]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Syntax for hir::Ty.
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeVisitor};
4 pub use self::AssocItemContainer::*;
5 pub use self::BorrowKind::*;
6 pub use self::IntVarValue::*;
7 pub use self::Variance::*;
8
9 use crate::hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, ExportMap, Res};
10 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
11 use crate::hir::Node;
12 use crate::hir::{map as hir_map, GlobMap, TraitMap};
13 use crate::ich::Fingerprint;
14 use crate::ich::StableHashingContext;
15 use crate::infer::canonical::Canonical;
16 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
17 use crate::middle::lang_items::{FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem, FnTraitLangItem};
18 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
19 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
20 use crate::mir::GeneratorLayout;
21 use crate::mir::ReadOnlyBodyAndCache;
22 use crate::session::CrateDisambiguator;
23 use crate::session::DataTypeKind;
24 use crate::traits::{self, Reveal};
25 use crate::ty;
26 use crate::ty::layout::VariantIdx;
27 use crate::ty::subst::{InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
28 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
29 use crate::ty::walk::TypeWalker;
30 use crate::util::captures::Captures;
31 use crate::util::nodemap::{DefIdMap, FxHashMap, NodeMap, NodeSet};
32 use arena::SyncDroplessArena;
33 use rustc_data_structures::svh::Svh;
34 use rustc_macros::HashStable;
35
36 use rustc_data_structures::sync::{self, par_iter, Lrc, ParallelIterator};
37 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
38 use rustc_target::abi::Align;
39 use std::cell::RefCell;
40 use std::cmp::{self, Ordering};
41 use std::fmt;
42 use std::hash::{Hash, Hasher};
43 use std::ops::Deref;
44 use std::ops::Range;
45 use std::slice;
46 use std::{mem, ptr};
47 use syntax::ast::{self, Ident, Name, NodeId};
48 use syntax::attr;
49 use syntax_pos::hygiene::ExpnId;
50 use syntax_pos::symbol::{kw, sym, Symbol};
51 use syntax_pos::Span;
52
53 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
54 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
55 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
56 use smallvec;
57
58 use crate::hir;
59
60 pub use self::sty::BoundRegion::*;
61 pub use self::sty::InferTy::*;
62 pub use self::sty::RegionKind;
63 pub use self::sty::RegionKind::*;
64 pub use self::sty::TyKind::*;
65 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
66 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
67 pub use self::sty::{CanonicalPolyFnSig, FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
68 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, TypeAndMut, UpvarSubsts};
69 pub use self::sty::{Const, ConstKind, ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
70 pub use self::sty::{ConstVid, FloatVid, IntVid, RegionVid, TyVid};
71 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, InferConst, InferTy, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
72 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
73 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
74 pub use crate::ty::diagnostics::*;
75
76 pub use self::binding::BindingMode;
77 pub use self::binding::BindingMode::*;
78
79 pub use self::context::{keep_local, tls, AllArenas, FreeRegionInfo, TyCtxt};
80 pub use self::context::{
81     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
82     UserType, UserTypeAnnotationIndex,
83 };
84 pub use self::context::{
85     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckTables,
86 };
87
88 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
89
90 pub use self::structural_match::search_for_structural_match_violation;
91 pub use self::structural_match::type_marked_structural;
92 pub use self::structural_match::NonStructuralMatchTy;
93
94 pub use self::trait_def::TraitDef;
95
96 pub use self::query::queries;
97
98 pub mod adjustment;
99 pub mod binding;
100 pub mod cast;
101 #[macro_use]
102 pub mod codec;
103 pub mod _match;
104 mod constness;
105 mod erase_regions;
106 pub mod error;
107 pub mod fast_reject;
108 pub mod flags;
109 pub mod fold;
110 pub mod inhabitedness;
111 pub mod layout;
112 pub mod outlives;
113 pub mod print;
114 pub mod query;
115 pub mod relate;
116 pub mod steal;
117 pub mod subst;
118 pub mod trait_def;
119 pub mod util;
120 pub mod walk;
121 pub mod wf;
122
123 mod context;
124 mod diagnostics;
125 mod instance;
126 mod structural_impls;
127 mod structural_match;
128 mod sty;
129
130 // Data types
131
132 pub struct ResolverOutputs {
133     pub definitions: hir_map::Definitions,
134     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
135     pub extern_crate_map: NodeMap<CrateNum>,
136     pub trait_map: TraitMap,
137     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
138     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
139     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
140     pub glob_map: GlobMap,
141     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
142     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
143     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
144 }
145
146 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
147 pub enum AssocItemContainer {
148     TraitContainer(DefId),
149     ImplContainer(DefId),
150 }
151
152 impl AssocItemContainer {
153     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
154     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
155     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
156         match *self {
157             TraitContainer(id) => id,
158             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
159         }
160     }
161
162     pub fn id(&self) -> DefId {
163         match *self {
164             TraitContainer(id) => id,
165             ImplContainer(id) => id,
166         }
167     }
168 }
169
170 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
171 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
172 /// bounds / where-clauses).
173 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
174 pub struct ImplHeader<'tcx> {
175     pub impl_def_id: DefId,
176     pub self_ty: Ty<'tcx>,
177     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
178     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
179 }
180
181 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
182 pub enum ImplPolarity {
183     /// `impl Trait for Type`
184     Positive,
185     /// `impl !Trait for Type`
186     Negative,
187     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
188     ///
189     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
190     /// See #64631 for details.
191     Reservation,
192 }
193
194 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
195 pub struct AssocItem {
196     pub def_id: DefId,
197     #[stable_hasher(project(name))]
198     pub ident: Ident,
199     pub kind: AssocKind,
200     pub vis: Visibility,
201     pub defaultness: hir::Defaultness,
202     pub container: AssocItemContainer,
203
204     /// Whether this is a method with an explicit self
205     /// as its first argument, allowing method calls.
206     pub method_has_self_argument: bool,
207 }
208
209 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable)]
210 pub enum AssocKind {
211     Const,
212     Method,
213     OpaqueTy,
214     Type,
215 }
216
217 impl AssocKind {
218     pub fn suggestion_descr(&self) -> &'static str {
219         match self {
220             ty::AssocKind::Method => "method call",
221             ty::AssocKind::Type | ty::AssocKind::OpaqueTy => "associated type",
222             ty::AssocKind::Const => "associated constant",
223         }
224     }
225 }
226
227 impl AssocItem {
228     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
229         match self.kind {
230             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
231             AssocKind::Method => DefKind::Method,
232             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
233             AssocKind::OpaqueTy => DefKind::AssocOpaqueTy,
234         }
235     }
236
237     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
238     /// for !
239     pub fn relevant_for_never(&self) -> bool {
240         match self.kind {
241             AssocKind::OpaqueTy | AssocKind::Const | AssocKind::Type => true,
242             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
243             AssocKind::Method => !self.method_has_self_argument,
244         }
245     }
246
247     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
248         match self.kind {
249             ty::AssocKind::Method => {
250                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
251                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
252                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
253                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
254                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
255             }
256             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
257             // FIXME(type_alias_impl_trait): we should print bounds here too.
258             ty::AssocKind::OpaqueTy => format!("type {};", self.ident),
259             ty::AssocKind::Const => {
260                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
261             }
262         }
263     }
264 }
265
266 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
267 pub enum Visibility {
268     /// Visible everywhere (including in other crates).
269     Public,
270     /// Visible only in the given crate-local module.
271     Restricted(DefId),
272     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
273     Invisible,
274 }
275
276 pub trait DefIdTree: Copy {
277     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
278
279     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
280         if descendant.krate != ancestor.krate {
281             return false;
282         }
283
284         while descendant != ancestor {
285             match self.parent(descendant) {
286                 Some(parent) => descendant = parent,
287                 None => return false,
288             }
289         }
290         true
291     }
292 }
293
294 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
295     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
296         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
297     }
298 }
299
300 impl Visibility {
301     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
302         match visibility.node {
303             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
304             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
305             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
306                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
307                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
308                 Res::Err => Visibility::Public,
309                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
310             },
311             hir::VisibilityKind::Inherited => {
312                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent(id))
313             }
314         }
315     }
316
317     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
318     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
319         let restriction = match self {
320             // Public items are visible everywhere.
321             Visibility::Public => return true,
322             // Private items from other crates are visible nowhere.
323             Visibility::Invisible => return false,
324             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
325             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
326             Visibility::Restricted(module) => module,
327         };
328
329         tree.is_descendant_of(module, restriction)
330     }
331
332     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
333     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
334         let vis_restriction = match vis {
335             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
336             Visibility::Invisible => return true,
337             Visibility::Restricted(module) => module,
338         };
339
340         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
341     }
342
343     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
344     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
345         match self {
346             Visibility::Public => true,
347             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
348             Visibility::Invisible => false,
349         }
350     }
351 }
352
353 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, HashStable)]
354 pub enum Variance {
355     Covariant,     // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
356     Invariant,     // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
357     Contravariant, // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
358     Bivariant,     // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
359 }
360
361 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
362 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
363 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
364 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
365 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
366 /// item.
367 #[derive(HashStable)]
368 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
369     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
370     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
371     /// entry.
372     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
373 }
374
375 impl Variance {
376     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
377     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
378     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
379     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
380     /// variance with which the argument appears.
381     ///
382     /// Example 1:
383     ///
384     ///     *mut Vec<i32>
385     ///
386     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
387     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
388     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
389     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
390     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
391     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
392     /// (again) in `Invariant`.
393     ///
394     /// Example 2:
395     ///
396     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
397     ///
398     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
399     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
400     /// within which both pointer types appear is
401     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
402     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
403     /// which the first `Vec<i32>` appears is
404     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
405     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
406     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
407     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
408     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
409     ///
410     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
411     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
412     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
413         match (self, v) {
414             // Figure 1, column 1.
415             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
416             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
417             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
418             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
419
420             // Figure 1, column 2.
421             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
422             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
423             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
424             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
425
426             // Figure 1, column 3.
427             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
428
429             // Figure 1, column 4.
430             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
431         }
432     }
433 }
434
435 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
436 // the types of AST nodes.
437 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
438 pub struct CReaderCacheKey {
439     pub cnum: CrateNum,
440     pub pos: usize,
441 }
442
443 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
444 // through the type during type construction, so that we can quickly
445 // check whether the type has various kinds of types in it without
446 // recursing over the type itself.
447 bitflags! {
448     pub struct TypeFlags: u32 {
449         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
450         const HAS_TY_INFER       = 1 << 1;
451         const HAS_RE_INFER       = 1 << 2;
452         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 3;
453
454         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
455         /// determine whether substitition is required, since those
456         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
457         /// hence may be substituted.
458         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 4;
459
460         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
461         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
462         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 5;
463
464         /// Is an error type reachable?
465         const HAS_TY_ERR         = 1 << 6;
466         const HAS_PROJECTION     = 1 << 7;
467
468         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
469         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 8;
470
471         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
472         /// that are local to a particular fn
473         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES = 1 << 9;
474
475         /// Present if the type belongs in a local type context.
476         /// Only set for Infer other than Fresh.
477         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 10;
478
479         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
480         /// if a global bound is safe to evaluate.
481         const HAS_RE_LATE_BOUND  = 1 << 11;
482
483         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 12;
484
485         const HAS_CT_INFER       = 1 << 13;
486         const HAS_CT_PLACEHOLDER = 1 << 14;
487
488         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
489                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
490
491         /// Flags representing the nominal content of a type,
492         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
493         /// flag, it should be added here too.
494         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
495                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
496                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
497                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
498                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
499                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
500                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
501                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
502                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
503                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
504                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
505                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
506                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits |
507                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
508                                   TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits;
509     }
510 }
511
512 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
513 pub struct TyS<'tcx> {
514     pub kind: TyKind<'tcx>,
515     pub flags: TypeFlags,
516
517     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
518     /// binder such that
519     ///
520     /// (a) the binder itself captures nothing but
521     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
522     ///     by some sub-binder.
523     ///
524     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
525     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
526     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
527     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
528     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
529     /// by an inner binder.
530     ///
531     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
532     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
533     /// (exclusive).
534     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
535 }
536
537 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
538 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
539 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
540
541 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
542     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
543         self.kind.cmp(&other.kind)
544     }
545 }
546
547 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
548     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
549         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
550     }
551 }
552
553 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
554     #[inline]
555     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
556         ptr::eq(self, other)
557     }
558 }
559 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
560
561 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
562     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
563         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
564     }
565 }
566
567 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'tcx> {
568     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
569         let ty::TyS {
570             ref kind,
571
572             // The other fields just provide fast access to information that is
573             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
574             flags: _,
575
576             outer_exclusive_binder: _,
577         } = *self;
578
579         kind.hash_stable(hcx, hasher);
580     }
581 }
582
583 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
584 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
585
586 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
587 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
588
589 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
590
591 extern "C" {
592     /// A dummy type used to force `List` to be unsized while not requiring references to it be wide
593     /// pointers.
594     type OpaqueListContents;
595 }
596
597 /// A wrapper for slices with the additional invariant
598 /// that the slice is interned and no other slice with
599 /// the same contents can exist in the same context.
600 /// This means we can use pointer for both
601 /// equality comparisons and hashing.
602 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
603 #[repr(C)]
604 pub struct List<T> {
605     len: usize,
606     data: [T; 0],
607     opaque: OpaqueListContents,
608 }
609
610 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
611
612 impl<T: Copy> List<T> {
613     #[inline]
614     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
615         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
616         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
617         assert!(slice.len() != 0);
618
619         // Align up the size of the len (usize) field
620         let align = mem::align_of::<T>();
621         let align_mask = align - 1;
622         let offset = mem::size_of::<usize>();
623         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
624
625         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
626
627         let mem = arena.alloc_raw(size, cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
628         unsafe {
629             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
630             // Write the length
631             result.len = slice.len();
632
633             // Write the elements
634             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
635             arena_slice.copy_from_slice(slice);
636
637             result
638         }
639     }
640 }
641
642 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
643     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
644         (**self).fmt(f)
645     }
646 }
647
648 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
649     #[inline]
650     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
651         (**self).encode(s)
652     }
653 }
654
655 impl<T> Ord for List<T>
656 where
657     T: Ord,
658 {
659     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
660         if self == other { Ordering::Equal } else { <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other) }
661     }
662 }
663
664 impl<T> PartialOrd for List<T>
665 where
666     T: PartialOrd,
667 {
668     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
669         if self == other {
670             Some(Ordering::Equal)
671         } else {
672             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
673         }
674     }
675 }
676
677 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
678     #[inline]
679     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
680         ptr::eq(self, other)
681     }
682 }
683 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
684
685 impl<T> Hash for List<T> {
686     #[inline]
687     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
688         (self as *const List<T>).hash(s)
689     }
690 }
691
692 impl<T> Deref for List<T> {
693     type Target = [T];
694     #[inline(always)]
695     fn deref(&self) -> &[T] {
696         self.as_ref()
697     }
698 }
699
700 impl<T> AsRef<[T]> for List<T> {
701     #[inline(always)]
702     fn as_ref(&self) -> &[T] {
703         unsafe { slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len) }
704     }
705 }
706
707 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
708     type Item = &'a T;
709     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
710     #[inline(always)]
711     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
712         self[..].iter()
713     }
714 }
715
716 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
717
718 impl<T> List<T> {
719     #[inline(always)]
720     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
721         #[repr(align(64), C)]
722         struct EmptySlice([u8; 64]);
723         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
724         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
725         unsafe { &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>) }
726     }
727 }
728
729 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
730 pub struct UpvarPath {
731     pub hir_id: hir::HirId,
732 }
733
734 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
735 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
736 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
737 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
738 pub struct UpvarId {
739     pub var_path: UpvarPath,
740     pub closure_expr_id: LocalDefId,
741 }
742
743 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
744 pub enum BorrowKind {
745     /// Data must be immutable and is aliasable.
746     ImmBorrow,
747
748     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
749     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
750     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
751     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
752     ///
753     ///    let x: &mut isize = ...;
754     ///    let y = || *x += 5;
755     ///
756     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
757     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
758     ///
759     ///    struct Env { x: & &mut isize }
760     ///    let x: &mut isize = ...;
761     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
762     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
763     ///
764     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
765     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
766     /// an `&mut` borrow:
767     ///
768     ///    struct Env { x: & &mut isize }
769     ///    let x: &mut isize = ...;
770     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
771     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
772     ///
773     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
774     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
775     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
776     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
777     /// borrow is hidden.
778     ///
779     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
780     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
781     /// simplicity, we don't give users the way to express this
782     /// borrow, it's just used when translating closures.
783     UniqueImmBorrow,
784
785     /// Data is mutable and not aliasable.
786     MutBorrow,
787 }
788
789 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
790 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
791 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
792 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
793     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
794     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
795     /// depending on inference.
796     ByValue,
797
798     /// Upvar is captured by reference.
799     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
800 }
801
802 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
803 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
804     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
805     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
806     /// syntax.
807     pub kind: BorrowKind,
808
809     /// Region of the resulting reference.
810     pub region: ty::Region<'tcx>,
811 }
812
813 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
814 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
815
816 #[derive(Copy, Clone, TypeFoldable)]
817 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
818     pub res: Res,
819     pub span: Span,
820     pub ty: Ty<'tcx>,
821 }
822
823 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
824 pub enum IntVarValue {
825     IntType(ast::IntTy),
826     UintType(ast::UintTy),
827 }
828
829 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
830 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
831
832 impl ty::EarlyBoundRegion {
833     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
834         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
835     }
836
837     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
838     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
839     pub fn has_name(&self) -> bool {
840         self.name != kw::UnderscoreLifetime
841     }
842 }
843
844 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
845 pub enum GenericParamDefKind {
846     Lifetime,
847     Type {
848         has_default: bool,
849         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
850         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
851     },
852     Const,
853 }
854
855 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
856 pub struct GenericParamDef {
857     pub name: Symbol,
858     pub def_id: DefId,
859     pub index: u32,
860
861     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
862     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
863     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
864     pub pure_wrt_drop: bool,
865
866     pub kind: GenericParamDefKind,
867 }
868
869 impl GenericParamDef {
870     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
871         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
872             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
873         } else {
874             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
875         }
876     }
877
878     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
879         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
880             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
881         } else {
882             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
883         }
884     }
885 }
886
887 #[derive(Default)]
888 pub struct GenericParamCount {
889     pub lifetimes: usize,
890     pub types: usize,
891     pub consts: usize,
892 }
893
894 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
895 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
896 ///
897 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
898 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
899 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
900 pub struct Generics {
901     pub parent: Option<DefId>,
902     pub parent_count: usize,
903     pub params: Vec<GenericParamDef>,
904
905     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
906     #[stable_hasher(ignore)]
907     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
908
909     pub has_self: bool,
910     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
911 }
912
913 impl<'tcx> Generics {
914     pub fn count(&self) -> usize {
915         self.parent_count + self.params.len()
916     }
917
918     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
919         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
920         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
921         // presence of this method will be a constant reminder.
922         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
923
924         for param in &self.params {
925             match param.kind {
926                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
927                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
928                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
929             };
930         }
931
932         own_counts
933     }
934
935     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
936         if self.own_requires_monomorphization() {
937             return true;
938         }
939
940         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
941             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
942             parent.requires_monomorphization(tcx)
943         } else {
944             false
945         }
946     }
947
948     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
949         for param in &self.params {
950             match param.kind {
951                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
952                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
953             }
954         }
955         false
956     }
957
958     pub fn region_param(
959         &'tcx self,
960         param: &EarlyBoundRegion,
961         tcx: TyCtxt<'tcx>,
962     ) -> &'tcx GenericParamDef {
963         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
964             let param = &self.params[index as usize];
965             match param.kind {
966                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
967                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
968             }
969         } else {
970             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
971                 .region_param(param, tcx)
972         }
973     }
974
975     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
976     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
977         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
978             let param = &self.params[index as usize];
979             match param.kind {
980                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
981                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
982             }
983         } else {
984             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
985                 .type_param(param, tcx)
986         }
987     }
988
989     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
990     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
991         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
992             let param = &self.params[index as usize];
993             match param.kind {
994                 GenericParamDefKind::Const => param,
995                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
996             }
997         } else {
998             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
999                 .const_param(param, tcx)
1000         }
1001     }
1002 }
1003
1004 /// Bounds on generics.
1005 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1006 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1007     pub parent: Option<DefId>,
1008     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
1009 }
1010
1011 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1012     pub fn instantiate(
1013         &self,
1014         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1015         substs: SubstsRef<'tcx>,
1016     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1017         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1018         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1019         instantiated
1020     }
1021
1022     pub fn instantiate_own(
1023         &self,
1024         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1025         substs: SubstsRef<'tcx>,
1026     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1027         InstantiatedPredicates {
1028             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1029         }
1030     }
1031
1032     fn instantiate_into(
1033         &self,
1034         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1035         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1036         substs: SubstsRef<'tcx>,
1037     ) {
1038         if let Some(def_id) = self.parent {
1039             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1040         }
1041         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
1042     }
1043
1044     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1045         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1046         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1047         instantiated
1048     }
1049
1050     fn instantiate_identity_into(
1051         &self,
1052         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1053         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1054     ) {
1055         if let Some(def_id) = self.parent {
1056             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1057         }
1058         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1059     }
1060
1061     pub fn instantiate_supertrait(
1062         &self,
1063         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1064         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1065     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1066         assert_eq!(self.parent, None);
1067         InstantiatedPredicates {
1068             predicates: self
1069                 .predicates
1070                 .iter()
1071                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1072                 .collect(),
1073         }
1074     }
1075 }
1076
1077 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1078 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1079 pub enum Predicate<'tcx> {
1080     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1081     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1082     /// would be the type parameters.
1083     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1084
1085     /// `where 'a: 'b`
1086     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1087
1088     /// `where T: 'a`
1089     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1090
1091     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1092     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1093     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1094
1095     /// No syntax: `T` well-formed.
1096     WellFormed(Ty<'tcx>),
1097
1098     /// Trait must be object-safe.
1099     ObjectSafe(DefId),
1100
1101     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1102     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1103     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1104     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1105
1106     /// `T1 <: T2`
1107     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1108
1109     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1110     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1111 }
1112
1113 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1114 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1115 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1116 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1117 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1118 /// item.
1119 #[derive(HashStable)]
1120 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1121     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1122     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1123     /// bounds, it will have no entry.
1124     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(ty::Predicate<'tcx>, Span)]>,
1125 }
1126
1127 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1128     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1129         self
1130     }
1131 }
1132
1133 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1134     /// Performs a substitution suitable for going from a
1135     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1136     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1137     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1138     /// lengthy comment below for details.
1139     pub fn subst_supertrait(
1140         &self,
1141         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1142         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1143     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1144         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1145         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1146         //
1147         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1148         //
1149         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1150         //     trait Bar<'b,'c> { }
1151         //
1152         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1153         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1154         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1155         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1156         // normal substitution.
1157         //
1158         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1159         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1160         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1161         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1162         // `'a`.
1163         //
1164         // Another example to be careful of is this:
1165         //
1166         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1167         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1168         //
1169         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1170         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1171         // reason is similar to the previous example: any impl of
1172         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1173         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1174         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1175         //
1176         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1177         // consider the more complicated scenario:
1178         //
1179         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1180         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1181         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1182         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1183         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1184         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1185         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1186         //   DB index of 1.
1187         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1188         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1189         //   just as we wanted.
1190         //
1191         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1192         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1193         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1194         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1195         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1196         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1197         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1198         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1199         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1200         // substitution code expects equal binding levels in the values
1201         // from the substitution and the value being substituted into, and
1202         // this trick achieves that).
1203
1204         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1205         match *self {
1206             Predicate::Trait(ref binder) => {
1207                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1208             }
1209             Predicate::Subtype(ref binder) => {
1210                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1211             }
1212             Predicate::RegionOutlives(ref binder) => {
1213                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1214             }
1215             Predicate::TypeOutlives(ref binder) => {
1216                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1217             }
1218             Predicate::Projection(ref binder) => {
1219                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1220             }
1221             Predicate::WellFormed(data) => Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1222             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) => Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1223             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) => {
1224                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind)
1225             }
1226             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) => {
1227                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs))
1228             }
1229         }
1230     }
1231 }
1232
1233 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1234 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1235 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1236     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1237 }
1238
1239 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1240
1241 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1242     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1243         self.trait_ref.def_id
1244     }
1245
1246     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1247         self.trait_ref.input_types()
1248     }
1249
1250     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1251         self.trait_ref.self_ty()
1252     }
1253 }
1254
1255 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1256     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1257         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1258         self.skip_binder().def_id()
1259     }
1260 }
1261
1262 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1263 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1264 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1265 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1266 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1267 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1268 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1269 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1270
1271 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1272 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1273 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1274     pub a_is_expected: bool,
1275     pub a: Ty<'tcx>,
1276     pub b: Ty<'tcx>,
1277 }
1278 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1279
1280 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1281 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1282 ///
1283 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1284 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1285 ///
1286 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1287 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1288 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1289 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1290 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1291 /// instances to normalize the LHS.
1292 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1293 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1294 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1295     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1296     pub ty: Ty<'tcx>,
1297 }
1298
1299 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1300
1301 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1302     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1303     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1304         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1305     }
1306
1307     #[inline]
1308     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1309         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1310         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1311         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1312         // return value, so we are preserving the number of binding
1313         // levels.
1314         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1315     }
1316
1317     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1318         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1319     }
1320
1321     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1322     ///
1323     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1324     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1325     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1326         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1327         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1328     }
1329 }
1330
1331 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1332     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1333 }
1334
1335 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1336     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1337         ty::Binder::dummy(self.clone())
1338     }
1339 }
1340
1341 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1342     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1343         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1344     }
1345 }
1346
1347 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1348     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1349 }
1350
1351 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1352     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1353         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.clone() }))
1354     }
1355 }
1356
1357 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1358     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1359         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1360     }
1361 }
1362
1363 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1364     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1365         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1366     }
1367 }
1368
1369 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1370     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1371         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1372     }
1373 }
1374
1375 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1376     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1377         Predicate::Projection(self.clone())
1378     }
1379 }
1380
1381 // A custom iterator used by `Predicate::walk_tys`.
1382 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1383 where
1384     I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1385     J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1386     K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1387 {
1388     None,
1389     One(Ty<'tcx>),
1390     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1391     Types(I),
1392     InputTypes(J),
1393     ProjectionTypes(K),
1394 }
1395
1396 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1397 where
1398     I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1399     J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1400     K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1401 {
1402     type Item = Ty<'tcx>;
1403
1404     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1405         match *self {
1406             WalkTysIter::None => None,
1407             WalkTysIter::One(item) => {
1408                 *self = WalkTysIter::None;
1409                 Some(item)
1410             }
1411             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1412                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1413                 Some(item1)
1414             }
1415             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => iter.next(),
1416             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => iter.next(),
1417             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => iter.next(),
1418         }
1419     }
1420 }
1421
1422 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1423     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1424     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1425     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1426     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1427         match *self {
1428             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1429                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1430             }
1431             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1432                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1433                 WalkTysIter::Two(a, b)
1434             }
1435             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0),
1436             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => WalkTysIter::None,
1437             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1438                 let inner = data.skip_binder();
1439                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1440                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)),
1441                 )
1442             }
1443             ty::Predicate::WellFormed(data) => WalkTysIter::One(data),
1444             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => WalkTysIter::None,
1445             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1446                 WalkTysIter::Types(closure_substs.types())
1447             }
1448             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => WalkTysIter::Types(substs.types()),
1449         }
1450     }
1451
1452     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1453         match *self {
1454             Predicate::Trait(ref t) => Some(t.to_poly_trait_ref()),
1455             Predicate::Projection(..)
1456             | Predicate::Subtype(..)
1457             | Predicate::RegionOutlives(..)
1458             | Predicate::WellFormed(..)
1459             | Predicate::ObjectSafe(..)
1460             | Predicate::ClosureKind(..)
1461             | Predicate::TypeOutlives(..)
1462             | Predicate::ConstEvaluatable(..) => None,
1463         }
1464     }
1465
1466     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1467         match *self {
1468             Predicate::TypeOutlives(data) => Some(data),
1469             Predicate::Trait(..)
1470             | Predicate::Projection(..)
1471             | Predicate::Subtype(..)
1472             | Predicate::RegionOutlives(..)
1473             | Predicate::WellFormed(..)
1474             | Predicate::ObjectSafe(..)
1475             | Predicate::ClosureKind(..)
1476             | Predicate::ConstEvaluatable(..) => None,
1477         }
1478     }
1479 }
1480
1481 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1482 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1483 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1484 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1485 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1486 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1487 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1488 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1489 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1490 /// their values.
1491 ///
1492 /// Example:
1493 ///
1494 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1495 ///
1496 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1497 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1498 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1499 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1500 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1501 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1502     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1503 }
1504
1505 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1506     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1507         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1508     }
1509
1510     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1511         self.predicates.is_empty()
1512     }
1513 }
1514
1515 rustc_index::newtype_index! {
1516     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1517     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1518     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1519     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1520     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1521     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1522     /// new names.
1523     ///
1524     /// To make this more concrete, consider this program:
1525     ///
1526     /// ```
1527     /// struct Foo { }
1528     /// fn bar<T>(x: T) {
1529     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1530     /// }
1531     /// ```
1532     ///
1533     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1534     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1535     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1536     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1537     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1538     /// name it inside the fn type but not outside.
1539     ///
1540     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1541     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1542     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1543     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1544     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1545     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1546     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1547     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1548     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1549     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1550     /// use for checking generic functions.
1551     pub struct UniverseIndex {
1552         derive [HashStable]
1553         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1554     }
1555 }
1556
1557 impl UniverseIndex {
1558     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1559
1560     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1561     /// is considered to extend all previous universes. This
1562     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1563     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1564     ///
1565     /// ```
1566     /// for<'a> fn(&'a u32)
1567     /// ```
1568     ///
1569     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1570     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1571     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1572     /// `U` because it was not in scope there.
1573     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1574         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1575     }
1576
1577     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1578     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1579     /// `other` (`self >= other`).
1580     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1581         self.private >= other.private
1582     }
1583
1584     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1585     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1586     /// those in `other` (`self < other`).
1587     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1588         self.private < other.private
1589     }
1590 }
1591
1592 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1593 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1594 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1595 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1596 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1597 /// another.
1598 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1599 pub struct Placeholder<T> {
1600     pub universe: UniverseIndex,
1601     pub name: T,
1602 }
1603
1604 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1605 where
1606     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1607 {
1608     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1609         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1610         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1611     }
1612 }
1613
1614 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1615
1616 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1617
1618 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1619
1620 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1621 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1622 /// particular point.
1623 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TypeFoldable)]
1624 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1625     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1626     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1627     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1628     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1629
1630     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1631     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1632     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1633     pub reveal: traits::Reveal,
1634
1635     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1636     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1637     /// solver).
1638     pub def_id: Option<DefId>,
1639 }
1640
1641 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1642     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1643     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1644     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1645     /// type-checking.
1646     #[inline]
1647     pub fn empty() -> Self {
1648         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1649     }
1650
1651     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1652     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1653     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1654     /// environments like codegen or doing optimizations.
1655     ///
1656     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1657     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1658     #[inline]
1659     pub fn reveal_all() -> Self {
1660         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1661     }
1662
1663     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1664     #[inline]
1665     pub fn new(
1666         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1667         reveal: Reveal,
1668         def_id: Option<DefId>,
1669     ) -> Self {
1670         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1671     }
1672
1673     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1674     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1675     /// (even for associated types that are specializable). This is
1676     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1677     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1678     /// which is the default.
1679     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1680         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1681     }
1682
1683     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1684     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1685         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1686     }
1687
1688     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1689     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1690     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1691     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1692     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1693     /// invisible.
1694     ///
1695     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1696     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1697     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1698     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1699     /// although the surrounding function is never reachable.
1700     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1701         match self.reveal {
1702             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1703
1704             Reveal::All => {
1705                 if value.has_placeholders() || value.needs_infer() || value.has_param_types() {
1706                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1707                 } else {
1708                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1709                 }
1710             }
1711         }
1712     }
1713 }
1714
1715 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1716 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1717     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1718     pub value: T,
1719 }
1720
1721 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1722     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1723         (self.param_env, self.value)
1724     }
1725 }
1726
1727 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1728 where
1729     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1730 {
1731     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1732         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1733
1734         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1735         value.hash_stable(hcx, hasher);
1736     }
1737 }
1738
1739 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1740 pub struct Destructor {
1741     /// The `DefId` of the destructor method
1742     pub did: DefId,
1743 }
1744
1745 bitflags! {
1746     #[derive(HashStable)]
1747     pub struct AdtFlags: u32 {
1748         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1749         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1750         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1751         /// Indicates whether the ADT is a union.
1752         const IS_UNION            = 1 << 1;
1753         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1754         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1755         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1756         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1757         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1758         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1759         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1760         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1761         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1762         const IS_BOX              = 1 << 6;
1763         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1764         const IS_ARC              = 1 << 7;
1765         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1766         const IS_RC               = 1 << 8;
1767         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1768         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1769         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1770     }
1771 }
1772
1773 bitflags! {
1774     #[derive(HashStable)]
1775     pub struct VariantFlags: u32 {
1776         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1777         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1778         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1779     }
1780 }
1781
1782 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1783 #[derive(Debug, HashStable)]
1784 pub struct VariantDef {
1785     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1786     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1787     pub def_id: DefId,
1788     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1789     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1790     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1791     /// Variant or struct name.
1792     #[stable_hasher(project(name))]
1793     pub ident: Ident,
1794     /// Discriminant of this variant.
1795     pub discr: VariantDiscr,
1796     /// Fields of this variant.
1797     pub fields: Vec<FieldDef>,
1798     /// Type of constructor of variant.
1799     pub ctor_kind: CtorKind,
1800     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1801     flags: VariantFlags,
1802     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1803     /// May be incomplete or bogus.
1804     pub recovered: bool,
1805 }
1806
1807 impl<'tcx> VariantDef {
1808     /// Creates a new `VariantDef`.
1809     ///
1810     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1811     /// represents an enum variant).
1812     ///
1813     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1814     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1815     ///
1816     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1817     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1818     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1819     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1820     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1821     ///
1822     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1823     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1824     pub fn new(
1825         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1826         ident: Ident,
1827         variant_did: Option<DefId>,
1828         ctor_def_id: Option<DefId>,
1829         discr: VariantDiscr,
1830         fields: Vec<FieldDef>,
1831         ctor_kind: CtorKind,
1832         adt_kind: AdtKind,
1833         parent_did: DefId,
1834         recovered: bool,
1835     ) -> Self {
1836         debug!(
1837             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1838              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1839             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1840         );
1841
1842         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1843         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
1844             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1845             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1846         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1847             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
1848                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1849                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1850             }
1851         }
1852
1853         VariantDef {
1854             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1855             ctor_def_id,
1856             ident,
1857             discr,
1858             fields,
1859             ctor_kind,
1860             flags,
1861             recovered,
1862         }
1863     }
1864
1865     /// Is this field list non-exhaustive?
1866     #[inline]
1867     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1868         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1869     }
1870 }
1871
1872 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1873 pub enum VariantDiscr {
1874     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1875     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1876     Explicit(DefId),
1877
1878     /// The previous variant's discriminant plus one.
1879     /// For efficiency reasons, the distance from the
1880     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1881     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1882     Relative(u32),
1883 }
1884
1885 #[derive(Debug, HashStable)]
1886 pub struct FieldDef {
1887     pub did: DefId,
1888     #[stable_hasher(project(name))]
1889     pub ident: Ident,
1890     pub vis: Visibility,
1891 }
1892
1893 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
1894 ///
1895 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1896 ///
1897 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
1898 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
1899 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
1900 ///
1901 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
1902 pub struct AdtDef {
1903     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
1904     pub did: DefId,
1905     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
1906     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1907     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
1908     flags: AdtFlags,
1909     /// Repr options provided by the user.
1910     pub repr: ReprOptions,
1911 }
1912
1913 impl PartialOrd for AdtDef {
1914     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1915         Some(self.cmp(&other))
1916     }
1917 }
1918
1919 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1920 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1921 impl Ord for AdtDef {
1922     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1923         self.did.cmp(&other.did)
1924     }
1925 }
1926
1927 impl PartialEq for AdtDef {
1928     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
1929     #[inline]
1930     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1931         ptr::eq(self, other)
1932     }
1933 }
1934
1935 impl Eq for AdtDef {}
1936
1937 impl Hash for AdtDef {
1938     #[inline]
1939     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1940         (self as *const AdtDef).hash(s)
1941     }
1942 }
1943
1944 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1945     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1946         self.did.encode(s)
1947     }
1948 }
1949
1950 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1951
1952 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1953     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1954         thread_local! {
1955             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1956         }
1957
1958         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1959             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1960             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1961                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
1962
1963                 let mut hasher = StableHasher::new();
1964                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1965                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1966                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1967                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1968
1969                 hasher.finish()
1970             })
1971         });
1972
1973         hash.hash_stable(hcx, hasher);
1974     }
1975 }
1976
1977 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
1978 pub enum AdtKind {
1979     Struct,
1980     Union,
1981     Enum,
1982 }
1983
1984 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
1985     fn into(self) -> DataTypeKind {
1986         match self {
1987             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
1988             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
1989             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
1990         }
1991     }
1992 }
1993
1994 bitflags! {
1995     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
1996     pub struct ReprFlags: u8 {
1997         const IS_C               = 1 << 0;
1998         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1999         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2000         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2001         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2002
2003         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2004         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2005                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2006                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2007     }
2008 }
2009
2010 /// Represents the repr options provided by the user,
2011 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2012 pub struct ReprOptions {
2013     pub int: Option<attr::IntType>,
2014     pub align: Option<Align>,
2015     pub pack: Option<Align>,
2016     pub flags: ReprFlags,
2017 }
2018
2019 impl ReprOptions {
2020     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2021         let mut flags = ReprFlags::empty();
2022         let mut size = None;
2023         let mut max_align: Option<Align> = None;
2024         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2025         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2026             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2027                 flags.insert(match r {
2028                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2029                     attr::ReprPacked(pack) => {
2030                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2031                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2032                             min_pack.min(pack)
2033                         } else {
2034                             pack
2035                         });
2036                         ReprFlags::empty()
2037                     }
2038                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2039                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2040                     attr::ReprInt(i) => {
2041                         size = Some(i);
2042                         ReprFlags::empty()
2043                     }
2044                     attr::ReprAlign(align) => {
2045                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2046                         ReprFlags::empty()
2047                     }
2048                 });
2049             }
2050         }
2051
2052         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2053         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2054             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2055         }
2056         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2057     }
2058
2059     #[inline]
2060     pub fn simd(&self) -> bool {
2061         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2062     }
2063     #[inline]
2064     pub fn c(&self) -> bool {
2065         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2066     }
2067     #[inline]
2068     pub fn packed(&self) -> bool {
2069         self.pack.is_some()
2070     }
2071     #[inline]
2072     pub fn transparent(&self) -> bool {
2073         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2074     }
2075     #[inline]
2076     pub fn linear(&self) -> bool {
2077         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2078     }
2079
2080     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2081         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2082     }
2083
2084     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2085     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2086     /// single pointer.
2087     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2088         self.c() || self.int.is_some()
2089     }
2090
2091     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2092     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2093     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2094         if let Some(pack) = self.pack {
2095             if pack.bytes() == 1 {
2096                 return true;
2097             }
2098         }
2099         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2100     }
2101
2102     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2103     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2104         self.c()
2105     }
2106 }
2107
2108 impl<'tcx> AdtDef {
2109     /// Creates a new `AdtDef`.
2110     fn new(
2111         tcx: TyCtxt<'_>,
2112         did: DefId,
2113         kind: AdtKind,
2114         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2115         repr: ReprOptions,
2116     ) -> Self {
2117         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2118         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2119
2120         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2121             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2122             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2123         }
2124
2125         flags |= match kind {
2126             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2127             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2128             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2129         };
2130
2131         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2132             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2133         }
2134
2135         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2136         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2137             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2138         }
2139         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2140             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2141         }
2142         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2143             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2144         }
2145         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2146             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2147         }
2148         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2149             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2150         }
2151
2152         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2153     }
2154
2155     /// Returns `true` if this is a struct.
2156     #[inline]
2157     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2158         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2159     }
2160
2161     /// Returns `true` if this is a union.
2162     #[inline]
2163     pub fn is_union(&self) -> bool {
2164         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2165     }
2166
2167     /// Returns `true` if this is a enum.
2168     #[inline]
2169     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2170         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2171     }
2172
2173     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2174     #[inline]
2175     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2176         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2177     }
2178
2179     /// Returns the kind of the ADT.
2180     #[inline]
2181     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2182         if self.is_enum() {
2183             AdtKind::Enum
2184         } else if self.is_union() {
2185             AdtKind::Union
2186         } else {
2187             AdtKind::Struct
2188         }
2189     }
2190
2191     /// Returns a description of this abstract data type.
2192     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2193         match self.adt_kind() {
2194             AdtKind::Struct => "struct",
2195             AdtKind::Union => "union",
2196             AdtKind::Enum => "enum",
2197         }
2198     }
2199
2200     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2201     #[inline]
2202     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2203         match self.adt_kind() {
2204             AdtKind::Struct => "struct",
2205             AdtKind::Union => "union",
2206             AdtKind::Enum => "variant",
2207         }
2208     }
2209
2210     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2211     #[inline]
2212     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2213         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2214     }
2215
2216     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2217     /// of coherence checking.
2218     #[inline]
2219     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2220         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2221     }
2222
2223     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2224     #[inline]
2225     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2226         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2227     }
2228
2229     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2230     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2231         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2232     }
2233
2234     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2235     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2236         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2237     }
2238
2239     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2240     #[inline]
2241     pub fn is_box(&self) -> bool {
2242         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2243     }
2244
2245     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2246     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2247         self.destructor(tcx).is_some()
2248     }
2249
2250     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2251     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2252         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2253         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2254     }
2255
2256     #[inline]
2257     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2258         tcx.predicates_of(self.did)
2259     }
2260
2261     /// Returns an iterator over all fields contained
2262     /// by this ADT.
2263     #[inline]
2264     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2265         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2266     }
2267
2268     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2269         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2270     }
2271
2272     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2273     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2274         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2275     }
2276
2277     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2278     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2279         self.variants
2280             .iter()
2281             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2282             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2283     }
2284
2285     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2286     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2287         self.variants
2288             .iter_enumerated()
2289             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2290             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2291             .0
2292     }
2293
2294     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2295     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2296         self.variants
2297             .iter_enumerated()
2298             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2299             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2300             .0
2301     }
2302
2303     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2304         match res {
2305             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2306             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2307             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2308             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2309             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2310             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2311             | Res::SelfTy(..)
2312             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2313             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2314         }
2315     }
2316
2317     #[inline]
2318     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2319         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2320         let repr_type = self.repr.discr_type();
2321         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2322             Ok(val) => {
2323                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2324                 if let Some(b) = val.try_eval_bits(tcx, param_env, val.ty) {
2325                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2326                     Some(Discr { val: b, ty: val.ty })
2327                 } else {
2328                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2329                     crate::mir::interpret::struct_error(
2330                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2331                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2332                     )
2333                     .emit();
2334                     None
2335                 }
2336             }
2337             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2338                 if !expr_did.is_local() {
2339                     span_bug!(
2340                         tcx.def_span(expr_did),
2341                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2342                          in its crate but failed locally"
2343                     );
2344                 }
2345                 None
2346             }
2347             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => {
2348                 span_bug!(tcx.def_span(expr_did), "enum discriminant depends on generic arguments",)
2349             }
2350         }
2351     }
2352
2353     #[inline]
2354     pub fn discriminants(
2355         &'tcx self,
2356         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2357     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2358         let repr_type = self.repr.discr_type();
2359         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2360         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2361         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2362             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2363             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2364                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2365                     discr = new_discr;
2366                 }
2367             }
2368             prev_discr = Some(discr);
2369
2370             (i, discr)
2371         })
2372     }
2373
2374     #[inline]
2375     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2376         (VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len()))
2377     }
2378
2379     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2380     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2381     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2382     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2383     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2384     #[inline]
2385     pub fn discriminant_for_variant(
2386         &self,
2387         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2388         variant_index: VariantIdx,
2389     ) -> Discr<'tcx> {
2390         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2391         let explicit_value = val
2392             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2393             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2394         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2395     }
2396
2397     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2398     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2399     /// inferred discriminant directly.
2400     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2401         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2402         let expr_did;
2403         loop {
2404             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2405                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2406                     expr_did = None;
2407                     break;
2408                 }
2409                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2410                     explicit_index -= distance;
2411                 }
2412                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2413                     expr_did = Some(did);
2414                     break;
2415                 }
2416             }
2417         }
2418         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2419     }
2420
2421     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2422         tcx.adt_destructor(self.did)
2423     }
2424
2425     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2426     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2427     ///
2428     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2429     /// actually more expressive than checking all members:
2430     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2431     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2432     ///
2433     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2434     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2435     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2436         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2437     }
2438
2439     fn sized_constraint_for_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Vec<Ty<'tcx>> {
2440         let result = match ty.kind {
2441             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) | RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..)
2442             | FnPtr(_) | Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => vec![],
2443
2444             Str | Dynamic(..) | Slice(_) | Foreign(..) | Error | GeneratorWitness(..) => {
2445                 // these are never sized - return the target type
2446                 vec![ty]
2447             }
2448
2449             Tuple(ref tys) => match tys.last() {
2450                 None => vec![],
2451                 Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty.expect_ty()),
2452             },
2453
2454             Adt(adt, substs) => {
2455                 // recursive case
2456                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2457                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}", ty, adt_tys);
2458                 adt_tys
2459                     .iter()
2460                     .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2461                     .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2462                     .collect()
2463             }
2464
2465             Projection(..) | Opaque(..) => {
2466                 // must calculate explicitly.
2467                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2468                 vec![ty]
2469             }
2470
2471             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2472
2473             Param(..) => {
2474                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2475                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2476                 // it on the impl.
2477
2478                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2479                     Some(x) => x,
2480                     _ => return vec![ty],
2481                 };
2482                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2483                     def_id: sized_trait,
2484                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[]),
2485                 })
2486                 .to_predicate();
2487                 let predicates = tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2488                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2489                     vec![]
2490                 } else {
2491                     vec![ty]
2492                 }
2493             }
2494
2495             Placeholder(..) | Bound(..) | Infer(..) => {
2496                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty", ty)
2497             }
2498         };
2499         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2500         result
2501     }
2502 }
2503
2504 impl<'tcx> FieldDef {
2505     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2506     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2507     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2508         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2509     }
2510 }
2511
2512 /// Represents the various closure traits in the language. This
2513 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2514 /// desugaring) argument that the closure expects.
2515 ///
2516 /// You can get the environment type of a closure using
2517 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2518 #[derive(
2519     Clone,
2520     Copy,
2521     PartialOrd,
2522     Ord,
2523     PartialEq,
2524     Eq,
2525     Hash,
2526     Debug,
2527     RustcEncodable,
2528     RustcDecodable,
2529     HashStable
2530 )]
2531 pub enum ClosureKind {
2532     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2533     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2534     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2535     Fn,
2536     FnMut,
2537     FnOnce,
2538 }
2539
2540 impl<'tcx> ClosureKind {
2541     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2542     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2543
2544     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2545         match *self {
2546             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2547             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None),
2548             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None),
2549         }
2550     }
2551
2552     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2553     /// must also implement `other`.
2554     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2555         match (self, other) {
2556             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2557             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2558             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2559             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2560             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2561             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2562             _ => false,
2563         }
2564     }
2565
2566     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2567     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2568     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2569         match self {
2570             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2571             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2572             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2573         }
2574     }
2575 }
2576
2577 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2578     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2579     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2580     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2581     /// structs or variants. For example:
2582     ///
2583     /// ```notrust
2584     /// isize => { isize }
2585     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2586     /// [isize] => { [isize], isize }
2587     /// ```
2588     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2589         TypeWalker::new(self)
2590     }
2591
2592     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2593     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2594     /// (but not `i32`, like `walk`).
2595     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2596         walk::walk_shallow(self)
2597     }
2598
2599     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2600     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2601     /// children of the current type are ignored.
2602     ///
2603     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2604     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2605     where
2606         F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool,
2607     {
2608         let mut walker = self.walk();
2609         while let Some(ty) = walker.next() {
2610             if !f(ty) {
2611                 walker.skip_current_subtree();
2612             }
2613         }
2614     }
2615 }
2616
2617 impl BorrowKind {
2618     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2619         match m {
2620             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2621             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2622         }
2623     }
2624
2625     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2626     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2627     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2628     /// question.
2629     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2630         match self {
2631             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2632             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2633
2634             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2635             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2636             // and hence is a safe "over approximation".
2637             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2638         }
2639     }
2640
2641     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2642         match *self {
2643             MutBorrow => "mutable",
2644             ImmBorrow => "immutable",
2645             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2646         }
2647     }
2648 }
2649
2650 #[derive(Debug, Clone)]
2651 pub enum Attributes<'tcx> {
2652     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2653     Borrowed(&'tcx [ast::Attribute]),
2654 }
2655
2656 impl<'tcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'tcx> {
2657     type Target = [ast::Attribute];
2658
2659     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2660         match self {
2661             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2662             &Attributes::Borrowed(data) => data,
2663         }
2664     }
2665 }
2666
2667 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2668 pub enum ImplOverlapKind {
2669     /// These impls are always allowed to overlap.
2670     Permitted,
2671     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2672     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2673     ///
2674     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2675     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2676     ///
2677     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2678     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2679     ///
2680     /// ```
2681     /// trait Trait {}
2682     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2683     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2684     /// ```
2685     ///
2686     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2687     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2688     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2689     /// overlapping impls for it is sound.
2690     ///
2691     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2692     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2693     /// it has the following restrictions:
2694     ///
2695     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2696     /// positive impls.
2697     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2698     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2699     /// marker traits.
2700     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2701     ///
2702     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2703     Issue33140,
2704 }
2705
2706 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2707     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckTables<'tcx> {
2708         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2709     }
2710
2711     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2712     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2713     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2714     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2715         self.hir()
2716             .krate()
2717             .body_ids
2718             .iter()
2719             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2720     }
2721
2722     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2723         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2724             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2725     }
2726
2727     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssocItem> {
2728         self.associated_items(id)
2729             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Method && item.defaultness.has_value())
2730             .collect()
2731     }
2732
2733     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2734         self.associated_items(did).any(|item| item.relevant_for_never())
2735     }
2736
2737     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2738         self.hir().as_local_hir_id(def_id).and_then(|hir_id| self.hir().get(hir_id).ident())
2739     }
2740
2741     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssocItem> {
2742         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2743             match self.hir().get(hir_id) {
2744                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2745                 _ => false,
2746             }
2747         } else {
2748             match self.def_kind(def_id).expect("no def for `DefId`") {
2749                 DefKind::AssocConst | DefKind::Method | DefKind::AssocTy => true,
2750                 _ => false,
2751             }
2752         };
2753
2754         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2755     }
2756
2757     fn associated_item_from_trait_item_ref(
2758         self,
2759         parent_def_id: DefId,
2760         parent_vis: &hir::Visibility<'_>,
2761         trait_item_ref: &hir::TraitItemRef,
2762     ) -> AssocItem {
2763         let def_id = self.hir().local_def_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2764         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2765             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2766             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => (ty::AssocKind::Method, has_self),
2767             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2768             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => bug!("only impls can have opaque types"),
2769         };
2770
2771         AssocItem {
2772             ident: trait_item_ref.ident,
2773             kind,
2774             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2775             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2776             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2777             def_id,
2778             container: TraitContainer(parent_def_id),
2779             method_has_self_argument: has_self,
2780         }
2781     }
2782
2783     fn associated_item_from_impl_item_ref(
2784         self,
2785         parent_def_id: DefId,
2786         impl_item_ref: &hir::ImplItemRef<'_>,
2787     ) -> AssocItem {
2788         let def_id = self.hir().local_def_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2789         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2790             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2791             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => (ty::AssocKind::Method, has_self),
2792             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2793             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => (ty::AssocKind::OpaqueTy, false),
2794         };
2795
2796         AssocItem {
2797             ident: impl_item_ref.ident,
2798             kind,
2799             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2800             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2801             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2802             def_id,
2803             container: ImplContainer(parent_def_id),
2804             method_has_self_argument: has_self,
2805         }
2806     }
2807
2808     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2809         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2810     }
2811
2812     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2813         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2814     }
2815
2816     pub fn associated_items(self, def_id: DefId) -> AssocItemsIterator<'tcx> {
2817         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2818         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2819         // in place, so we use a hand-written iterator.
2820         //
2821         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2822         AssocItemsIterator {
2823             tcx: self,
2824             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2825             next_index: 0,
2826         }
2827     }
2828
2829     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2830     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2831     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2832         self,
2833         def_id1: DefId,
2834         def_id2: DefId,
2835     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2836         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2837         // as one of them essentially doesn't exist.
2838         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2839             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2840         {
2841             return Some(ImplOverlapKind::Permitted);
2842         }
2843
2844         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2845             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2846                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2847                 debug!(
2848                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2849                     def_id1, def_id2
2850                 );
2851                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted);
2852             }
2853             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2854             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2855                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2856                 debug!(
2857                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2858                     def_id1, def_id2
2859                 );
2860                 return None;
2861             }
2862             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2863             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2864         };
2865
2866         let is_marker_overlap = if self.features().overlapping_marker_traits {
2867             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |trait_ref| {
2868                 self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2869             });
2870             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |trait_ref| {
2871                 self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2872             });
2873             trait1_is_empty && trait2_is_empty
2874         } else {
2875             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2876                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2877                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2878             };
2879             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2880         };
2881
2882         if is_marker_overlap {
2883             debug!(
2884                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2885                 def_id1, def_id2
2886             );
2887             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2888         } else {
2889             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2890                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2891                     if self_ty1 == self_ty2 {
2892                         debug!(
2893                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2894                             def_id1, def_id2
2895                         );
2896                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2897                     } else {
2898                         debug!(
2899                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2900                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2901                         );
2902                     }
2903                 }
2904             }
2905
2906             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2907             None
2908         }
2909     }
2910
2911     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2912     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2913     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2914         match res {
2915             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2916                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2917                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2918             }
2919             Res::Def(DefKind::Struct, did) | Res::Def(DefKind::Union, did) => {
2920                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2921             }
2922             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2923                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2924                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2925                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2926             }
2927             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2928                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2929                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2930             }
2931             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2932         }
2933     }
2934
2935     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2936         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2937             self.original_crate_name(id.krate)
2938         } else {
2939             let def_key = self.def_key(id);
2940             match def_key.disambiguated_data.data {
2941                 // The name of a constructor is that of its parent.
2942                 hir_map::DefPathData::Ctor => {
2943                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
2944                 }
2945                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2946                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2947                 }),
2948             }
2949         }
2950     }
2951
2952     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2953     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> ReadOnlyBodyAndCache<'tcx, 'tcx> {
2954         match instance {
2955             ty::InstanceDef::Item(did) => self.optimized_mir(did).unwrap_read_only(),
2956             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2957             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2958             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2959             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2960             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2961             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2962             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2963             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance).unwrap_read_only(),
2964         }
2965     }
2966
2967     /// Gets the attributes of a definition.
2968     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2969         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
2970             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
2971         } else {
2972             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
2973         }
2974     }
2975
2976     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2977     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2978         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2979     }
2980
2981     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2982     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2983         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2984     }
2985
2986     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2987         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2988     }
2989
2990     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2991     /// If it implements no trait, returns `None`.
2992     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2993         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2994     }
2995
2996     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
2997     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2998     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2999         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3000             if let Some(DefKind::Method) = self.def_kind(def_id) {
3001                 Some(self.associated_item(def_id))
3002             } else {
3003                 None
3004             }
3005         } else {
3006             self.opt_associated_item(def_id)
3007         };
3008
3009         item.and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3010             TraitContainer(_) => None,
3011             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3012         })
3013     }
3014
3015     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3016     /// with the name of the crate containing the impl.
3017     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3018         if impl_did.is_local() {
3019             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3020             Ok(self.hir().span(hir_id))
3021         } else {
3022             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3023         }
3024     }
3025
3026     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3027     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3028     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3029     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3030         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3031         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3032         // `modern()` calls required for the span comparison whenever possible.
3033         use_name.name == def_name.name
3034             && use_name
3035                 .span
3036                 .ctxt()
3037                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3038     }
3039
3040     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3041         match scope.krate {
3042             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3043             _ => ExpnId::root(),
3044         }
3045     }
3046
3047     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3048         ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3049         ident
3050     }
3051
3052     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3053         self,
3054         mut ident: Ident,
3055         scope: DefId,
3056         block: hir::HirId,
3057     ) -> (Ident, DefId) {
3058         let scope = match ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope)) {
3059             Some(actual_expansion) => {
3060                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3061             }
3062             None => self.hir().get_module_parent(block),
3063         };
3064         (ident, scope)
3065     }
3066 }
3067
3068 #[derive(Clone)]
3069 pub struct AssocItemsIterator<'tcx> {
3070     tcx: TyCtxt<'tcx>,
3071     def_ids: &'tcx [DefId],
3072     next_index: usize,
3073 }
3074
3075 impl Iterator for AssocItemsIterator<'_> {
3076     type Item = AssocItem;
3077
3078     fn next(&mut self) -> Option<AssocItem> {
3079         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3080         self.next_index += 1;
3081         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3082     }
3083 }
3084
3085 fn associated_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AssocItem {
3086     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3087     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3088     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id(parent_id);
3089     let parent_item = tcx.hir().expect_item(parent_id);
3090     match parent_item.kind {
3091         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3092             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3093                 let assoc_item =
3094                     tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id, impl_item_ref);
3095                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3096                 return assoc_item;
3097             }
3098         }
3099
3100         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3101             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3102                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(
3103                     parent_def_id,
3104                     &parent_item.vis,
3105                     trait_item_ref,
3106                 );
3107                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3108                 return assoc_item;
3109             }
3110         }
3111
3112         _ => {}
3113     }
3114
3115     span_bug!(
3116         parent_item.span,
3117         "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3118         parent_item.kind
3119     )
3120 }
3121
3122 #[derive(Clone, HashStable)]
3123 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3124
3125 /// Calculates the `Sized` constraint.
3126 ///
3127 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3128 ///     - an obviously-unsized type
3129 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3130 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3131 ///       such.
3132 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3133 ///       check should catch this case.
3134 fn adt_sized_constraint(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AdtSizedConstraint<'_> {
3135     let def = tcx.adt_def(def_id);
3136
3137     let result = tcx.mk_type_list(
3138         def.variants
3139             .iter()
3140             .flat_map(|v| v.fields.last())
3141             .flat_map(|f| def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))),
3142     );
3143
3144     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3145
3146     AdtSizedConstraint(result)
3147 }
3148
3149 fn associated_item_def_ids(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> &[DefId] {
3150     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3151     let item = tcx.hir().expect_item(id);
3152     match item.kind {
3153         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => tcx.arena.alloc_from_iter(
3154             trait_item_refs
3155                 .iter()
3156                 .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3157                 .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id)),
3158         ),
3159         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => tcx.arena.alloc_from_iter(
3160             impl_item_refs
3161                 .iter()
3162                 .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3163                 .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id)),
3164         ),
3165         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => &[],
3166         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait"),
3167     }
3168 }
3169
3170 fn def_span(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Span {
3171     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3172 }
3173
3174 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3175 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3176 /// otherwise, returns `None`.
3177 fn trait_of_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3178     tcx.opt_associated_item(def_id).and_then(|associated_item| match associated_item.container {
3179         TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3180         ImplContainer(_) => None,
3181     })
3182 }
3183
3184 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3185 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3186     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3187         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(hir_id) {
3188             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3189                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3190             }
3191         }
3192     }
3193     None
3194 }
3195
3196 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3197 fn param_env(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> ParamEnv<'_> {
3198     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3199     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3200         return param_env(tcx, parent);
3201     }
3202     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3203
3204     let InstantiatedPredicates { predicates } = tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3205
3206     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3207     // case they contain any associated type projections. This process
3208     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3209     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3210     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3211     // right to me, because constructing the environment feels like a
3212     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3213     // a better place. In practice, we construct environments for
3214     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3215     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3216     // sure that this will succeed without errors anyway.
3217
3218     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3219         tcx.intern_predicates(&predicates),
3220         traits::Reveal::UserFacing,
3221         tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk.then_some(def_id),
3222     );
3223
3224     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3225         tcx.hir().maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3226     });
3227     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3228     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3229 }
3230
3231 fn crate_disambiguator(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3232     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3233     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3234 }
3235
3236 fn original_crate_name(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3237     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3238     tcx.crate_name.clone()
3239 }
3240
3241 fn crate_hash(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Svh {
3242     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3243     tcx.hir().crate_hash
3244 }
3245
3246 fn instance_def_size_estimate<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, instance_def: InstanceDef<'tcx>) -> usize {
3247     match instance_def {
3248         InstanceDef::Item(..) | InstanceDef::DropGlue(..) => {
3249             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3250             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3251         }
3252         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3253         _ => 1,
3254     }
3255 }
3256
3257 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3258 ///
3259 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3260 fn issue33140_self_ty(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<Ty<'_>> {
3261     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3262
3263     let trait_ref = tcx
3264         .impl_trait_ref(def_id)
3265         .unwrap_or_else(|| bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id));
3266
3267     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3268
3269     let is_marker_like = tcx.impl_polarity(def_id) == ty::ImplPolarity::Positive
3270         && tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3271
3272     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3273     if !is_marker_like {
3274         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3275         return None;
3276     }
3277
3278     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3279     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3280         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3281         return None;
3282     }
3283
3284     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3285     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3286         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3287         return None;
3288     }
3289
3290     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3291     let self_ty_matches = match self_ty.kind {
3292         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3293         _ => false,
3294     };
3295
3296     if self_ty_matches {
3297         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3298         Some(self_ty)
3299     } else {
3300         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3301         None
3302     }
3303 }
3304
3305 /// Check if a function is async.
3306 fn asyncness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> hir::IsAsync {
3307     let hir_id = tcx
3308         .hir()
3309         .as_local_hir_id(def_id)
3310         .unwrap_or_else(|| bug!("asyncness: expected local `DefId`, got `{:?}`", def_id));
3311
3312     let node = tcx.hir().get(hir_id);
3313
3314     let fn_like = hir::map::blocks::FnLikeNode::from_node(node).unwrap_or_else(|| {
3315         bug!("asyncness: expected fn-like node but got `{:?}`", def_id);
3316     });
3317
3318     fn_like.asyncness()
3319 }
3320
3321 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3322     context::provide(providers);
3323     erase_regions::provide(providers);
3324     layout::provide(providers);
3325     util::provide(providers);
3326     constness::provide(providers);
3327     *providers = ty::query::Providers {
3328         asyncness,
3329         associated_item,
3330         associated_item_def_ids,
3331         adt_sized_constraint,
3332         def_span,
3333         param_env,
3334         trait_of_item,
3335         crate_disambiguator,
3336         original_crate_name,
3337         crate_hash,
3338         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3339         instance_def_size_estimate,
3340         issue33140_self_ty,
3341         ..*providers
3342     };
3343 }
3344
3345 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3346 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3347 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3348 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3349 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3350 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3351 pub struct CrateInherentImpls {
3352     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3353 }
3354
3355 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
3356 pub struct SymbolName {
3357     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3358     // this be a `&'tcx str`.
3359     pub name: Symbol,
3360 }
3361
3362 impl SymbolName {
3363     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3364         SymbolName { name: Symbol::intern(name) }
3365     }
3366 }
3367
3368 impl PartialOrd for SymbolName {
3369     fn partial_cmp(&self, other: &SymbolName) -> Option<Ordering> {
3370         self.name.as_str().partial_cmp(&other.name.as_str())
3371     }
3372 }
3373
3374 /// Ordering must use the chars to ensure reproducible builds.
3375 impl Ord for SymbolName {
3376     fn cmp(&self, other: &SymbolName) -> Ordering {
3377         self.name.as_str().cmp(&other.name.as_str())
3378     }
3379 }
3380
3381 impl fmt::Display for SymbolName {
3382     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3383         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3384     }
3385 }
3386
3387 impl fmt::Debug for SymbolName {
3388     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3389         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3390     }
3391 }