*;
13 pub use self::DtorKind::*;
14 pub use self::ImplOrTraitItemContainer::*;
15 pub use self::BorrowKind::*;
16 pub use self::ImplOrTraitItem::*;
17 pub use self::IntVarValue::*;
18 pub use self::LvaluePreference::*;
19 pub use self::fold::TypeFoldable;
20
21 use dep_graph::{self, DepNode};
22 use hir::map as ast_map;
23 use middle;
24 use middle::cstore::{self, LOCAL_CRATE};
25 use hir::def::{Def, PathResolution, ExportMap};
26 use hir::def_id::DefId;
27 use middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
28 use middle::region::{CodeExtent, ROOT_CODE_EXTENT};
29 use traits;
30 use ty;
31 use ty::subst::{Subst, Substs};
32 use ty::walk::TypeWalker;
33 use util::common::MemoizationMap;
34 use util::nodemap::NodeSet;
35 use util::nodemap::FnvHashMap;
36
37 use serialize::{Encodable, Encoder, Decodable, Decoder};
38 use std::borrow::Cow;
39 use std::cell::Cell;
40 use std::hash::{Hash, Hasher};
41 use std::iter;
42 use std::rc::Rc;
43 use std::slice;
44 use std::vec::IntoIter;
45 use syntax::ast::{self, CrateNum, Name, NodeId};
46 use syntax::attr::{self, AttrMetaMethods};
47 use syntax::parse::token::InternedString;
48 use syntax_pos::{DUMMY_SP, Span};
49
50 use rustc_const_math::ConstInt;
51
52 use hir;
53 use hir::{ItemImpl, ItemTrait, PatKind};
54 use hir::intravisit::Visitor;
55
56 pub use self::sty::{Binder, DebruijnIndex};
57 pub use self::sty::{BuiltinBound, BuiltinBounds};
58 pub use self::sty::{BareFnTy, FnSig, PolyFnSig};
59 pub use self::sty::{ClosureTy, InferTy, ParamTy, ProjectionTy, TraitObject};
60 pub use self::sty::{ClosureSubsts, TypeAndMut};
61 pub use self::sty::{TraitRef, TypeVariants, PolyTraitRef};
62 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
63 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
64 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
65 pub use self::sty::Issue32330;
66 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, RegionVid, SkolemizedRegionVid};
67 pub use self::sty::BoundRegion::*;
68 pub use self::sty::InferTy::*;
69 pub use self::sty::Region::*;
70 pub use self::sty::TypeVariants::*;
71
72 pub use self::sty::BuiltinBound::Send as BoundSend;
73 pub use self::sty::BuiltinBound::Sized as BoundSized;
74 pub use self::sty::BuiltinBound::Copy as BoundCopy;
75 pub use self::sty::BuiltinBound::Sync as BoundSync;
76
77 pub use self::contents::TypeContents;
78 pub use self::context::{TyCtxt, tls};
79 pub use self::context::{CtxtArenas, Lift, Tables};
80
81 pub use self::trait_def::{TraitDef, TraitFlags};
82
83 pub mod adjustment;
84 pub mod cast;
85 pub mod error;
86 pub mod fast_reject;
87 pub mod fold;
88 pub mod item_path;
89 pub mod layout;
90 pub mod _match;
91 pub mod maps;
92 pub mod outlives;
93 pub mod relate;
94 pub mod subst;
95 pub mod trait_def;
96 pub mod walk;
97 pub mod wf;
98 pub mod util;
99
100 mod contents;
101 mod context;
102 mod flags;
103 mod ivar;
104 mod structural_impls;
105 mod sty;
106
107 pub type Disr = ConstInt;
108
109 // Data types
110
111 /// The complete set of all analyses described in this module. This is
112 /// produced by the driver and fed to trans and later passes.
113 #[derive(Clone)]
114 pub struct CrateAnalysis<'a> {
115     pub export_map: ExportMap,
116     pub access_levels: middle::privacy::AccessLevels,
117     pub reachable: NodeSet,
118     pub name: &'a str,
119     pub glob_map: Option<hir::GlobMap>,
120 }
121
122 #[derive(Copy, Clone)]
123 pub enum DtorKind {
124     NoDtor,
125     TraitDtor(bool)
126 }
127
128 impl DtorKind {
129     pub fn is_present(&self) -> bool {
130         match *self {
131             TraitDtor(..) => true,
132             _ => false
133         }
134     }
135
136     pub fn has_drop_flag(&self) -> bool {
137         match self {
138             &NoDtor => false,
139             &TraitDtor(flag) => flag
140         }
141     }
142 }
143
144 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug)]
145 pub enum ImplOrTraitItemContainer {
146     TraitContainer(DefId),
147     ImplContainer(DefId),
148 }
149
150 impl ImplOrTraitItemContainer {
151     pub fn id(&self) -> DefId {
152         match *self {
153             TraitContainer(id) => id,
154             ImplContainer(id) => id,
155         }
156     }
157 }
158
159 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
160 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
161 /// bounds/where clauses).
162 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
163 pub struct ImplHeader<'tcx> {
164     pub impl_def_id: DefId,
165     pub self_ty: Ty<'tcx>,
166     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
167     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
168 }
169
170 impl<'a, 'gcx, 'tcx> ImplHeader<'tcx> {
171     pub fn with_fresh_ty_vars(selcx: &mut traits::SelectionContext<'a, 'gcx, 'tcx>,
172                               impl_def_id: DefId)
173                               -> ImplHeader<'tcx>
174     {
175         let tcx = selcx.tcx();
176         let impl_substs = selcx.infcx().fresh_substs_for_item(DUMMY_SP, impl_def_id);
177
178         let header = ImplHeader {
179             impl_def_id: impl_def_id,
180             self_ty: tcx.lookup_item_type(impl_def_id).ty,
181             trait_ref: tcx.impl_trait_ref(impl_def_id),
182             predicates: tcx.lookup_predicates(impl_def_id).predicates
183         }.subst(tcx, impl_substs);
184
185         let traits::Normalized { value: mut header, obligations } =
186             traits::normalize(selcx, traits::ObligationCause::dummy(), &header);
187
188         header.predicates.extend(obligations.into_iter().map(|o| o.predicate));
189         header
190     }
191 }
192
193 #[derive(Clone)]
194 pub enum ImplOrTraitItem<'tcx> {
195     ConstTraitItem(Rc<AssociatedConst<'tcx>>),
196     MethodTraitItem(Rc<Method<'tcx>>),
197     TypeTraitItem(Rc<AssociatedType<'tcx>>),
198 }
199
200 impl<'tcx> ImplOrTraitItem<'tcx> {
201     fn id(&self) -> ImplOrTraitItemId {
202         match *self {
203             ConstTraitItem(ref associated_const) => {
204                 ConstTraitItemId(associated_const.def_id)
205             }
206             MethodTraitItem(ref method) => MethodTraitItemId(method.def_id),
207             TypeTraitItem(ref associated_type) => {
208                 TypeTraitItemId(associated_type.def_id)
209             }
210         }
211     }
212
213     pub fn def(&self) -> Def {
214         match *self {
215             ConstTraitItem(ref associated_const) => Def::AssociatedConst(associated_const.def_id),
216             MethodTraitItem(ref method) => Def::Method(method.def_id),
217             TypeTraitItem(ref ty) => Def::AssociatedTy(ty.container.id(), ty.def_id),
218         }
219     }
220
221     pub fn def_id(&self) -> DefId {
222         match *self {
223             ConstTraitItem(ref associated_const) => associated_const.def_id,
224             MethodTraitItem(ref method) => method.def_id,
225             TypeTraitItem(ref associated_type) => associated_type.def_id,
226         }
227     }
228
229     pub fn name(&self) -> Name {
230         match *self {
231             ConstTraitItem(ref associated_const) => associated_const.name,
232             MethodTraitItem(ref method) => method.name,
233             TypeTraitItem(ref associated_type) => associated_type.name,
234         }
235     }
236
237     pub fn vis(&self) -> Visibility {
238         match *self {
239             ConstTraitItem(ref associated_const) => associated_const.vis,
240             MethodTraitItem(ref method) => method.vis,
241             TypeTraitItem(ref associated_type) => associated_type.vis,
242         }
243     }
244
245     pub fn container(&self) -> ImplOrTraitItemContainer {
246         match *self {
247             ConstTraitItem(ref associated_const) => associated_const.container,
248             MethodTraitItem(ref method) => method.container,
249             TypeTraitItem(ref associated_type) => associated_type.container,
250         }
251     }
252
253     pub fn as_opt_method(&self) -> Option<Rc<Method<'tcx>>> {
254         match *self {
255             MethodTraitItem(ref m) => Some((*m).clone()),
256             _ => None,
257         }
258     }
259 }
260
261 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
262 pub enum ImplOrTraitItemId {
263     ConstTraitItemId(DefId),
264     MethodTraitItemId(DefId),
265     TypeTraitItemId(DefId),
266 }
267
268 impl ImplOrTraitItemId {
269     pub fn def_id(&self) -> DefId {
270         match *self {
271             ConstTraitItemId(def_id) => def_id,
272             MethodTraitItemId(def_id) => def_id,
273             TypeTraitItemId(def_id) => def_id,
274         }
275     }
276 }
277
278 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy)]
279 pub enum Visibility {
280     /// Visible everywhere (including in other crates).
281     Public,
282     /// Visible only in the given crate-local module.
283     Restricted(NodeId),
284     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
285     PrivateExternal,
286 }
287
288 pub trait NodeIdTree {
289     fn is_descendant_of(&self, node: NodeId, ancestor: NodeId) -> bool;
290 }
291
292 impl<'a> NodeIdTree for ast_map::Map<'a> {
293     fn is_descendant_of(&self, node: NodeId, ancestor: NodeId) -> bool {
294         let mut node_ancestor = node;
295         while node_ancestor != ancestor {
296             let node_ancestor_parent = self.get_module_parent(node_ancestor);
297             if node_ancestor_parent == node_ancestor {
298                 return false;
299             }
300             node_ancestor = node_ancestor_parent;
301         }
302         true
303     }
304 }
305
306 impl Visibility {
307     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: NodeId, tcx: TyCtxt) -> Self {
308         match *visibility {
309             hir::Public => Visibility::Public,
310             hir::Visibility::Crate => Visibility::Restricted(ast::CRATE_NODE_ID),
311             hir::Visibility::Restricted { id, .. } => match tcx.expect_def(id) {
312                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
313                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
314                 Def::Err => Visibility::Public,
315                 def => Visibility::Restricted(tcx.map.as_local_node_id(def.def_id()).unwrap()),
316             },
317             hir::Inherited => Visibility::Restricted(tcx.map.get_module_parent(id)),
318         }
319     }
320
321     /// Returns true if an item with this visibility is accessible from the given block.
322     pub fn is_accessible_from<T: NodeIdTree>(self, block: NodeId, tree: &T) -> bool {
323         let restriction = match self {
324             // Public items are visible everywhere.
325             Visibility::Public => return true,
326             // Private items from other crates are visible nowhere.
327             Visibility::PrivateExternal => return false,
328             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
329             Visibility::Restricted(module) => module,
330         };
331
332         tree.is_descendant_of(block, restriction)
333     }
334
335     /// Returns true if this visibility is at least as accessible as the given visibility
336     pub fn is_at_least<T: NodeIdTree>(self, vis: Visibility, tree: &T) -> bool {
337         let vis_restriction = match vis {
338             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
339             Visibility::PrivateExternal => return true,
340             Visibility::Restricted(module) => module,
341         };
342
343         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
344     }
345 }
346
347 #[derive(Clone, Debug)]
348 pub struct Method<'tcx> {
349     pub name: Name,
350     pub generics: &'tcx Generics<'tcx>,
351     pub predicates: GenericPredicates<'tcx>,
352     pub fty: &'tcx BareFnTy<'tcx>,
353     pub explicit_self: ExplicitSelfCategory,
354     pub vis: Visibility,
355     pub defaultness: hir::Defaultness,
356     pub def_id: DefId,
357     pub container: ImplOrTraitItemContainer,
358 }
359
360 impl<'tcx> Method<'tcx> {
361     pub fn new(name: Name,
362                generics: &'tcx ty::Generics<'tcx>,
363                predicates: GenericPredicates<'tcx>,
364                fty: &'tcx BareFnTy<'tcx>,
365                explicit_self: ExplicitSelfCategory,
366                vis: Visibility,
367                defaultness: hir::Defaultness,
368                def_id: DefId,
369                container: ImplOrTraitItemContainer)
370                -> Method<'tcx> {
371         Method {
372             name: name,
373             generics: generics,
374             predicates: predicates,
375             fty: fty,
376             explicit_self: explicit_self,
377             vis: vis,
378             defaultness: defaultness,
379             def_id: def_id,
380             container: container,
381         }
382     }
383
384     pub fn container_id(&self) -> DefId {
385         match self.container {
386             TraitContainer(id) => id,
387             ImplContainer(id) => id,
388         }
389     }
390 }
391
392 impl<'tcx> PartialEq for Method<'tcx> {
393     #[inline]
394     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { self.def_id == other.def_id }
395 }
396
397 impl<'tcx> Eq for Method<'tcx> {}
398
399 impl<'tcx> Hash for Method<'tcx> {
400     #[inline]
401     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
402         self.def_id.hash(s)
403     }
404 }
405
406 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
407 pub struct AssociatedConst<'tcx> {
408     pub name: Name,
409     pub ty: Ty<'tcx>,
410     pub vis: Visibility,
411     pub defaultness: hir::Defaultness,
412     pub def_id: DefId,
413     pub container: ImplOrTraitItemContainer,
414     pub has_value: bool
415 }
416
417 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
418 pub struct AssociatedType<'tcx> {
419     pub name: Name,
420     pub ty: Option<Ty<'tcx>>,
421     pub vis: Visibility,
422     pub defaultness: hir::Defaultness,
423     pub def_id: DefId,
424     pub container: ImplOrTraitItemContainer,
425 }
426
427 #[derive(Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable)]
428 pub struct ItemVariances {
429     pub types: Vec<Variance>,
430     pub regions: Vec<Variance>,
431 }
432
433 impl ItemVariances {
434     pub fn empty() -> ItemVariances {
435         ItemVariances {
436             types: vec![],
437             regions: vec![],
438         }
439     }
440 }
441
442 #[derive(Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, Copy)]
443 pub enum Variance {
444     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
445     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
446     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
447     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
448 }
449
450 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
451 pub struct MethodCallee<'tcx> {
452     /// Impl method ID, for inherent methods, or trait method ID, otherwise.
453     pub def_id: DefId,
454     pub ty: Ty<'tcx>,
455     pub substs: &'tcx Substs<'tcx>
456 }
457
458 /// With method calls, we store some extra information in
459 /// side tables (i.e method_map). We use
460 /// MethodCall as a key to index into these tables instead of
461 /// just directly using the expression's NodeId. The reason
462 /// for this being that we may apply adjustments (coercions)
463 /// with the resulting expression also needing to use the
464 /// side tables. The problem with this is that we don't
465 /// assign a separate NodeId to this new expression
466 /// and so it would clash with the base expression if both
467 /// needed to add to the side tables. Thus to disambiguate
468 /// we also keep track of whether there's an adjustment in
469 /// our key.
470 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
471 pub struct MethodCall {
472     pub expr_id: NodeId,
473     pub autoderef: u32
474 }
475
476 impl MethodCall {
477     pub fn expr(id: NodeId) -> MethodCall {
478         MethodCall {
479             expr_id: id,
480             autoderef: 0
481         }
482     }
483
484     pub fn autoderef(expr_id: NodeId, autoderef: u32) -> MethodCall {
485         MethodCall {
486             expr_id: expr_id,
487             autoderef: 1 + autoderef
488         }
489     }
490 }
491
492 // maps from an expression id that corresponds to a method call to the details
493 // of the method to be invoked
494 pub type MethodMap<'tcx> = FnvHashMap<MethodCall, MethodCallee<'tcx>>;
495
496 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
497 // the types of AST nodes.
498 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
499 pub struct CReaderCacheKey {
500     pub cnum: CrateNum,
501     pub pos: usize,
502 }
503
504 /// Describes the fragment-state associated with a NodeId.
505 ///
506 /// Currently only unfragmented paths have entries in the table,
507 /// but longer-term this enum is expected to expand to also
508 /// include data for fragmented paths.
509 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
510 pub enum FragmentInfo {
511     Moved { var: NodeId, move_expr: NodeId },
512     Assigned { var: NodeId, assign_expr: NodeId, assignee_id: NodeId },
513 }
514
515 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
516 // through the type during type construction, so that we can quickly
517 // check whether the type has various kinds of types in it without
518 // recursing over the type itself.
519 bitflags! {
520     flags TypeFlags: u32 {
521         const HAS_PARAMS         = 1 << 0,
522         const HAS_SELF           = 1 << 1,
523         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2,
524         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3,
525         const HAS_RE_SKOL        = 1 << 4,
526         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5,
527         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6,
528         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7,
529         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8,
530         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9,
531
532         // true if there are "names" of types and regions and so forth
533         // that are local to a particular fn
534         const HAS_LOCAL_NAMES    = 1 << 10,
535
536         // Present if the type belongs in a local type context.
537         // Only set for TyInfer other than Fresh.
538         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11,
539
540         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
541                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
542                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits,
543
544         // Flags representing the nominal content of a type,
545         // computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
546         // flag, it should be added here too.
547         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
548                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
549                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
550                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
551                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
552                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
553                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
554                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
555                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
556                                   TypeFlags::HAS_LOCAL_NAMES.bits |
557                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits,
558
559         // Caches for type_is_sized, type_moves_by_default
560         const SIZEDNESS_CACHED  = 1 << 16,
561         const IS_SIZED          = 1 << 17,
562         const MOVENESS_CACHED   = 1 << 18,
563         const MOVES_BY_DEFAULT  = 1 << 19,
564     }
565 }
566
567 pub struct TyS<'tcx> {
568     pub sty: TypeVariants<'tcx>,
569     pub flags: Cell<TypeFlags>,
570
571     // the maximal depth of any bound regions appearing in this type.
572     region_depth: u32,
573 }
574
575 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
576     #[inline]
577     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
578         // (self as *const _) == (other as *const _)
579         (self as *const TyS<'tcx>) == (other as *const TyS<'tcx>)
580     }
581 }
582 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
583
584 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
585     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
586         (self as *const TyS).hash(s)
587     }
588 }
589
590 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
591
592 impl<'tcx> Encodable for Ty<'tcx> {
593     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
594         cstore::tls::with_encoding_context(s, |ecx, rbml_w| {
595             ecx.encode_ty(rbml_w, *self);
596             Ok(())
597         })
598     }
599 }
600
601 impl<'tcx> Decodable for Ty<'tcx> {
602     fn decode<D: Decoder>(d: &mut D) -> Result<Ty<'tcx>, D::Error> {
603         cstore::tls::with_decoding_context(d, |dcx, rbml_r| {
604             Ok(dcx.decode_ty(rbml_r))
605         })
606     }
607 }
608
609
610 /// Upvars do not get their own node-id. Instead, we use the pair of
611 /// the original var id (that is, the root variable that is referenced
612 /// by the upvar) and the id of the closure expression.
613 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
614 pub struct UpvarId {
615     pub var_id: NodeId,
616     pub closure_expr_id: NodeId,
617 }
618
619 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
620 pub enum BorrowKind {
621     /// Data must be immutable and is aliasable.
622     ImmBorrow,
623
624     /// Data must be immutable but not aliasable.  This kind of borrow
625     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
626     /// implicit closure bindings. It is needed when you the closure
627     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
628     ///
629     ///    let x: &mut isize = ...;
630     ///    let y = || *x += 5;
631     ///
632     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
633     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
634     ///
635     ///    struct Env { x: & &mut isize }
636     ///    let x: &mut isize = ...;
637     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
638     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
639     ///
640     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
641     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
642     /// an `&mut` borrow:
643     ///
644     ///    struct Env { x: & &mut isize }
645     ///    let x: &mut isize = ...;
646     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
647     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
648     ///
649     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
650     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
651     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
652     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
653     /// borrow is hidden.
654     ///
655     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
656     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
657     /// simplicity, we don't give users the way to express this
658     /// borrow, it's just used when translating closures.
659     UniqueImmBorrow,
660
661     /// Data is mutable and not aliasable.
662     MutBorrow
663 }
664
665 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
666 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
667 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy)]
668 pub enum UpvarCapture {
669     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
670     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
671     /// depending on inference.
672     ByValue,
673
674     /// Upvar is captured by reference.
675     ByRef(UpvarBorrow),
676 }
677
678 #[derive(PartialEq, Clone, Copy)]
679 pub struct UpvarBorrow {
680     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
681     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
682     /// syntax.
683     pub kind: BorrowKind,
684
685     /// Region of the resulting reference.
686     pub region: ty::Region,
687 }
688
689 pub type UpvarCaptureMap = FnvHashMap<UpvarId, UpvarCapture>;
690
691 #[derive(Copy, Clone)]
692 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
693     pub def: Def,
694     pub span: Span,
695     pub ty: Ty<'tcx>,
696 }
697
698 #[derive(Clone, Copy, PartialEq)]
699 pub enum IntVarValue {
700     IntType(ast::IntTy),
701     UintType(ast::UintTy),
702 }
703
704 /// Default region to use for the bound of objects that are
705 /// supplied as the value for this type parameter. This is derived
706 /// from `T:'a` annotations appearing in the type definition.  If
707 /// this is `None`, then the default is inherited from the
708 /// surrounding context. See RFC #599 for details.
709 #[derive(Copy, Clone)]
710 pub enum ObjectLifetimeDefault {
711     /// Require an explicit annotation. Occurs when multiple
712     /// `T:'a` constraints are found.
713     Ambiguous,
714
715     /// Use the base default, typically 'static, but in a fn body it is a fresh variable
716     BaseDefault,
717
718     /// Use the given region as the default.
719     Specific(Region),
720 }
721
722 #[derive(Clone)]
723 pub struct TypeParameterDef<'tcx> {
724     pub name: Name,
725     pub def_id: DefId,
726     pub index: u32,
727     pub default_def_id: DefId, // for use in error reporing about defaults
728     pub default: Option<Ty<'tcx>>,
729     pub object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
730 }
731
732 #[derive(Clone)]
733 pub struct RegionParameterDef {
734     pub name: Name,
735     pub def_id: DefId,
736     pub index: u32,
737     pub bounds: Vec<ty::Region>,
738 }
739
740 impl RegionParameterDef {
741     pub fn to_early_bound_region(&self) -> ty::Region {
742         ty::ReEarlyBound(ty::EarlyBoundRegion {
743             index: self.index,
744             name: self.name,
745         })
746     }
747     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
748         // this is an early bound region, so unaffected by #32330
749         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name, Issue32330::WontChange)
750     }
751 }
752
753 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
754 /// with an item or method. Analogous to hir::Generics.
755 #[derive(Clone, Debug)]
756 pub struct Generics<'tcx> {
757     pub parent: Option<DefId>,
758     pub parent_regions: u32,
759     pub parent_types: u32,
760     pub regions: Vec<RegionParameterDef>,
761     pub types: Vec<TypeParameterDef<'tcx>>,
762     pub has_self: bool,
763 }
764
765 /// Bounds on generics.
766 #[derive(Clone)]
767 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
768     pub parent: Option<DefId>,
769     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
770 }
771
772 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
773     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
774                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
775         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
776         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
777         instantiated
778     }
779     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
780                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
781         InstantiatedPredicates {
782             predicates: self.predicates.subst(tcx, substs)
783         }
784     }
785
786     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
787                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
788                         substs: &Substs<'tcx>) {
789         if let Some(def_id) = self.parent {
790             tcx.lookup_predicates(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
791         }
792         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|p| p.subst(tcx, substs)))
793     }
794
795     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
796                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
797                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
798     {
799         assert_eq!(self.parent, None);
800         InstantiatedPredicates {
801             predicates: self.predicates.iter().map(|pred| {
802                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
803             }).collect()
804         }
805     }
806 }
807
808 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
809 pub enum Predicate<'tcx> {
810     /// Corresponds to `where Foo : Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
811     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
812     /// would be the type parameters.
813     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
814
815     /// A predicate created by RFC1592
816     Rfc1592(Box<Predicate<'tcx>>),
817
818     /// where `T1 == T2`.
819     Equate(PolyEquatePredicate<'tcx>),
820
821     /// where 'a : 'b
822     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate),
823
824     /// where T : 'a
825     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
826
827     /// where <T as TraitRef>::Name == X, approximately.
828     /// See `ProjectionPredicate` struct for details.
829     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
830
831     /// no syntax: T WF
832     WellFormed(Ty<'tcx>),
833
834     /// trait must be object-safe
835     ObjectSafe(DefId),
836
837     /// No direct syntax. May be thought of as `where T : FnFoo<...>`
838     /// for some substitutions `...` and T being a closure type.
839     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
840     ClosureKind(DefId, ClosureKind),
841 }
842
843 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
844     /// Performs a substitution suitable for going from a
845     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
846     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
847     /// substitution in terms of what happens with bound regions.  See
848     /// lengthy comment below for details.
849     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
850                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
851                             -> ty::Predicate<'tcx>
852     {
853         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
854         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
855         //
856         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
857         //
858         //     trait Foo<'a> : Bar<'a,'a> { }
859         //     trait Bar<'b,'c> { }
860         //
861         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T : Foo<'x>`, then
862         // we can deduce that `for<'x> T : Bar<'x,'x>`. Basically, if we
863         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
864         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
865         // normal substitution.
866         //
867         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
868         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
869         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
870         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
871         // `'a`.
872         //
873         // Another example to be careful of is this:
874         //
875         //     trait Foo1<'a> : for<'b> Bar1<'a,'b> { }
876         //     trait Bar1<'b,'c> { }
877         //
878         // Here, if we have `for<'x> T : Foo1<'x>`, then what do we know?
879         // The answer is that we know `for<'x,'b> T : Bar1<'x,'b>`. The
880         // reason is similar to the previous example: any impl of
881         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T : Bar1<'x, 'b>`.  So
882         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
883         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
884         //
885         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
886         // consider the more complicated scenario:
887         //
888         // - We start out with `for<'x> T : Foo1<'x>`. In this case, `'x`
889         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T : Bar1<'x,'b>`,
890         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
891         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
892         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
893         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
894         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
895         //   DB index of 1.
896         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
897         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
898         //   just as we wanted.
899         //
900         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
901         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
902         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
903         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
904         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
905         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
906         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
907         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
908         // rather than the trait reference itself (put another way, the
909         // substitution code expects equal binding levels in the values
910         // from the substitution and the value being substituted into, and
911         // this trick achieves that).
912
913         let substs = &trait_ref.0.substs;
914         match *self {
915             Predicate::Trait(ty::Binder(ref data)) =>
916                 Predicate::Trait(ty::Binder(data.subst(tcx, substs))),
917             Predicate::Rfc1592(ref pi) =>
918                 Predicate::Rfc1592(Box::new(pi.subst_supertrait(tcx, trait_ref))),
919             Predicate::Equate(ty::Binder(ref data)) =>
920                 Predicate::Equate(ty::Binder(data.subst(tcx, substs))),
921             Predicate::RegionOutlives(ty::Binder(ref data)) =>
922                 Predicate::RegionOutlives(ty::Binder(data.subst(tcx, substs))),
923             Predicate::TypeOutlives(ty::Binder(ref data)) =>
924                 Predicate::TypeOutlives(ty::Binder(data.subst(tcx, substs))),
925             Predicate::Projection(ty::Binder(ref data)) =>
926                 Predicate::Projection(ty::Binder(data.subst(tcx, substs))),
927             Predicate::WellFormed(data) =>
928                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
929             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
930                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
931             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, kind) =>
932                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, kind),
933         }
934     }
935 }
936
937 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
938 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
939     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
940 }
941 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
942
943 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
944     pub fn def_id(&self) -> DefId {
945         self.trait_ref.def_id
946     }
947
948     /// Creates the dep-node for selecting/evaluating this trait reference.
949     fn dep_node(&self) -> DepNode<DefId> {
950         // Ideally, the dep-node would just have all the input types
951         // in it.  But they are limited to including def-ids. So as an
952         // approximation we include the def-ids for all nominal types
953         // found somewhere. This means that we will e.g. conflate the
954         // dep-nodes for `u32: SomeTrait` and `u64: SomeTrait`, but we
955         // would have distinct dep-nodes for `Vec<u32>: SomeTrait`,
956         // `Rc<u32>: SomeTrait`, and `(Vec<u32>, Rc<u32>): SomeTrait`.
957         // Note that it's always sound to conflate dep-nodes, it just
958         // leads to more recompilation.
959         let def_ids: Vec<_> =
960             self.input_types()
961                 .iter()
962                 .flat_map(|t| t.walk())
963                 .filter_map(|t| match t.sty {
964                     ty::TyStruct(adt_def, _) |
965                     ty::TyEnum(adt_def, _) =>
966                         Some(adt_def.did),
967                     _ =>
968                         None
969                 })
970                 .collect();
971         DepNode::TraitSelect(self.def_id(), def_ids)
972     }
973
974     pub fn input_types(&self) -> &[Ty<'tcx>] {
975         &self.trait_ref.substs.types
976     }
977
978     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
979         self.trait_ref.self_ty()
980     }
981 }
982
983 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
984     pub fn def_id(&self) -> DefId {
985         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
986         self.0.def_id()
987     }
988
989     pub fn dep_node(&self) -> DepNode<DefId> {
990         // ok to skip binder since depnode does not care about regions
991         self.0.dep_node()
992     }
993 }
994
995 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
996 pub struct EquatePredicate<'tcx>(pub Ty<'tcx>, pub Ty<'tcx>); // `0 == 1`
997 pub type PolyEquatePredicate<'tcx> = ty::Binder<EquatePredicate<'tcx>>;
998
999 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
1000 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A : B`
1001 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1002 pub type PolyRegionOutlivesPredicate = PolyOutlivesPredicate<ty::Region, ty::Region>;
1003 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = PolyOutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region>;
1004
1005 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1006 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1007 ///
1008 /// 1. `T : TraitRef<..., Item=Type>`
1009 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1010 ///
1011 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1012 /// normal trait predicate (`T : TraitRef<...>`) and one of these
1013 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1014 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of Form
1015 /// #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1016 /// instances to normalize the LHS.
1017 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
1018 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1019     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1020     pub ty: Ty<'tcx>,
1021 }
1022
1023 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1024
1025 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1026     pub fn item_name(&self) -> Name {
1027         self.0.projection_ty.item_name // safe to skip the binder to access a name
1028     }
1029
1030     pub fn sort_key(&self) -> (DefId, Name) {
1031         self.0.projection_ty.sort_key()
1032     }
1033 }
1034
1035 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1036     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1037 }
1038
1039 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1040     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1041         assert!(!self.has_escaping_regions());
1042         ty::Binder(self.clone())
1043     }
1044 }
1045
1046 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1047     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1048         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1049     }
1050 }
1051
1052 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1053     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1054         // Note: unlike with TraitRef::to_poly_trait_ref(),
1055         // self.0.trait_ref is permitted to have escaping regions.
1056         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1057         // return value, so we are preserving the number of binding
1058         // levels.
1059         ty::Binder(self.0.projection_ty.trait_ref)
1060     }
1061 }
1062
1063 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1064     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1065 }
1066
1067 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1068     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1069         // we're about to add a binder, so let's check that we don't
1070         // accidentally capture anything, or else that might be some
1071         // weird debruijn accounting.
1072         assert!(!self.has_escaping_regions());
1073
1074         ty::Predicate::Trait(ty::Binder(ty::TraitPredicate {
1075             trait_ref: self.clone()
1076         }))
1077     }
1078 }
1079
1080 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1081     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1082         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1083     }
1084 }
1085
1086 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyEquatePredicate<'tcx> {
1087     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1088         Predicate::Equate(self.clone())
1089     }
1090 }
1091
1092 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate {
1093     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1094         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1095     }
1096 }
1097
1098 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1099     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1100         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1101     }
1102 }
1103
1104 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1105     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1106         Predicate::Projection(self.clone())
1107     }
1108 }
1109
1110 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1111     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1112     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1113     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1114     pub fn walk_tys(&self) -> IntoIter<Ty<'tcx>> {
1115         let vec: Vec<_> = match *self {
1116             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1117                 data.0.trait_ref.input_types().to_vec()
1118             }
1119             ty::Predicate::Rfc1592(ref data) => {
1120                 return data.walk_tys()
1121             }
1122             ty::Predicate::Equate(ty::Binder(ref data)) => {
1123                 vec![data.0, data.1]
1124             }
1125             ty::Predicate::TypeOutlives(ty::Binder(ref data)) => {
1126                 vec![data.0]
1127             }
1128             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1129                 vec![]
1130             }
1131             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1132                 let trait_inputs = data.0.projection_ty.trait_ref.input_types();
1133                 trait_inputs.iter()
1134                             .cloned()
1135                             .chain(Some(data.0.ty))
1136                             .collect()
1137             }
1138             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1139                 vec![data]
1140             }
1141             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1142                 vec![]
1143             }
1144             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, _kind) => {
1145                 vec![]
1146             }
1147         };
1148
1149         // The only reason to collect into a vector here is that I was
1150         // too lazy to make the full (somewhat complicated) iterator
1151         // type that would be needed here. But I wanted this fn to
1152         // return an iterator conceptually, rather than a `Vec`, so as
1153         // to be closer to `Ty::walk`.
1154         vec.into_iter()
1155     }
1156
1157     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1158         match *self {
1159             Predicate::Trait(ref t) => {
1160                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1161             }
1162             Predicate::Rfc1592(..) |
1163             Predicate::Projection(..) |
1164             Predicate::Equate(..) |
1165             Predicate::RegionOutlives(..) |
1166             Predicate::WellFormed(..) |
1167             Predicate::ObjectSafe(..) |
1168             Predicate::ClosureKind(..) |
1169             Predicate::TypeOutlives(..) => {
1170                 None
1171             }
1172         }
1173     }
1174 }
1175
1176 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1177 /// parameters.  Should eventually be generalized into a flag list of
1178 /// where clauses.  You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1179 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1180 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1181 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1182 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1183 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1184 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1185 /// their values.
1186 ///
1187 /// Example:
1188 ///
1189 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1190 ///
1191 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1192 /// `[[], [U:Bar<T>]]`.  Now if there were some particular reference
1193 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1194 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1195 #[derive(Clone)]
1196 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1197     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1198 }
1199
1200 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1201     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1202         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1203     }
1204
1205     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1206         self.predicates.is_empty()
1207     }
1208 }
1209
1210 impl<'tcx> TraitRef<'tcx> {
1211     pub fn new(def_id: DefId, substs: &'tcx Substs<'tcx>) -> TraitRef<'tcx> {
1212         TraitRef { def_id: def_id, substs: substs }
1213     }
1214
1215     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1216         self.substs.types[0]
1217     }
1218
1219     pub fn input_types(&self) -> &[Ty<'tcx>] {
1220         // Select only the "input types" from a trait-reference. For
1221         // now this is all the types that appear in the
1222         // trait-reference, but it should eventually exclude
1223         // associated types.
1224         &self.substs.types
1225     }
1226 }
1227
1228 /// When type checking, we use the `ParameterEnvironment` to track
1229 /// details about the type/lifetime parameters that are in scope.
1230 /// It primarily stores the bounds information.
1231 ///
1232 /// Note: This information might seem to be redundant with the data in
1233 /// `tcx.ty_param_defs`, but it is not. That table contains the
1234 /// parameter definitions from an "outside" perspective, but this
1235 /// struct will contain the bounds for a parameter as seen from inside
1236 /// the function body. Currently the only real distinction is that
1237 /// bound lifetime parameters are replaced with free ones, but in the
1238 /// future I hope to refine the representation of types so as to make
1239 /// more distinctions clearer.
1240 #[derive(Clone)]
1241 pub struct ParameterEnvironment<'tcx> {
1242     /// See `construct_free_substs` for details.
1243     pub free_substs: &'tcx Substs<'tcx>,
1244
1245     /// Each type parameter has an implicit region bound that
1246     /// indicates it must outlive at least the function body (the user
1247     /// may specify stronger requirements). This field indicates the
1248     /// region of the callee.
1249     pub implicit_region_bound: ty::Region,
1250
1251     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1252     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1253     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1254     pub caller_bounds: Vec<ty::Predicate<'tcx>>,
1255
1256     /// Scope that is attached to free regions for this scope. This
1257     /// is usually the id of the fn body, but for more abstract scopes
1258     /// like structs we often use the node-id of the struct.
1259     ///
1260     /// FIXME(#3696). It would be nice to refactor so that free
1261     /// regions don't have this implicit scope and instead introduce
1262     /// relationships in the environment.
1263     pub free_id_outlive: CodeExtent,
1264 }
1265
1266 impl<'a, 'tcx> ParameterEnvironment<'tcx> {
1267     pub fn with_caller_bounds(&self,
1268                               caller_bounds: Vec<ty::Predicate<'tcx>>)
1269                               -> ParameterEnvironment<'tcx>
1270     {
1271         ParameterEnvironment {
1272             free_substs: self.free_substs,
1273             implicit_region_bound: self.implicit_region_bound,
1274             caller_bounds: caller_bounds,
1275             free_id_outlive: self.free_id_outlive,
1276         }
1277     }
1278
1279     /// Construct a parameter environment given an item, impl item, or trait item
1280     pub fn for_item(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, id: NodeId)
1281                     -> ParameterEnvironment<'tcx> {
1282         match tcx.map.find(id) {
1283             Some(ast_map::NodeImplItem(ref impl_item)) => {
1284                 match impl_item.node {
1285                     hir::ImplItemKind::Type(_) | hir::ImplItemKind::Const(_, _) => {
1286                         // associated types don't have their own entry (for some reason),
1287                         // so for now just grab environment for the impl
1288                         let impl_id = tcx.map.get_parent(id);
1289                         let impl_def_id = tcx.map.local_def_id(impl_id);
1290                         tcx.construct_parameter_environment(impl_item.span,
1291                                                             impl_def_id,
1292                                                             tcx.region_maps.item_extent(id))
1293                     }
1294                     hir::ImplItemKind::Method(_, ref body) => {
1295                         let method_def_id = tcx.map.local_def_id(id);
1296                         match tcx.impl_or_trait_item(method_def_id) {
1297                             MethodTraitItem(ref method_ty) => {
1298                                 tcx.construct_parameter_environment(
1299                                     impl_item.span,
1300                                     method_ty.def_id,
1301                                     tcx.region_maps.call_site_extent(id, body.id))
1302                             }
1303                             _ => {
1304                                 bug!("ParameterEnvironment::for_item(): \
1305                                       got non-method item from impl method?!")
1306                             }
1307                         }
1308                     }
1309                 }
1310             }
1311             Some(ast_map::NodeTraitItem(trait_item)) => {
1312                 match trait_item.node {
1313                     hir::TypeTraitItem(..) | hir::ConstTraitItem(..) => {
1314                         // associated types don't have their own entry (for some reason),
1315                         // so for now just grab environment for the trait
1316                         let trait_id = tcx.map.get_parent(id);
1317                         let trait_def_id = tcx.map.local_def_id(trait_id);
1318                         tcx.construct_parameter_environment(trait_item.span,
1319                                                             trait_def_id,
1320                                                             tcx.region_maps.item_extent(id))
1321                     }
1322                     hir::MethodTraitItem(_, ref body) => {
1323                         // Use call-site for extent (unless this is a
1324                         // trait method with no default; then fallback
1325                         // to the method id).
1326                         let method_def_id = tcx.map.local_def_id(id);
1327                         match tcx.impl_or_trait_item(method_def_id) {
1328                             MethodTraitItem(ref method_ty) => {
1329                                 let extent = if let Some(ref body) = *body {
1330                                     // default impl: use call_site extent as free_id_outlive bound.
1331                                     tcx.region_maps.call_site_extent(id, body.id)
1332                                 } else {
1333                                     // no default impl: use item extent as free_id_outlive bound.
1334                                     tcx.region_maps.item_extent(id)
1335                                 };
1336                                 tcx.construct_parameter_environment(
1337                                     trait_item.span,
1338                                     method_ty.def_id,
1339                                     extent)
1340                             }
1341                             _ => {
1342                                 bug!("ParameterEnvironment::for_item(): \
1343                                       got non-method item from provided \
1344                                       method?!")
1345                             }
1346                         }
1347                     }
1348                 }
1349             }
1350             Some(ast_map::NodeItem(item)) => {
1351                 match item.node {
1352                     hir::ItemFn(_, _, _, _, _, ref body) => {
1353                         // We assume this is a function.
1354                         let fn_def_id = tcx.map.local_def_id(id);
1355
1356                         tcx.construct_parameter_environment(
1357                             item.span,
1358                             fn_def_id,
1359                             tcx.region_maps.call_site_extent(id, body.id))
1360                     }
1361                     hir::ItemEnum(..) |
1362                     hir::ItemStruct(..) |
1363                     hir::ItemTy(..) |
1364                     hir::ItemImpl(..) |
1365                     hir::ItemConst(..) |
1366                     hir::ItemStatic(..) => {
1367                         let def_id = tcx.map.local_def_id(id);
1368                         tcx.construct_parameter_environment(item.span,
1369                                                             def_id,
1370                                                             tcx.region_maps.item_extent(id))
1371                     }
1372                     hir::ItemTrait(..) => {
1373                         let def_id = tcx.map.local_def_id(id);
1374                         tcx.construct_parameter_environment(item.span,
1375                                                             def_id,
1376                                                             tcx.region_maps.item_extent(id))
1377                     }
1378                     _ => {
1379                         span_bug!(item.span,
1380                                   "ParameterEnvironment::for_item():
1381                                    can't create a parameter \
1382                                    environment for this kind of item")
1383                     }
1384                 }
1385             }
1386             Some(ast_map::NodeExpr(expr)) => {
1387                 // This is a convenience to allow closures to work.
1388                 if let hir::ExprClosure(..) = expr.node {
1389                     ParameterEnvironment::for_item(tcx, tcx.map.get_parent(id))
1390                 } else {
1391                     tcx.empty_parameter_environment()
1392                 }
1393             }
1394             Some(ast_map::NodeForeignItem(item)) => {
1395                 let def_id = tcx.map.local_def_id(id);
1396                 tcx.construct_parameter_environment(item.span,
1397                                                     def_id,
1398                                                     ROOT_CODE_EXTENT)
1399             }
1400             _ => {
1401                 bug!("ParameterEnvironment::from_item(): \
1402                       `{}` is not an item",
1403                      tcx.map.node_to_string(id))
1404             }
1405         }
1406     }
1407 }
1408
1409 /// A "type scheme", in ML terminology, is a type combined with some
1410 /// set of generic types that the type is, well, generic over. In Rust
1411 /// terms, it is the "type" of a fn item or struct -- this type will
1412 /// include various generic parameters that must be substituted when
1413 /// the item/struct is referenced. That is called converting the type
1414 /// scheme to a monotype.
1415 ///
1416 /// - `generics`: the set of type parameters and their bounds
1417 /// - `ty`: the base types, which may reference the parameters defined
1418 ///   in `generics`
1419 ///
1420 /// Note that TypeSchemes are also sometimes called "polytypes" (and
1421 /// in fact this struct used to carry that name, so you may find some
1422 /// stray references in a comment or something). We try to reserve the
1423 /// "poly" prefix to refer to higher-ranked things, as in
1424 /// `PolyTraitRef`.
1425 ///
1426 /// Note that each item also comes with predicates, see
1427 /// `lookup_predicates`.
1428 #[derive(Clone, Debug)]
1429 pub struct TypeScheme<'tcx> {
1430     pub generics: &'tcx Generics<'tcx>,
1431     pub ty: Ty<'tcx>,
1432 }
1433
1434 bitflags! {
1435     flags AdtFlags: u32 {
1436         const NO_ADT_FLAGS        = 0,
1437         const IS_ENUM             = 1 << 0,
1438         const IS_DTORCK           = 1 << 1, // is this a dtorck type?
1439         const IS_DTORCK_VALID     = 1 << 2,
1440         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 3,
1441         const IS_SIMD             = 1 << 4,
1442         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5,
1443         const IS_NO_DROP_FLAG     = 1 << 6,
1444     }
1445 }
1446
1447 pub type AdtDef<'tcx> = &'tcx AdtDefData<'tcx, 'static>;
1448 pub type VariantDef<'tcx> = &'tcx VariantDefData<'tcx, 'static>;
1449 pub type FieldDef<'tcx> = &'tcx FieldDefData<'tcx, 'static>;
1450
1451 // See comment on AdtDefData for explanation
1452 pub type AdtDefMaster<'tcx> = &'tcx AdtDefData<'tcx, 'tcx>;
1453 pub type VariantDefMaster<'tcx> = &'tcx VariantDefData<'tcx, 'tcx>;
1454 pub type FieldDefMaster<'tcx> = &'tcx FieldDefData<'tcx, 'tcx>;
1455
1456 pub struct VariantDefData<'tcx, 'container: 'tcx> {
1457     /// The variant's DefId. If this is a tuple-like struct,
1458     /// this is the DefId of the struct's ctor.
1459     pub did: DefId,
1460     pub name: Name, // struct's name if this is a struct
1461     pub disr_val: Disr,
1462     pub fields: Vec<FieldDefData<'tcx, 'container>>,
1463     pub kind: VariantKind,
1464 }
1465
1466 pub struct FieldDefData<'tcx, 'container: 'tcx> {
1467     /// The field's DefId. NOTE: the fields of tuple-like enum variants
1468     /// are not real items, and don't have entries in tcache etc.
1469     pub did: DefId,
1470     pub name: Name,
1471     pub vis: Visibility,
1472     /// TyIVar is used here to allow for variance (see the doc at
1473     /// AdtDefData).
1474     ///
1475     /// Note: direct accesses to `ty` must also add dep edges.
1476     ty: ivar::TyIVar<'tcx, 'container>
1477 }
1478
1479 /// The definition of an abstract data type - a struct or enum.
1480 ///
1481 /// These are all interned (by intern_adt_def) into the adt_defs
1482 /// table.
1483 ///
1484 /// Because of the possibility of nested tcx-s, this type
1485 /// needs 2 lifetimes: the traditional variant lifetime ('tcx)
1486 /// bounding the lifetime of the inner types is of course necessary.
1487 /// However, it is not sufficient - types from a child tcx must
1488 /// not be leaked into the master tcx by being stored in an AdtDefData.
1489 ///
1490 /// The 'container lifetime ensures that by outliving the container
1491 /// tcx and preventing shorter-lived types from being inserted. When
1492 /// write access is not needed, the 'container lifetime can be
1493 /// erased to 'static, which can be done by the AdtDef wrapper.
1494 pub struct AdtDefData<'tcx, 'container: 'tcx> {
1495     pub did: DefId,
1496     pub variants: Vec<VariantDefData<'tcx, 'container>>,
1497     destructor: Cell<Option<DefId>>,
1498     flags: Cell<AdtFlags>,
1499     sized_constraint: ivar::TyIVar<'tcx, 'container>,
1500 }
1501
1502 impl<'tcx, 'container> PartialEq for AdtDefData<'tcx, 'container> {
1503     // AdtDefData are always interned and this is part of TyS equality
1504     #[inline]
1505     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { self as *const _ == other as *const _ }
1506 }
1507
1508 impl<'tcx, 'container> Eq for AdtDefData<'tcx, 'container> {}
1509
1510 impl<'tcx, 'container> Hash for AdtDefData<'tcx, 'container> {
1511     #[inline]
1512     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1513         (self as *const AdtDefData).hash(s)
1514     }
1515 }
1516
1517 impl<'tcx> Encodable for AdtDef<'tcx> {
1518     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1519         self.did.encode(s)
1520     }
1521 }
1522
1523 impl<'tcx> Decodable for AdtDef<'tcx> {
1524     fn decode<D: Decoder>(d: &mut D) -> Result<AdtDef<'tcx>, D::Error> {
1525         let def_id: DefId = Decodable::decode(d)?;
1526
1527         cstore::tls::with_decoding_context(d, |dcx, _| {
1528             let def_id = dcx.translate_def_id(def_id);
1529             Ok(dcx.tcx().lookup_adt_def(def_id))
1530         })
1531     }
1532 }
1533
1534
1535 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq)]
1536 pub enum AdtKind { Struct, Enum }
1537
1538 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1539 pub enum VariantKind { Struct, Tuple, Unit }
1540
1541 impl VariantKind {
1542     pub fn from_variant_data(vdata: &hir::VariantData) -> Self {
1543         match *vdata {
1544             hir::VariantData::Struct(..) => VariantKind::Struct,
1545             hir::VariantData::Tuple(..) => VariantKind::Tuple,
1546             hir::VariantData::Unit(..) => VariantKind::Unit,
1547         }
1548     }
1549 }
1550
1551 impl<'a, 'gcx, 'tcx, 'container> AdtDefData<'gcx, 'container> {
1552     fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1553            did: DefId,
1554            kind: AdtKind,
1555            variants: Vec<VariantDefData<'gcx, 'container>>) -> Self {
1556         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
1557         let attrs = tcx.get_attrs(did);
1558         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
1559             flags = flags | AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
1560         }
1561         if attr::contains_name(&attrs, "unsafe_no_drop_flag") {
1562             flags = flags | AdtFlags::IS_NO_DROP_FLAG;
1563         }
1564         if tcx.lookup_simd(did) {
1565             flags = flags | AdtFlags::IS_SIMD;
1566         }
1567         if Some(did) == tcx.lang_items.phantom_data() {
1568             flags = flags | AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
1569         }
1570         if let AdtKind::Enum = kind {
1571             flags = flags | AdtFlags::IS_ENUM;
1572         }
1573         AdtDefData {
1574             did: did,
1575             variants: variants,
1576             flags: Cell::new(flags),
1577             destructor: Cell::new(None),
1578             sized_constraint: ivar::TyIVar::new(),
1579         }
1580     }
1581
1582     fn calculate_dtorck(&'gcx self, tcx: TyCtxt) {
1583         if tcx.is_adt_dtorck(self) {
1584             self.flags.set(self.flags.get() | AdtFlags::IS_DTORCK);
1585         }
1586         self.flags.set(self.flags.get() | AdtFlags::IS_DTORCK_VALID)
1587     }
1588
1589     /// Returns the kind of the ADT - Struct or Enum.
1590     #[inline]
1591     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
1592         if self.flags.get().intersects(AdtFlags::IS_ENUM) {
1593             AdtKind::Enum
1594         } else {
1595             AdtKind::Struct
1596         }
1597     }
1598
1599     /// Returns whether this is a dtorck type. If this returns
1600     /// true, this type being safe for destruction requires it to be
1601     /// alive; Otherwise, only the contents are required to be.
1602     #[inline]
1603     pub fn is_dtorck(&'gcx self, tcx: TyCtxt) -> bool {
1604         if !self.flags.get().intersects(AdtFlags::IS_DTORCK_VALID) {
1605             self.calculate_dtorck(tcx)
1606         }
1607         self.flags.get().intersects(AdtFlags::IS_DTORCK)
1608     }
1609
1610     /// Returns whether this type is #[fundamental] for the purposes
1611     /// of coherence checking.
1612     #[inline]
1613     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
1614         self.flags.get().intersects(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
1615     }
1616
1617     #[inline]
1618     pub fn is_simd(&self) -> bool {
1619         self.flags.get().intersects(AdtFlags::IS_SIMD)
1620     }
1621
1622     /// Returns true if this is PhantomData<T>.
1623     #[inline]
1624     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
1625         self.flags.get().intersects(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
1626     }
1627
1628     /// Returns whether this type has a destructor.
1629     pub fn has_dtor(&self) -> bool {
1630         match self.dtor_kind() {
1631             NoDtor => false,
1632             TraitDtor(..) => true
1633         }
1634     }
1635
1636     /// Asserts this is a struct and returns the struct's unique
1637     /// variant.
1638     pub fn struct_variant(&self) -> &VariantDefData<'gcx, 'container> {
1639         assert_eq!(self.adt_kind(), AdtKind::Struct);
1640         &self.variants[0]
1641     }
1642
1643     #[inline]
1644     pub fn type_scheme(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> TypeScheme<'gcx> {
1645         tcx.lookup_item_type(self.did)
1646     }
1647
1648     #[inline]
1649     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> GenericPredicates<'gcx> {
1650         tcx.lookup_predicates(self.did)
1651     }
1652
1653     /// Returns an iterator over all fields contained
1654     /// by this ADT.
1655     #[inline]
1656     pub fn all_fields(&self) ->
1657             iter::FlatMap<
1658                 slice::Iter<VariantDefData<'gcx, 'container>>,
1659                 slice::Iter<FieldDefData<'gcx, 'container>>,
1660                 for<'s> fn(&'s VariantDefData<'gcx, 'container>)
1661                     -> slice::Iter<'s, FieldDefData<'gcx, 'container>>
1662             > {
1663         self.variants.iter().flat_map(VariantDefData::fields_iter)
1664     }
1665
1666     #[inline]
1667     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1668         self.variants.is_empty()
1669     }
1670
1671     #[inline]
1672     pub fn is_univariant(&self) -> bool {
1673         self.variants.len() == 1
1674     }
1675
1676     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
1677         !self.variants.is_empty() &&
1678             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
1679     }
1680
1681     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDefData<'gcx, 'container> {
1682         self.variants
1683             .iter()
1684             .find(|v| v.did == vid)
1685             .expect("variant_with_id: unknown variant")
1686     }
1687
1688     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> usize {
1689         self.variants
1690             .iter()
1691             .position(|v| v.did == vid)
1692             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
1693     }
1694
1695     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDefData<'gcx, 'container> {
1696         match def {
1697             Def::Variant(_, vid) => self.variant_with_id(vid),
1698             Def::Struct(..) | Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) => self.struct_variant(),
1699             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
1700         }
1701     }
1702
1703     pub fn destructor(&self) -> Option<DefId> {
1704         self.destructor.get()
1705     }
1706
1707     pub fn set_destructor(&self, dtor: DefId) {
1708         self.destructor.set(Some(dtor));
1709     }
1710
1711     pub fn dtor_kind(&self) -> DtorKind {
1712         match self.destructor.get() {
1713             Some(_) => {
1714                 TraitDtor(!self.flags.get().intersects(AdtFlags::IS_NO_DROP_FLAG))
1715             }
1716             None => NoDtor,
1717         }
1718     }
1719 }
1720
1721 impl<'a, 'gcx, 'tcx, 'container> AdtDefData<'tcx, 'container> {
1722     /// Returns a simpler type such that `Self: Sized` if and only
1723     /// if that type is Sized, or `TyErr` if this type is recursive.
1724     ///
1725     /// HACK: instead of returning a list of types, this function can
1726     /// return a tuple. In that case, the result is Sized only if
1727     /// all elements of the tuple are Sized.
1728     ///
1729     /// This is generally the `struct_tail` if this is a struct, or a
1730     /// tuple of them if this is an enum.
1731     ///
1732     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is Sized is
1733     /// actually more expressive than checking all members:
1734     /// the Sized trait is inductive, so an associated type that references
1735     /// Self would prevent its containing ADT from being Sized.
1736     ///
1737     /// Due to normalization being eager, this applies even if
1738     /// the associated type is behind a pointer, e.g. issue #31299.
1739     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1740         match self.sized_constraint.get(DepNode::SizedConstraint(self.did)) {
1741             None => {
1742                 let global_tcx = tcx.global_tcx();
1743                 let this = global_tcx.lookup_adt_def_master(self.did);
1744                 this.calculate_sized_constraint_inner(global_tcx, &mut Vec::new());
1745                 self.sized_constraint(tcx)
1746             }
1747             Some(ty) => ty
1748         }
1749     }
1750 }
1751
1752 impl<'a, 'tcx> AdtDefData<'tcx, 'tcx> {
1753     /// Calculates the Sized-constraint.
1754     ///
1755     /// As the Sized-constraint of enums can be a *set* of types,
1756     /// the Sized-constraint may need to be a set also. Because introducing
1757     /// a new type of IVar is currently a complex affair, the Sized-constraint
1758     /// may be a tuple.
1759     ///
1760     /// In fact, there are only a few options for the constraint:
1761     ///     - `bool`, if the type is always Sized
1762     ///     - an obviously-unsized type
1763     ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
1764     ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
1765     ///       such.
1766     ///     - a TyError, if a type contained itself. The representability
1767     ///       check should catch this case.
1768     fn calculate_sized_constraint_inner(&'tcx self,
1769                                         tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
1770                                         stack: &mut Vec<AdtDefMaster<'tcx>>)
1771     {
1772         let dep_node = || DepNode::SizedConstraint(self.did);
1773
1774         // Follow the memoization pattern: push the computation of
1775         // DepNode::SizedConstraint as our current task.
1776         let _task = tcx.dep_graph.in_task(dep_node());
1777         if self.sized_constraint.untracked_get().is_some() {
1778             //                   ---------------
1779             // can skip the dep-graph read since we just pushed the task
1780             return;
1781         }
1782
1783         if stack.contains(&self) {
1784             debug!("calculate_sized_constraint: {:?} is recursive", self);
1785             // This should be reported as an error by `check_representable`.
1786             //
1787             // Consider the type as Sized in the meanwhile to avoid
1788             // further errors.
1789             self.sized_constraint.fulfill(dep_node(), tcx.types.err);
1790             return;
1791         }
1792
1793         stack.push(self);
1794
1795         let tys : Vec<_> =
1796             self.variants.iter().flat_map(|v| {
1797                 v.fields.last()
1798             }).flat_map(|f| {
1799                 self.sized_constraint_for_ty(tcx, stack, f.unsubst_ty())
1800             }).collect();
1801
1802         let self_ = stack.pop().unwrap();
1803         assert_eq!(self_, self);
1804
1805         let ty = match tys.len() {
1806             _ if tys.references_error() => tcx.types.err,
1807             0 => tcx.types.bool,
1808             1 => tys[0],
1809             _ => tcx.mk_tup(tys)
1810         };
1811
1812         match self.sized_constraint.get(dep_node()) {
1813             Some(old_ty) => {
1814                 debug!("calculate_sized_constraint: {:?} recurred", self);
1815                 assert_eq!(old_ty, tcx.types.err)
1816             }
1817             None => {
1818                 debug!("calculate_sized_constraint: {:?} => {:?}", self, ty);
1819                 self.sized_constraint.fulfill(dep_node(), ty)
1820             }
1821         }
1822     }
1823
1824     fn sized_constraint_for_ty(
1825         &'tcx self,
1826         tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
1827         stack: &mut Vec<AdtDefMaster<'tcx>>,
1828         ty: Ty<'tcx>
1829     ) -> Vec<Ty<'tcx>> {
1830         let result = match ty.sty {
1831             TyBool | TyChar | TyInt(..) | TyUint(..) | TyFloat(..) |
1832             TyBox(..) | TyRawPtr(..) | TyRef(..) | TyFnDef(..) | TyFnPtr(_) |
1833             TyArray(..) | TyClosure(..) | TyNever => {
1834                 vec![]
1835             }
1836
1837             TyStr | TyTrait(..) | TySlice(_) | TyError => {
1838                 // these are never sized - return the target type
1839                 vec![ty]
1840             }
1841
1842             TyTuple(ref tys) => {
1843                 // FIXME(#33242) we only need to constrain the last field
1844                 tys.iter().flat_map(|ty| {
1845                     self.sized_constraint_for_ty(tcx, stack, ty)
1846                 }).collect()
1847             }
1848
1849             TyEnum(adt, substs) | TyStruct(adt, substs) => {
1850                 // recursive case
1851                 let adt = tcx.lookup_adt_def_master(adt.did);
1852                 adt.calculate_sized_constraint_inner(tcx, stack);
1853                 let adt_ty =
1854                     adt.sized_constraint
1855                     .unwrap(DepNode::SizedConstraint(adt.did))
1856                     .subst(tcx, substs);
1857                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
1858                        ty, adt_ty);
1859                 if let ty::TyTuple(ref tys) = adt_ty.sty {
1860                     tys.iter().flat_map(|ty| {
1861                         self.sized_constraint_for_ty(tcx, stack, ty)
1862                     }).collect()
1863                 } else {
1864                     self.sized_constraint_for_ty(tcx, stack, adt_ty)
1865                 }
1866             }
1867
1868             TyProjection(..) | TyAnon(..) => {
1869                 // must calculate explicitly.
1870                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
1871                 vec![ty]
1872             }
1873
1874             TyParam(..) => {
1875                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
1876                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
1877                 // it on the impl.
1878
1879                 let sized_trait = match tcx.lang_items.sized_trait() {
1880                     Some(x) => x,
1881                     _ => return vec![ty]
1882                 };
1883                 let sized_predicate = Binder(TraitRef {
1884                     def_id: sized_trait,
1885                     substs: Substs::new_trait(tcx, vec![], vec![], ty)
1886                 }).to_predicate();
1887                 let predicates = tcx.lookup_predicates(self.did).predicates;
1888                 if predicates.into_iter().any(|p| p == sized_predicate) {
1889                     vec![]
1890                 } else {
1891                     vec![ty]
1892                 }
1893             }
1894
1895             TyInfer(..) => {
1896                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
1897                      ty)
1898             }
1899         };
1900         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
1901         result
1902     }
1903 }
1904
1905 impl<'tcx, 'container> VariantDefData<'tcx, 'container> {
1906     #[inline]
1907     fn fields_iter(&self) -> slice::Iter<FieldDefData<'tcx, 'container>> {
1908         self.fields.iter()
1909     }
1910
1911     #[inline]
1912     pub fn find_field_named(&self,
1913                             name: ast::Name)
1914                             -> Option<&FieldDefData<'tcx, 'container>> {
1915         self.fields.iter().find(|f| f.name == name)
1916     }
1917
1918     #[inline]
1919     pub fn index_of_field_named(&self,
1920                                 name: ast::Name)
1921                                 -> Option<usize> {
1922         self.fields.iter().position(|f| f.name == name)
1923     }
1924
1925     #[inline]
1926     pub fn field_named(&self, name: ast::Name) -> &FieldDefData<'tcx, 'container> {
1927         self.find_field_named(name).unwrap()
1928     }
1929 }
1930
1931 impl<'a, 'gcx, 'tcx, 'container> FieldDefData<'tcx, 'container> {
1932     pub fn new(did: DefId,
1933                name: Name,
1934                vis: Visibility) -> Self {
1935         FieldDefData {
1936             did: did,
1937             name: name,
1938             vis: vis,
1939             ty: ivar::TyIVar::new()
1940         }
1941     }
1942
1943     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: &Substs<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1944         self.unsubst_ty().subst(tcx, subst)
1945     }
1946
1947     pub fn unsubst_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1948         self.ty.unwrap(DepNode::FieldTy(self.did))
1949     }
1950
1951     pub fn fulfill_ty(&self, ty: Ty<'container>) {
1952         self.ty.fulfill(DepNode::FieldTy(self.did), ty);
1953     }
1954 }
1955
1956 /// Records the substitutions used to translate the polytype for an
1957 /// item into the monotype of an item reference.
1958 #[derive(Clone)]
1959 pub struct ItemSubsts<'tcx> {
1960     pub substs: &'tcx Substs<'tcx>,
1961 }
1962
1963 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1964 pub enum ClosureKind {
1965     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
1966     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
1967     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
1968     Fn,
1969     FnMut,
1970     FnOnce,
1971 }
1972
1973 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
1974     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
1975         let result = match *self {
1976             ClosureKind::Fn => tcx.lang_items.require(FnTraitLangItem),
1977             ClosureKind::FnMut => {
1978                 tcx.lang_items.require(FnMutTraitLangItem)
1979             }
1980             ClosureKind::FnOnce => {
1981                 tcx.lang_items.require(FnOnceTraitLangItem)
1982             }
1983         };
1984         match result {
1985             Ok(trait_did) => trait_did,
1986             Err(err) => tcx.sess.fatal(&err[..]),
1987         }
1988     }
1989
1990     /// True if this a type that impls this closure kind
1991     /// must also implement `other`.
1992     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
1993         match (self, other) {
1994             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
1995             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
1996             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
1997             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
1998             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
1999             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2000             _ => false,
2001         }
2002     }
2003 }
2004
2005 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2006     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2007     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2008     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2009     /// structs or variants. For example:
2010     ///
2011     /// ```notrust
2012     /// isize => { isize }
2013     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2014     /// [isize] => { [isize], isize }
2015     /// ```
2016     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2017         TypeWalker::new(self)
2018     }
2019
2020     /// Iterator that walks the immediate children of `self`.  Hence
2021     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2022     /// (but not `i32`, like `walk`).
2023     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> IntoIter<Ty<'tcx>> {
2024         walk::walk_shallow(self)
2025     }
2026
2027     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2028     /// callback `f` on each type. If the callback returns false, then the
2029     /// children of the current type are ignored.
2030     ///
2031     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2032     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2033         where F : FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2034     {
2035         let mut walker = self.walk();
2036         while let Some(ty) = walker.next() {
2037             if !f(ty) {
2038                 walker.skip_current_subtree();
2039             }
2040         }
2041     }
2042 }
2043
2044 impl<'tcx> ItemSubsts<'tcx> {
2045     pub fn is_noop(&self) -> bool {
2046         self.substs.is_noop()
2047     }
2048 }
2049
2050 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
2051 pub enum LvaluePreference {
2052     PreferMutLvalue,
2053     NoPreference
2054 }
2055
2056 impl LvaluePreference {
2057     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> Self {
2058         match m {
2059             hir::MutMutable => PreferMutLvalue,
2060             hir::MutImmutable => NoPreference,
2061         }
2062     }
2063 }
2064
2065 /// Helper for looking things up in the various maps that are populated during
2066 /// typeck::collect (e.g., `tcx.impl_or_trait_items`, `tcx.tcache`, etc).  All of
2067 /// these share the pattern that if the id is local, it should have been loaded
2068 /// into the map by the `typeck::collect` phase.  If the def-id is external,
2069 /// then we have to go consult the crate loading code (and cache the result for
2070 /// the future).
2071 fn lookup_locally_or_in_crate_store<M, F>(descr: &str,
2072                                           def_id: DefId,
2073                                           map: &M,
2074                                           load_external: F)
2075                                           -> M::Value where
2076     M: MemoizationMap<Key=DefId>,
2077     F: FnOnce() -> M::Value,
2078 {
2079     map.memoize(def_id, || {
2080         if def_id.is_local() {
2081             bug!("No def'n found for {:?} in tcx.{}", def_id, descr);
2082         }
2083         load_external()
2084     })
2085 }
2086
2087 impl BorrowKind {
2088     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2089         match m {
2090             hir::MutMutable => MutBorrow,
2091             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2092         }
2093     }
2094
2095     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2096     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2097     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2098     /// question.
2099     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2100         match self {
2101             MutBorrow => hir::MutMutable,
2102             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2103
2104             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2105             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2106             // and hence is a safe "over approximation".
2107             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2108         }
2109     }
2110
2111     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2112         match *self {
2113             MutBorrow => "mutable",
2114             ImmBorrow => "immutable",
2115             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2116         }
2117     }
2118 }
2119
2120 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2121     pub fn node_id_to_type(self, id: NodeId) -> Ty<'gcx> {
2122         match self.node_id_to_type_opt(id) {
2123            Some(ty) => ty,
2124            None => bug!("node_id_to_type: no type for node `{}`",
2125                         self.map.node_to_string(id))
2126         }
2127     }
2128
2129     pub fn node_id_to_type_opt(self, id: NodeId) -> Option<Ty<'gcx>> {
2130         self.tables.borrow().node_types.get(&id).cloned()
2131     }
2132
2133     pub fn node_id_item_substs(self, id: NodeId) -> ItemSubsts<'gcx> {
2134         match self.tables.borrow().item_substs.get(&id) {
2135             None => ItemSubsts {
2136                 substs: Substs::empty(self.global_tcx())
2137             },
2138             Some(ts) => ts.clone(),
2139         }
2140     }
2141
2142     // Returns the type of a pattern as a monotype. Like @expr_ty, this function
2143     // doesn't provide type parameter substitutions.
2144     pub fn pat_ty(self, pat: &hir::Pat) -> Ty<'gcx> {
2145         self.node_id_to_type(pat.id)
2146     }
2147     pub fn pat_ty_opt(self, pat: &hir::Pat) -> Option<Ty<'gcx>> {
2148         self.node_id_to_type_opt(pat.id)
2149     }
2150
2151     // Returns the type of an expression as a monotype.
2152     //
2153     // NB (1): This is the PRE-ADJUSTMENT TYPE for the expression.  That is, in
2154     // some cases, we insert `AutoAdjustment` annotations such as auto-deref or
2155     // auto-ref.  The type returned by this function does not consider such
2156     // adjustments.  See `expr_ty_adjusted()` instead.
2157     //
2158     // NB (2): This type doesn't provide type parameter substitutions; e.g. if you
2159     // ask for the type of "id" in "id(3)", it will return "fn(&isize) -> isize"
2160     // instead of "fn(ty) -> T with T = isize".
2161     pub fn expr_ty(self, expr: &hir::Expr) -> Ty<'gcx> {
2162         self.node_id_to_type(expr.id)
2163     }
2164
2165     pub fn expr_ty_opt(self, expr: &hir::Expr) -> Option<Ty<'gcx>> {
2166         self.node_id_to_type_opt(expr.id)
2167     }
2168
2169     /// Returns the type of `expr`, considering any `AutoAdjustment`
2170     /// entry recorded for that expression.
2171     ///
2172     /// It would almost certainly be better to store the adjusted ty in with
2173     /// the `AutoAdjustment`, but I opted not to do this because it would
2174     /// require serializing and deserializing the type and, although that's not
2175     /// hard to do, I just hate that code so much I didn't want to touch it
2176     /// unless it was to fix it properly, which seemed a distraction from the
2177     /// thread at hand! -nmatsakis
2178     pub fn expr_ty_adjusted(self, expr: &hir::Expr) -> Ty<'gcx> {
2179         self.expr_ty(expr)
2180             .adjust(self.global_tcx(), expr.span, expr.id,
2181                     self.tables.borrow().adjustments.get(&expr.id),
2182                     |method_call| {
2183             self.tables.borrow().method_map.get(&method_call).map(|method| method.ty)
2184         })
2185     }
2186
2187     pub fn expr_ty_adjusted_opt(self, expr: &hir::Expr) -> Option<Ty<'gcx>> {
2188         self.expr_ty_opt(expr).map(|t| t.adjust(self.global_tcx(),
2189                                                 expr.span,
2190                                                 expr.id,
2191                                                 self.tables.borrow().adjustments.get(&expr.id),
2192                                                 |method_call| {
2193             self.tables.borrow().method_map.get(&method_call).map(|method| method.ty)
2194         }))
2195     }
2196
2197     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2198         match self.map.find(id) {
2199             Some(ast_map::NodeExpr(e)) => {
2200                 e.span
2201             }
2202             Some(f) => {
2203                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2204             }
2205             None => {
2206                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2207             }
2208         }
2209     }
2210
2211     pub fn local_var_name_str(self, id: NodeId) -> InternedString {
2212         match self.map.find(id) {
2213             Some(ast_map::NodeLocal(pat)) => {
2214                 match pat.node {
2215                     PatKind::Binding(_, ref path1, _) => path1.node.as_str(),
2216                     _ => {
2217                         bug!("Variable id {} maps to {:?}, not local", id, pat);
2218                     },
2219                 }
2220             },
2221             r => bug!("Variable id {} maps to {:?}, not local", id, r),
2222         }
2223     }
2224
2225     pub fn expr_is_lval(self, expr: &hir::Expr) -> bool {
2226          match expr.node {
2227             hir::ExprPath(..) => {
2228                 // This function can be used during type checking when not all paths are
2229                 // fully resolved. Partially resolved paths in expressions can only legally
2230                 // refer to associated items which are always rvalues.
2231                 match self.expect_resolution(expr.id).base_def {
2232                     Def::Local(..) | Def::Upvar(..) | Def::Static(..) | Def::Err => true,
2233                     _ => false,
2234                 }
2235             }
2236
2237             hir::ExprType(ref e, _) => {
2238                 self.expr_is_lval(e)
2239             }
2240
2241             hir::ExprUnary(hir::UnDeref, _) |
2242             hir::ExprField(..) |
2243             hir::ExprTupField(..) |
2244             hir::ExprIndex(..) => {
2245                 true
2246             }
2247
2248             hir::ExprCall(..) |
2249             hir::ExprMethodCall(..) |
2250             hir::ExprStruct(..) |
2251             hir::ExprTup(..) |
2252             hir::ExprIf(..) |
2253             hir::ExprMatch(..) |
2254             hir::ExprClosure(..) |
2255             hir::ExprBlock(..) |
2256             hir::ExprRepeat(..) |
2257             hir::ExprVec(..) |
2258             hir::ExprBreak(..) |
2259             hir::ExprAgain(..) |
2260             hir::ExprRet(..) |
2261             hir::ExprWhile(..) |
2262             hir::ExprLoop(..) |
2263             hir::ExprAssign(..) |
2264             hir::ExprInlineAsm(..) |
2265             hir::ExprAssignOp(..) |
2266             hir::ExprLit(_) |
2267             hir::ExprUnary(..) |
2268             hir::ExprBox(..) |
2269             hir::ExprAddrOf(..) |
2270             hir::ExprBinary(..) |
2271             hir::ExprCast(..) => {
2272                 false
2273             }
2274         }
2275     }
2276
2277     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<Rc<Method<'gcx>>> {
2278         if let Some(id) = self.map.as_local_node_id(id) {
2279             if let ItemTrait(_, _, _, ref ms) = self.map.expect_item(id).node {
2280                 ms.iter().filter_map(|ti| {
2281                     if let hir::MethodTraitItem(_, Some(_)) = ti.node {
2282                         match self.impl_or_trait_item(self.map.local_def_id(ti.id)) {
2283                             MethodTraitItem(m) => Some(m),
2284                             _ => {
2285                                 bug!("provided_trait_methods(): \
2286                                       non-method item found from \
2287                                       looking up provided method?!")
2288                             }
2289                         }
2290                     } else {
2291                         None
2292                     }
2293                 }).collect()
2294             } else {
2295                 bug!("provided_trait_methods: `{:?}` is not a trait", id)
2296             }
2297         } else {
2298             self.sess.cstore.provided_trait_methods(self.global_tcx(), id)
2299         }
2300     }
2301
2302     pub fn associated_consts(self, id: DefId) -> Vec<Rc<AssociatedConst<'gcx>>> {
2303         if let Some(id) = self.map.as_local_node_id(id) {
2304             match self.map.expect_item(id).node {
2305                 ItemTrait(_, _, _, ref tis) => {
2306                     tis.iter().filter_map(|ti| {
2307                         if let hir::ConstTraitItem(_, _) = ti.node {
2308                             match self.impl_or_trait_item(self.map.local_def_id(ti.id)) {
2309                                 ConstTraitItem(ac) => Some(ac),
2310                                 _ => {
2311                                     bug!("associated_consts(): \
2312                                           non-const item found from \
2313                                           looking up a constant?!")
2314                                 }
2315                             }
2316                         } else {
2317                             None
2318                         }
2319                     }).collect()
2320                 }
2321                 ItemImpl(_, _, _, _, _, ref iis) => {
2322                     iis.iter().filter_map(|ii| {
2323                         if let hir::ImplItemKind::Const(_, _) = ii.node {
2324                             match self.impl_or_trait_item(self.map.local_def_id(ii.id)) {
2325                                 ConstTraitItem(ac) => Some(ac),
2326                                 _ => {
2327                                     bug!("associated_consts(): \
2328                                           non-const item found from \
2329                                           looking up a constant?!")
2330                                 }
2331                             }
2332                         } else {
2333                             None
2334                         }
2335                     }).collect()
2336                 }
2337                 _ => {
2338                     bug!("associated_consts: `{:?}` is not a trait or impl", id)
2339                 }
2340             }
2341         } else {
2342             self.sess.cstore.associated_consts(self.global_tcx(), id)
2343         }
2344     }
2345
2346     pub fn trait_impl_polarity(self, id: DefId) -> Option<hir::ImplPolarity> {
2347         if let Some(id) = self.map.as_local_node_id(id) {
2348             match self.map.find(id) {
2349                 Some(ast_map::NodeItem(item)) => {
2350                     match item.node {
2351                         hir::ItemImpl(_, polarity, _, _, _, _) => Some(polarity),
2352                         _ => None
2353                     }
2354                 }
2355                 _ => None
2356             }
2357         } else {
2358             self.sess.cstore.impl_polarity(id)
2359         }
2360     }
2361
2362     pub fn custom_coerce_unsized_kind(self, did: DefId) -> adjustment::CustomCoerceUnsized {
2363         self.custom_coerce_unsized_kinds.memoize(did, || {
2364             let (kind, src) = if did.krate != LOCAL_CRATE {
2365                 (self.sess.cstore.custom_coerce_unsized_kind(did), "external")
2366             } else {
2367                 (None, "local")
2368             };
2369
2370             match kind {
2371                 Some(kind) => kind,
2372                 None => {
2373                     bug!("custom_coerce_unsized_kind: \
2374                           {} impl `{}` is missing its kind",
2375                           src, self.item_path_str(did));
2376                 }
2377             }
2378         })
2379     }
2380
2381     pub fn impl_or_trait_item(self, id: DefId) -> ImplOrTraitItem<'gcx> {
2382         lookup_locally_or_in_crate_store(
2383             "impl_or_trait_items", id, &self.impl_or_trait_items,
2384             || self.sess.cstore.impl_or_trait_item(self.global_tcx(), id)
2385                    .expect("missing ImplOrTraitItem in metadata"))
2386     }
2387
2388     pub fn trait_item_def_ids(self, id: DefId) -> Rc<Vec<ImplOrTraitItemId>> {
2389         lookup_locally_or_in_crate_store(
2390             "trait_item_def_ids", id, &self.trait_item_def_ids,
2391             || Rc::new(self.sess.cstore.trait_item_def_ids(id)))
2392     }
2393
2394     /// Returns the trait-ref corresponding to a given impl, or None if it is
2395     /// an inherent impl.
2396     pub fn impl_trait_ref(self, id: DefId) -> Option<TraitRef<'gcx>> {
2397         lookup_locally_or_in_crate_store(
2398             "impl_trait_refs", id, &self.impl_trait_refs,
2399             || self.sess.cstore.impl_trait_ref(self.global_tcx(), id))
2400     }
2401
2402     /// Returns whether this DefId refers to an impl
2403     pub fn is_impl(self, id: DefId) -> bool {
2404         if let Some(id) = self.map.as_local_node_id(id) {
2405             if let Some(ast_map::NodeItem(
2406                 &hir::Item { node: hir::ItemImpl(..), .. })) = self.map.find(id) {
2407                 true
2408             } else {
2409                 false
2410             }
2411         } else {
2412             self.sess.cstore.is_impl(id)
2413         }
2414     }
2415
2416     /// Returns a path resolution for node id if it exists, panics otherwise.
2417     pub fn expect_resolution(self, id: NodeId) -> PathResolution {
2418         *self.def_map.borrow().get(&id).expect("no def-map entry for node id")
2419     }
2420
2421     /// Returns a fully resolved definition for node id if it exists, panics otherwise.
2422     pub fn expect_def(self, id: NodeId) -> Def {
2423         self.expect_resolution(id).full_def()
2424     }
2425
2426     /// Returns a fully resolved definition for node id if it exists, or none if no
2427     /// definition exists, panics on partial resolutions to catch errors.
2428     pub fn expect_def_or_none(self, id: NodeId) -> Option<Def> {
2429         self.def_map.borrow().get(&id).map(|resolution| resolution.full_def())
2430     }
2431
2432     // Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2433     // or variant or their constructors, panics otherwise.
2434     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> VariantDef<'tcx> {
2435         match def {
2436             Def::Variant(enum_did, did) => {
2437                 self.lookup_adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2438             }
2439             Def::Struct(did) => {
2440                 self.lookup_adt_def(did).struct_variant()
2441             }
2442             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2443         }
2444     }
2445
2446     pub fn def_key(self, id: DefId) -> ast_map::DefKey {
2447         if id.is_local() {
2448             self.map.def_key(id)
2449         } else {
2450             self.sess.cstore.def_key(id)
2451         }
2452     }
2453
2454     /// Returns the `DefPath` of an item. Note that if `id` is not
2455     /// local to this crate -- or is inlined into this crate -- the
2456     /// result will be a non-local `DefPath`.
2457     pub fn def_path(self, id: DefId) -> ast_map::DefPath {
2458         if id.is_local() {
2459             self.map.def_path(id)
2460         } else {
2461             self.sess.cstore.relative_def_path(id)
2462         }
2463     }
2464
2465     pub fn item_name(self, id: DefId) -> ast::Name {
2466         if let Some(id) = self.map.as_local_node_id(id) {
2467             self.map.name(id)
2468         } else {
2469             self.sess.cstore.item_name(id)
2470         }
2471     }
2472
2473     // Register a given item type
2474     pub fn register_item_type(self, did: DefId, scheme: TypeScheme<'gcx>) {
2475         self.tcache.borrow_mut().insert(did, scheme.ty);
2476         self.generics.borrow_mut().insert(did, scheme.generics);
2477     }
2478
2479     // If the given item is in an external crate, looks up its type and adds it to
2480     // the type cache. Returns the type parameters and type.
2481     pub fn lookup_item_type(self, did: DefId) -> TypeScheme<'gcx> {
2482         let ty = lookup_locally_or_in_crate_store(
2483             "tcache", did, &self.tcache,
2484             || self.sess.cstore.item_type(self.global_tcx(), did));
2485
2486         TypeScheme {
2487             ty: ty,
2488             generics: self.lookup_generics(did)
2489         }
2490     }
2491
2492     pub fn opt_lookup_item_type(self, did: DefId) -> Option<TypeScheme<'gcx>> {
2493         if did.krate != LOCAL_CRATE {
2494             return Some(self.lookup_item_type(did));
2495         }
2496
2497         if let Some(ty) = self.tcache.borrow().get(&did).cloned() {
2498             Some(TypeScheme {
2499                 ty: ty,
2500                 generics: self.lookup_generics(did)
2501             })
2502         } else {
2503             None
2504         }
2505     }
2506
2507     /// Given the did of a trait, returns its canonical trait ref.
2508     pub fn lookup_trait_def(self, did: DefId) -> &'gcx TraitDef<'gcx> {
2509         lookup_locally_or_in_crate_store(
2510             "trait_defs", did, &self.trait_defs,
2511             || self.alloc_trait_def(self.sess.cstore.trait_def(self.global_tcx(), did))
2512         )
2513     }
2514
2515     /// Given the did of an ADT, return a master reference to its
2516     /// definition. Unless you are planning on fulfilling the ADT's fields,
2517     /// use lookup_adt_def instead.
2518     pub fn lookup_adt_def_master(self, did: DefId) -> AdtDefMaster<'gcx> {
2519         lookup_locally_or_in_crate_store(
2520             "adt_defs", did, &self.adt_defs,
2521             || self.sess.cstore.adt_def(self.global_tcx(), did)
2522         )
2523     }
2524
2525     /// Given the did of an ADT, return a reference to its definition.
2526     pub fn lookup_adt_def(self, did: DefId) -> AdtDef<'gcx> {
2527         // when reverse-variance goes away, a transmute::<AdtDefMaster,AdtDef>
2528         // would be needed here.
2529         self.lookup_adt_def_master(did)
2530     }
2531
2532     /// Given the did of an item, returns its generics.
2533     pub fn lookup_generics(self, did: DefId) -> &'gcx Generics<'gcx> {
2534         lookup_locally_or_in_crate_store(
2535             "generics", did, &self.generics,
2536             || self.sess.cstore.item_generics(self.global_tcx(), did))
2537     }
2538
2539     /// Given the did of an item, returns its full set of predicates.
2540     pub fn lookup_predicates(self, did: DefId) -> GenericPredicates<'gcx> {
2541         lookup_locally_or_in_crate_store(
2542             "predicates", did, &self.predicates,
2543             || self.sess.cstore.item_predicates(self.global_tcx(), did))
2544     }
2545
2546     /// Given the did of a trait, returns its superpredicates.
2547     pub fn lookup_super_predicates(self, did: DefId) -> GenericPredicates<'gcx> {
2548         lookup_locally_or_in_crate_store(
2549             "super_predicates", did, &self.super_predicates,
2550             || self.sess.cstore.item_super_predicates(self.global_tcx(), did))
2551     }
2552
2553     /// If `type_needs_drop` returns true, then `ty` is definitely
2554     /// non-copy and *might* have a destructor attached; if it returns
2555     /// false, then `ty` definitely has no destructor (i.e. no drop glue).
2556     ///
2557     /// (Note that this implies that if `ty` has a destructor attached,
2558     /// then `type_needs_drop` will definitely return `true` for `ty`.)
2559     pub fn type_needs_drop_given_env(self,
2560                                      ty: Ty<'gcx>,
2561                                      param_env: &ty::ParameterEnvironment<'gcx>) -> bool {
2562         // Issue #22536: We first query type_moves_by_default.  It sees a
2563         // normalized version of the type, and therefore will definitely
2564         // know whether the type implements Copy (and thus needs no
2565         // cleanup/drop/zeroing) ...
2566         let tcx = self.global_tcx();
2567         let implements_copy = !ty.moves_by_default(tcx, param_env, DUMMY_SP);
2568
2569         if implements_copy { return false; }
2570
2571         // ... (issue #22536 continued) but as an optimization, still use
2572         // prior logic of asking if the `needs_drop` bit is set; we need
2573         // not zero non-Copy types if they have no destructor.
2574
2575         // FIXME(#22815): Note that calling `ty::type_contents` is a
2576         // conservative heuristic; it may report that `needs_drop` is set
2577         // when actual type does not actually have a destructor associated
2578         // with it. But since `ty` absolutely did not have the `Copy`
2579         // bound attached (see above), it is sound to treat it as having a
2580         // destructor (e.g. zero its memory on move).
2581
2582         let contents = ty.type_contents(tcx);
2583         debug!("type_needs_drop ty={:?} contents={:?}", ty, contents);
2584         contents.needs_drop(tcx)
2585     }
2586
2587     /// Get the attributes of a definition.
2588     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Cow<'gcx, [ast::Attribute]> {
2589         if let Some(id) = self.map.as_local_node_id(did) {
2590             Cow::Borrowed(self.map.attrs(id))
2591         } else {
2592             Cow::Owned(self.sess.cstore.item_attrs(did))
2593         }
2594     }
2595
2596     /// Determine whether an item is annotated with an attribute
2597     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
2598         self.get_attrs(did).iter().any(|item| item.check_name(attr))
2599     }
2600
2601     /// Determine whether an item is annotated with `#[repr(packed)]`
2602     pub fn lookup_packed(self, did: DefId) -> bool {
2603         self.lookup_repr_hints(did).contains(&attr::ReprPacked)
2604     }
2605
2606     /// Determine whether an item is annotated with `#[simd]`
2607     pub fn lookup_simd(self, did: DefId) -> bool {
2608         self.has_attr(did, "simd")
2609             || self.lookup_repr_hints(did).contains(&attr::ReprSimd)
2610     }
2611
2612     pub fn item_variances(self, item_id: DefId) -> Rc<ItemVariances> {
2613         lookup_locally_or_in_crate_store(
2614             "item_variance_map", item_id, &self.item_variance_map,
2615             || Rc::new(self.sess.cstore.item_variances(item_id)))
2616     }
2617
2618     pub fn trait_has_default_impl(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2619         self.populate_implementations_for_trait_if_necessary(trait_def_id);
2620
2621         let def = self.lookup_trait_def(trait_def_id);
2622         def.flags.get().intersects(TraitFlags::HAS_DEFAULT_IMPL)
2623     }
2624
2625     /// Records a trait-to-implementation mapping.
2626     pub fn record_trait_has_default_impl(self, trait_def_id: DefId) {
2627         let def = self.lookup_trait_def(trait_def_id);
2628         def.flags.set(def.flags.get() | TraitFlags::HAS_DEFAULT_IMPL)
2629     }
2630
2631     /// Load primitive inherent implementations if necessary
2632     pub fn populate_implementations_for_primitive_if_necessary(self,
2633                                                                primitive_def_id: DefId) {
2634         if primitive_def_id.is_local() {
2635             return
2636         }
2637
2638         // The primitive is not local, hence we are reading this out
2639         // of metadata.
2640         let _ignore = self.dep_graph.in_ignore();
2641
2642         if self.populated_external_primitive_impls.borrow().contains(&primitive_def_id) {
2643             return
2644         }
2645
2646         debug!("populate_implementations_for_primitive_if_necessary: searching for {:?}",
2647                primitive_def_id);
2648
2649         let impl_items = self.sess.cstore.impl_items(primitive_def_id);
2650
2651         // Store the implementation info.
2652         self.impl_items.borrow_mut().insert(primitive_def_id, impl_items);
2653         self.populated_external_primitive_impls.borrow_mut().insert(primitive_def_id);
2654     }
2655
2656     /// Populates the type context with all the inherent implementations for
2657     /// the given type if necessary.
2658     pub fn populate_inherent_implementations_for_type_if_necessary(self,
2659                                                                    type_id: DefId) {
2660         if type_id.is_local() {
2661             return
2662         }
2663
2664         // The type is not local, hence we are reading this out of
2665         // metadata and don't need to track edges.
2666         let _ignore = self.dep_graph.in_ignore();
2667
2668         if self.populated_external_types.borrow().contains(&type_id) {
2669             return
2670         }
2671
2672         debug!("populate_inherent_implementations_for_type_if_necessary: searching for {:?}",
2673                type_id);
2674
2675         let inherent_impls = self.sess.cstore.inherent_implementations_for_type(type_id);
2676         for &impl_def_id in &inherent_impls {
2677             // Store the implementation info.
2678             let impl_items = self.sess.cstore.impl_items(impl_def_id);
2679             self.impl_items.borrow_mut().insert(impl_def_id, impl_items);
2680         }
2681
2682         self.inherent_impls.borrow_mut().insert(type_id, Rc::new(inherent_impls));
2683         self.populated_external_types.borrow_mut().insert(type_id);
2684     }
2685
2686     /// Populates the type context with all the implementations for the given
2687     /// trait if necessary.
2688     pub fn populate_implementations_for_trait_if_necessary(self, trait_id: DefId) {
2689         if trait_id.is_local() {
2690             return
2691         }
2692
2693         // The type is not local, hence we are reading this out of
2694         // metadata and don't need to track edges.
2695         let _ignore = self.dep_graph.in_ignore();
2696
2697         let def = self.lookup_trait_def(trait_id);
2698         if def.flags.get().intersects(TraitFlags::IMPLS_VALID) {
2699             return;
2700         }
2701
2702         debug!("populate_implementations_for_trait_if_necessary: searching for {:?}", def);
2703
2704         if self.sess.cstore.is_defaulted_trait(trait_id) {
2705             self.record_trait_has_default_impl(trait_id);
2706         }
2707
2708         for impl_def_id in self.sess.cstore.implementations_of_trait(trait_id) {
2709             let impl_items = self.sess.cstore.impl_items(impl_def_id);
2710             let trait_ref = self.impl_trait_ref(impl_def_id).unwrap();
2711
2712             // Record the trait->implementation mapping.
2713             if let Some(parent) = self.sess.cstore.impl_parent(impl_def_id) {
2714                 def.record_remote_impl(self, impl_def_id, trait_ref, parent);
2715             } else {
2716                 def.record_remote_impl(self, impl_def_id, trait_ref, trait_id);
2717             }
2718
2719             // For any methods that use a default implementation, add them to
2720             // the map. This is a bit unfortunate.
2721             for impl_item_def_id in &impl_items {
2722                 let method_def_id = impl_item_def_id.def_id();
2723                 // load impl items eagerly for convenience
2724                 // FIXME: we may want to load these lazily
2725                 self.impl_or_trait_item(method_def_id);
2726             }
2727
2728             // Store the implementation info.
2729             self.impl_items.borrow_mut().insert(impl_def_id, impl_items);
2730         }
2731
2732         def.flags.set(def.flags.get() | TraitFlags::IMPLS_VALID);
2733     }
2734
2735     pub fn closure_kind(self, def_id: DefId) -> ty::ClosureKind {
2736         // If this is a local def-id, it should be inserted into the
2737         // tables by typeck; else, it will be retreived from
2738         // the external crate metadata.
2739         if let Some(&kind) = self.tables.borrow().closure_kinds.get(&def_id) {
2740             return kind;
2741         }
2742
2743         let kind = self.sess.cstore.closure_kind(def_id);
2744         self.tables.borrow_mut().closure_kinds.insert(def_id, kind);
2745         kind
2746     }
2747
2748     pub fn closure_type(self,
2749                         def_id: DefId,
2750                         substs: ClosureSubsts<'tcx>)
2751                         -> ty::ClosureTy<'tcx>
2752     {
2753         // If this is a local def-id, it should be inserted into the
2754         // tables by typeck; else, it will be retreived from
2755         // the external crate metadata.
2756         if let Some(ty) = self.tables.borrow().closure_tys.get(&def_id) {
2757             return ty.subst(self, substs.func_substs);
2758         }
2759
2760         let ty = self.sess.cstore.closure_ty(self.global_tcx(), def_id);
2761         self.tables.borrow_mut().closure_tys.insert(def_id, ty.clone());
2762         ty.subst(self, substs.func_substs)
2763     }
2764
2765     /// Given the def_id of an impl, return the def_id of the trait it implements.
2766     /// If it implements no trait, return `None`.
2767     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2768         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2769     }
2770
2771     /// If the given def ID describes a method belonging to an impl, return the
2772     /// ID of the impl that the method belongs to. Otherwise, return `None`.
2773     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2774         if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
2775             return self.sess.cstore.impl_or_trait_item(self.global_tcx(), def_id)
2776                        .and_then(|item| {
2777                 match item.container() {
2778                     TraitContainer(_) => None,
2779                     ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2780                 }
2781             });
2782         }
2783         match self.impl_or_trait_items.borrow().get(&def_id).cloned() {
2784             Some(trait_item) => {
2785                 match trait_item.container() {
2786                     TraitContainer(_) => None,
2787                     ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2788                 }
2789             }
2790             None => None
2791         }
2792     }
2793
2794     /// If the given def ID describes an item belonging to a trait,
2795     /// return the ID of the trait that the trait item belongs to.
2796     /// Otherwise, return `None`.
2797     pub fn trait_of_item(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2798         if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
2799             return self.sess.cstore.trait_of_item(def_id);
2800         }
2801         match self.impl_or_trait_items.borrow().get(&def_id) {
2802             Some(impl_or_trait_item) => {
2803                 match impl_or_trait_item.container() {
2804                     TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
2805                     ImplContainer(_) => None
2806                 }
2807             }
2808             None => None
2809         }
2810     }
2811
2812     /// If the given def ID describes an item belonging to a trait, (either a
2813     /// default method or an implementation of a trait method), return the ID of
2814     /// the method inside trait definition (this means that if the given def ID
2815     /// is already that of the original trait method, then the return value is
2816     /// the same).
2817     /// Otherwise, return `None`.
2818     pub fn trait_item_of_item(self, def_id: DefId) -> Option<ImplOrTraitItemId> {
2819         let impl_or_trait_item = match self.impl_or_trait_items.borrow().get(&def_id) {
2820             Some(m) => m.clone(),
2821             None => return None,
2822         };
2823         match impl_or_trait_item.container() {
2824             TraitContainer(_) => Some(impl_or_trait_item.id()),
2825             ImplContainer(def_id) => {
2826                 self.trait_id_of_impl(def_id).and_then(|trait_did| {
2827                     let name = impl_or_trait_item.name();
2828                     self.trait_items(trait_did).iter()
2829                         .find(|item| item.name() == name)
2830                         .map(|item| item.id())
2831                 })
2832             }
2833         }
2834     }
2835
2836     /// Construct a parameter environment suitable for static contexts or other contexts where there
2837     /// are no free type/lifetime parameters in scope.
2838     pub fn empty_parameter_environment(self) -> ParameterEnvironment<'tcx> {
2839
2840         // for an empty parameter environment, there ARE no free
2841         // regions, so it shouldn't matter what we use for the free id
2842         let free_id_outlive = self.region_maps.node_extent(ast::DUMMY_NODE_ID);
2843         ty::ParameterEnvironment {
2844             free_substs: Substs::empty(self),
2845             caller_bounds: Vec::new(),
2846             implicit_region_bound: ty::ReEmpty,
2847             free_id_outlive: free_id_outlive
2848         }
2849     }
2850
2851     /// Constructs and returns a substitution that can be applied to move from
2852     /// the "outer" view of a type or method to the "inner" view.
2853     /// In general, this means converting from bound parameters to
2854     /// free parameters. Since we currently represent bound/free type
2855     /// parameters in the same way, this only has an effect on regions.
2856     pub fn construct_free_substs(self, def_id: DefId,
2857                                  free_id_outlive: CodeExtent)
2858                                  -> &'gcx Substs<'gcx> {
2859
2860         let substs = Substs::for_item(self.global_tcx(), def_id, |def, _| {
2861             // map bound 'a => free 'a
2862             ReFree(FreeRegion { scope: free_id_outlive,
2863                                 bound_region: def.to_bound_region() })
2864         }, |def, _| {
2865             // map T => T
2866             self.global_tcx().mk_param_from_def(def)
2867         });
2868
2869         debug!("construct_parameter_environment: {:?}", substs);
2870         substs
2871     }
2872
2873     /// See `ParameterEnvironment` struct def'n for details.
2874     /// If you were using `free_id: NodeId`, you might try `self.region_maps.item_extent(free_id)`
2875     /// for the `free_id_outlive` parameter. (But note that that is not always quite right.)
2876     pub fn construct_parameter_environment(self,
2877                                            span: Span,
2878                                            def_id: DefId,
2879                                            free_id_outlive: CodeExtent)
2880                                            -> ParameterEnvironment<'gcx>
2881     {
2882         //
2883         // Construct the free substs.
2884         //
2885
2886         let free_substs = self.construct_free_substs(def_id, free_id_outlive);
2887
2888         //
2889         // Compute the bounds on Self and the type parameters.
2890         //
2891
2892         let tcx = self.global_tcx();
2893         let generic_predicates = tcx.lookup_predicates(def_id);
2894         let bounds = generic_predicates.instantiate(tcx, free_substs);
2895         let bounds = tcx.liberate_late_bound_regions(free_id_outlive, &ty::Binder(bounds));
2896         let predicates = bounds.predicates;
2897
2898         // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
2899         // case they contain any associated type projections. This process
2900         // can yield errors if the put in illegal associated types, like
2901         // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
2902         // report these errors right here; this doesn't actually feel
2903         // right to me, because constructing the environment feels like a
2904         // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
2905         // a better place. In practice, we construct environments for
2906         // every fn once during type checking, and we'll abort if there
2907         // are any errors at that point, so after type checking you can be
2908         // sure that this will succeed without errors anyway.
2909         //
2910
2911         let unnormalized_env = ty::ParameterEnvironment {
2912             free_substs: free_substs,
2913             implicit_region_bound: ty::ReScope(free_id_outlive),
2914             caller_bounds: predicates,
2915             free_id_outlive: free_id_outlive,
2916         };
2917
2918         let cause = traits::ObligationCause::misc(span, free_id_outlive.node_id(&self.region_maps));
2919         traits::normalize_param_env_or_error(tcx, unnormalized_env, cause)
2920     }
2921
2922     pub fn is_method_call(self, expr_id: NodeId) -> bool {
2923         self.tables.borrow().method_map.contains_key(&MethodCall::expr(expr_id))
2924     }
2925
2926     pub fn is_overloaded_autoderef(self, expr_id: NodeId, autoderefs: u32) -> bool {
2927         self.tables.borrow().method_map.contains_key(&MethodCall::autoderef(expr_id,
2928                                                                             autoderefs))
2929     }
2930
2931     pub fn upvar_capture(self, upvar_id: ty::UpvarId) -> Option<ty::UpvarCapture> {
2932         Some(self.tables.borrow().upvar_capture_map.get(&upvar_id).unwrap().clone())
2933     }
2934
2935     pub fn visit_all_items_in_krate<V,F>(self,
2936                                          dep_node_fn: F,
2937                                          visitor: &mut V)
2938         where F: FnMut(DefId) -> DepNode<DefId>, V: Visitor<'gcx>
2939     {
2940         dep_graph::visit_all_items_in_krate(self.global_tcx(), dep_node_fn, visitor);
2941     }
2942
2943     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2944     /// with the name of the crate containing the impl.
2945     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, InternedString> {
2946         if impl_did.is_local() {
2947             let node_id = self.map.as_local_node_id(impl_did).unwrap();
2948             Ok(self.map.span(node_id))
2949         } else {
2950             Err(self.sess.cstore.crate_name(impl_did.krate))
2951         }
2952     }
2953 }
2954
2955 /// The category of explicit self.
2956 #[derive(Clone, Copy, Eq, PartialEq, Debug)]
2957 pub enum ExplicitSelfCategory {
2958     Static,
2959     ByValue,
2960     ByReference(Region, hir::Mutability),
2961     ByBox,
2962 }
2963
2964 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2965     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: NodeId, f: F) -> T where
2966         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
2967     {
2968         match self.freevars.borrow().get(&fid) {
2969             None => f(&[]),
2970             Some(d) => f(&d[..])
2971         }
2972     }
2973 }