]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
rustc: use DefKind instead of Def, where possible.
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 #![allow(usage_of_ty_tykind)]
4
5 pub use self::Variance::*;
6 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
7 pub use self::BorrowKind::*;
8 pub use self::IntVarValue::*;
9 pub use self::fold::TypeFoldable;
10
11 use crate::hir::{map as hir_map, FreevarMap, GlobMap, TraitMap};
12 use crate::hir::{HirId, Node};
13 use crate::hir::def::{Def, DefKind, CtorOf, CtorKind, ExportMap};
14 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
15 use rustc_data_structures::svh::Svh;
16 use rustc_macros::HashStable;
17 use crate::ich::Fingerprint;
18 use crate::ich::StableHashingContext;
19 use crate::infer::canonical::Canonical;
20 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
21 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
22 use crate::mir::Mir;
23 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
24 use crate::mir::GeneratorLayout;
25 use crate::session::CrateDisambiguator;
26 use crate::traits::{self, Reveal};
27 use crate::ty;
28 use crate::ty::layout::VariantIdx;
29 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
30 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
31 use crate::ty::walk::TypeWalker;
32 use crate::util::captures::Captures;
33 use crate::util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
34 use arena::SyncDroplessArena;
35 use crate::session::DataTypeKind;
36
37 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
38 use std::cell::RefCell;
39 use std::cmp::{self, Ordering};
40 use std::fmt;
41 use std::hash::{Hash, Hasher};
42 use std::ops::Deref;
43 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
44 use std::slice;
45 use std::{mem, ptr};
46 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
47 use syntax::attr;
48 use syntax::ext::hygiene::Mark;
49 use syntax::symbol::{keywords, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
50 use syntax_pos::Span;
51
52 use smallvec;
53 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
54 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
55                                            HashStable};
56
57 use crate::hir;
58
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
61 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
63 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
64 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
65 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
66 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
67 pub use self::sty::RegionKind;
68 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
69 pub use self::sty::BoundRegion::*;
70 pub use self::sty::InferTy::*;
71 pub use self::sty::RegionKind::*;
72 pub use self::sty::TyKind::*;
73
74 pub use self::binding::BindingMode;
75 pub use self::binding::BindingMode::*;
76
77 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
78 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
79 pub use self::context::{
80     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
81     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
82 };
83
84 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
85
86 pub use self::trait_def::TraitDef;
87
88 pub use self::query::queries;
89
90 pub mod adjustment;
91 pub mod binding;
92 pub mod cast;
93 #[macro_use]
94 pub mod codec;
95 mod constness;
96 pub mod error;
97 mod erase_regions;
98 pub mod fast_reject;
99 pub mod flags;
100 pub mod fold;
101 pub mod inhabitedness;
102 pub mod layout;
103 pub mod _match;
104 pub mod outlives;
105 pub mod print;
106 pub mod query;
107 pub mod relate;
108 pub mod steal;
109 pub mod subst;
110 pub mod trait_def;
111 pub mod walk;
112 pub mod wf;
113 pub mod util;
114
115 mod context;
116 mod instance;
117 mod structural_impls;
118 mod sty;
119
120 // Data types
121
122 #[derive(Clone)]
123 pub struct Resolutions {
124     pub freevars: FreevarMap,
125     pub trait_map: TraitMap,
126     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
127     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
128     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
129     pub glob_map: GlobMap,
130     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
131     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
132     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
133 }
134
135 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
136 pub enum AssociatedItemContainer {
137     TraitContainer(DefId),
138     ImplContainer(DefId),
139 }
140
141 impl AssociatedItemContainer {
142     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
143     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
144     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
145         match *self {
146             TraitContainer(id) => id,
147             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
148         }
149     }
150
151     pub fn id(&self) -> DefId {
152         match *self {
153             TraitContainer(id) => id,
154             ImplContainer(id) => id,
155         }
156     }
157 }
158
159 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
160 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
161 /// bounds / where-clauses).
162 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
163 pub struct ImplHeader<'tcx> {
164     pub impl_def_id: DefId,
165     pub self_ty: Ty<'tcx>,
166     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
167     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
168 }
169
170 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
171 pub struct AssociatedItem {
172     pub def_id: DefId,
173     #[stable_hasher(project(name))]
174     pub ident: Ident,
175     pub kind: AssociatedKind,
176     pub vis: Visibility,
177     pub defaultness: hir::Defaultness,
178     pub container: AssociatedItemContainer,
179
180     /// Whether this is a method with an explicit self
181     /// as its first argument, allowing method calls.
182     pub method_has_self_argument: bool,
183 }
184
185 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
186 pub enum AssociatedKind {
187     Const,
188     Method,
189     Existential,
190     Type
191 }
192
193 impl AssociatedItem {
194     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
195         match self.kind {
196             AssociatedKind::Const => DefKind::AssociatedConst,
197             AssociatedKind::Method => DefKind::Method,
198             AssociatedKind::Type => DefKind::AssociatedTy,
199             AssociatedKind::Existential => DefKind::AssociatedExistential,
200         }
201     }
202
203     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
204     /// for !
205     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
206         match self.kind {
207             AssociatedKind::Existential |
208             AssociatedKind::Const |
209             AssociatedKind::Type => true,
210             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
211             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
212         }
213     }
214
215     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
216         match self.kind {
217             ty::AssociatedKind::Method => {
218                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
219                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
220                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
221                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
222                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
223             }
224             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
225             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
226             ty::AssociatedKind::Const => {
227                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
228             }
229         }
230     }
231 }
232
233 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
234 pub enum Visibility {
235     /// Visible everywhere (including in other crates).
236     Public,
237     /// Visible only in the given crate-local module.
238     Restricted(DefId),
239     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
240     Invisible,
241 }
242
243 pub trait DefIdTree: Copy {
244     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
245
246     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
247         if descendant.krate != ancestor.krate {
248             return false;
249         }
250
251         while descendant != ancestor {
252             match self.parent(descendant) {
253                 Some(parent) => descendant = parent,
254                 None => return false,
255             }
256         }
257         true
258     }
259 }
260
261 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
262     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
263         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
264     }
265 }
266
267 impl Visibility {
268     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
269         match visibility.node {
270             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
271             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
272             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
273                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
274                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
275                 Def::Err => Visibility::Public,
276                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
277             },
278             hir::VisibilityKind::Inherited => {
279                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent_by_hir_id(id))
280             }
281         }
282     }
283
284     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
285     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
286         let restriction = match self {
287             // Public items are visible everywhere.
288             Visibility::Public => return true,
289             // Private items from other crates are visible nowhere.
290             Visibility::Invisible => return false,
291             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
292             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
293             Visibility::Restricted(module) => module,
294         };
295
296         tree.is_descendant_of(module, restriction)
297     }
298
299     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
300     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
301         let vis_restriction = match vis {
302             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
303             Visibility::Invisible => return true,
304             Visibility::Restricted(module) => module,
305         };
306
307         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
308     }
309
310     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
311     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
312         match self {
313             Visibility::Public => true,
314             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
315             Visibility::Invisible => false,
316         }
317     }
318 }
319
320 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash, HashStable)]
321 pub enum Variance {
322     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
323     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
324     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
325     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
326 }
327
328 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
329 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
330 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
331 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
332 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
333 /// item.
334 #[derive(HashStable)]
335 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
336     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
337     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
338     /// entry.
339     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
340 }
341
342 impl Variance {
343     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
344     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
345     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
346     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
347     /// variance with which the argument appears.
348     ///
349     /// Example 1:
350     ///
351     ///     *mut Vec<i32>
352     ///
353     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
354     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
355     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
356     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
357     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
358     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
359     /// (again) in `Invariant`.
360     ///
361     /// Example 2:
362     ///
363     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
364     ///
365     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
366     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
367     /// within which both pointer types appear is
368     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
369     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
370     /// which the first `Vec<i32>` appears is
371     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
372     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
373     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
374     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
375     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
376     ///
377     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
378     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
379     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
380         match (self, v) {
381             // Figure 1, column 1.
382             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
383             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
384             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
385             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
386
387             // Figure 1, column 2.
388             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
389             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
390             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
391             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
392
393             // Figure 1, column 3.
394             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
395
396             // Figure 1, column 4.
397             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
398         }
399     }
400 }
401
402 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
403 // the types of AST nodes.
404 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
405 pub struct CReaderCacheKey {
406     pub cnum: CrateNum,
407     pub pos: usize,
408 }
409
410 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
411 // through the type during type construction, so that we can quickly
412 // check whether the type has various kinds of types in it without
413 // recursing over the type itself.
414 bitflags! {
415     pub struct TypeFlags: u32 {
416         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
417         const HAS_SELF           = 1 << 1;
418         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
419         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
420         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 4;
421
422         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
423         /// determine whether substitition is required, since those
424         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
425         /// hence may be substituted.
426         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
427
428         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
429         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
430         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
431
432         /// Is an error type reachable?
433         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
434         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
435
436         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
437         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
438
439         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
440         /// that are local to a particular fn
441         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
442
443         /// Present if the type belongs in a local type context.
444         /// Only set for Infer other than Fresh.
445         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
446
447         // Is there a projection that does not involve a bound region?
448         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
449         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
450
451         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
452         /// if a global bound is safe to evaluate.
453         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
454
455         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 14;
456
457         const HAS_CT_INFER = 1 << 15;
458         const HAS_CT_PLACEHOLDER = 1 << 16;
459
460         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
461                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
462                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
463
464         /// Flags representing the nominal content of a type,
465         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
466         /// flag, it should be added here too.
467         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
468                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
469                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
470                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
472                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
478                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
479                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
481                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits |
482                                   TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits;
483     }
484 }
485
486 pub struct TyS<'tcx> {
487     pub sty: TyKind<'tcx>,
488     pub flags: TypeFlags,
489
490     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
491     /// binder such that
492     ///
493     /// (a) the binder itself captures nothing but
494     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
495     ///     by some sub-binder.
496     ///
497     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
498     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
499     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
500     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
501     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
502     /// by an inner binder.
503     ///
504     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
505     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
506     /// (exclusive).
507     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
508 }
509
510 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
511 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
512 static_assert!(MEM_SIZE_OF_TY_S: ::std::mem::size_of::<TyS<'_>>() == 32);
513
514 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
515     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
516         self.sty.cmp(&other.sty)
517     }
518 }
519
520 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
521     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
522         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
523     }
524 }
525
526 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
527     #[inline]
528     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
529         ptr::eq(self, other)
530     }
531 }
532 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
533
534 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
535     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
536         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
537     }
538 }
539
540 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
541     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
542         match self.sty {
543             TyKind::Bool |
544             TyKind::Char |
545             TyKind::Int(_) |
546             TyKind::Uint(_) |
547             TyKind::Float(_) |
548             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
549             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
550             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
551             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
552             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
553             _ => false,
554         }
555     }
556
557     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
558         match self.sty {
559             TyKind::Opaque(..) |
560             TyKind::FnDef(..) |
561             TyKind::FnPtr(..) |
562             TyKind::Dynamic(..) |
563             TyKind::Closure(..) |
564             TyKind::Infer(..) |
565             TyKind::Projection(..) => false,
566             _ => true,
567         }
568     }
569 }
570
571 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
572     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
573                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
574                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
575         let ty::TyS {
576             ref sty,
577
578             // The other fields just provide fast access to information that is
579             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
580             flags: _,
581
582             outer_exclusive_binder: _,
583         } = *self;
584
585         sty.hash_stable(hcx, hasher);
586     }
587 }
588
589 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
590
591 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
592 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
593
594 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
595
596 extern {
597     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
598     type OpaqueListContents;
599 }
600
601 /// A wrapper for slices with the additional invariant
602 /// that the slice is interned and no other slice with
603 /// the same contents can exist in the same context.
604 /// This means we can use pointer for both
605 /// equality comparisons and hashing.
606 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
607 #[repr(C)]
608 pub struct List<T> {
609     len: usize,
610     data: [T; 0],
611     opaque: OpaqueListContents,
612 }
613
614 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
615
616 impl<T: Copy> List<T> {
617     #[inline]
618     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
619         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
620         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
621         assert!(slice.len() != 0);
622
623         // Align up the size of the len (usize) field
624         let align = mem::align_of::<T>();
625         let align_mask = align - 1;
626         let offset = mem::size_of::<usize>();
627         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
628
629         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
630
631         let mem = arena.alloc_raw(
632             size,
633             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
634         unsafe {
635             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
636             // Write the length
637             result.len = slice.len();
638
639             // Write the elements
640             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
641             arena_slice.copy_from_slice(slice);
642
643             result
644         }
645     }
646 }
647
648 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
649     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
650         (**self).fmt(f)
651     }
652 }
653
654 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
655     #[inline]
656     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
657         (**self).encode(s)
658     }
659 }
660
661 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
662     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
663         if self == other { Ordering::Equal } else {
664             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
665         }
666     }
667 }
668
669 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
670     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
671         if self == other { Some(Ordering::Equal) } 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         unsafe {
697             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
698         }
699     }
700 }
701
702 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
703     type Item = &'a T;
704     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
705     #[inline(always)]
706     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
707         self[..].iter()
708     }
709 }
710
711 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
712
713 impl<T> List<T> {
714     #[inline(always)]
715     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
716         #[repr(align(64), C)]
717         struct EmptySlice([u8; 64]);
718         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
719         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
720         unsafe {
721             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
722         }
723     }
724 }
725
726 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
727 pub struct UpvarPath {
728     pub hir_id: hir::HirId,
729 }
730
731 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
732 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
733 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
734 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
735 pub struct UpvarId {
736     pub var_path: UpvarPath,
737     pub closure_expr_id: LocalDefId,
738 }
739
740 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
741 pub enum BorrowKind {
742     /// Data must be immutable and is aliasable.
743     ImmBorrow,
744
745     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
746     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
747     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
748     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
749     ///
750     ///    let x: &mut isize = ...;
751     ///    let y = || *x += 5;
752     ///
753     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
754     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
755     ///
756     ///    struct Env { x: & &mut isize }
757     ///    let x: &mut isize = ...;
758     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
759     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
760     ///
761     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
762     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
763     /// an `&mut` borrow:
764     ///
765     ///    struct Env { x: & &mut isize }
766     ///    let x: &mut isize = ...;
767     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
768     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
769     ///
770     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
771     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
772     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
773     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
774     /// borrow is hidden.
775     ///
776     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
777     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
778     /// simplicity, we don't give users the way to express this
779     /// borrow, it's just used when translating closures.
780     UniqueImmBorrow,
781
782     /// Data is mutable and not aliasable.
783     MutBorrow
784 }
785
786 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
787 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
788 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
789 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
790     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
791     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
792     /// depending on inference.
793     ByValue,
794
795     /// Upvar is captured by reference.
796     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
797 }
798
799 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
800 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
801     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
802     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
803     /// syntax.
804     pub kind: BorrowKind,
805
806     /// Region of the resulting reference.
807     pub region: ty::Region<'tcx>,
808 }
809
810 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, Vec<UpvarId>>;
811 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
812
813 #[derive(Copy, Clone)]
814 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
815     pub def: Def,
816     pub span: Span,
817     pub ty: Ty<'tcx>,
818 }
819
820 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
821 pub enum IntVarValue {
822     IntType(ast::IntTy),
823     UintType(ast::UintTy),
824 }
825
826 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
827 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
828
829 impl ty::EarlyBoundRegion {
830     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
831         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
832     }
833
834     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
835     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
836     pub fn has_name(&self) -> bool {
837         self.name != keywords::UnderscoreLifetime.name().as_interned_str()
838     }
839 }
840
841 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
842 pub enum GenericParamDefKind {
843     Lifetime,
844     Type {
845         has_default: bool,
846         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
847         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
848     },
849     Const,
850 }
851
852 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
853 pub struct GenericParamDef {
854     pub name: InternedString,
855     pub def_id: DefId,
856     pub index: u32,
857
858     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
859     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
860     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
861     pub pure_wrt_drop: bool,
862
863     pub kind: GenericParamDefKind,
864 }
865
866 impl GenericParamDef {
867     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
868         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
869             ty::EarlyBoundRegion {
870                 def_id: self.def_id,
871                 index: self.index,
872                 name: self.name,
873             }
874         } else {
875             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
876         }
877     }
878
879     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
880         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
881             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
882         } else {
883             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
884         }
885     }
886 }
887
888 #[derive(Default)]
889 pub struct GenericParamCount {
890     pub lifetimes: usize,
891     pub types: usize,
892     pub consts: usize,
893 }
894
895 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
896 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
897 ///
898 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
899 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
900 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
901 pub struct Generics {
902     pub parent: Option<DefId>,
903     pub parent_count: usize,
904     pub params: Vec<GenericParamDef>,
905
906     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
907     #[stable_hasher(ignore)]
908     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
909
910     pub has_self: bool,
911     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
912 }
913
914 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
915     pub fn count(&self) -> usize {
916         self.parent_count + self.params.len()
917     }
918
919     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
920         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
921         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
922         // presence of this method will be a constant reminder.
923         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
924
925         for param in &self.params {
926             match param.kind {
927                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
928                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
929                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
930             };
931         }
932
933         own_counts
934     }
935
936     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
937         if self.own_requires_monomorphization() {
938             return true;
939         }
940
941         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
942             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
943             parent.requires_monomorphization(tcx)
944         } else {
945             false
946         }
947     }
948
949     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
950         for param in &self.params {
951             match param.kind {
952                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
953                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
954             }
955         }
956         false
957     }
958
959     pub fn region_param(&'tcx self,
960                         param: &EarlyBoundRegion,
961                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
962                         -> &'tcx GenericParamDef
963     {
964         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
965             let param = &self.params[index as usize];
966             match param.kind {
967                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
968                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
969             }
970         } else {
971             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
972                .region_param(param, tcx)
973         }
974     }
975
976     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
977     pub fn type_param(&'tcx self,
978                       param: &ParamTy,
979                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
980                       -> &'tcx GenericParamDef {
981         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
982             let param = &self.params[index as usize];
983             match param.kind {
984                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
985                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
986             }
987         } else {
988             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
989                .type_param(param, tcx)
990         }
991     }
992
993     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
994     pub fn const_param(&'tcx self,
995                        param: &ParamConst,
996                        tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
997                        -> &GenericParamDef {
998         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
999             let param = &self.params[index as usize];
1000             match param.kind {
1001                 GenericParamDefKind::Const => param,
1002                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
1003             }
1004         } else {
1005             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
1006                 .const_param(param, tcx)
1007         }
1008     }
1009 }
1010
1011 /// Bounds on generics.
1012 #[derive(Clone, Default, Debug, HashStable)]
1013 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1014     pub parent: Option<DefId>,
1015     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
1016 }
1017
1018 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1019 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1020
1021 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1022     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1023                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1024         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1025         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1026         instantiated
1027     }
1028
1029     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1030                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1031         InstantiatedPredicates {
1032             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1033         }
1034     }
1035
1036     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1037                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1038                         substs: SubstsRef<'tcx>) {
1039         if let Some(def_id) = self.parent {
1040             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1041         }
1042         instantiated.predicates.extend(
1043             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1044         );
1045     }
1046
1047     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1048                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1049         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1050         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1051         instantiated
1052     }
1053
1054     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1055                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1056         if let Some(def_id) = self.parent {
1057             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1058         }
1059         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1060     }
1061
1062     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1063                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1064                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1065     {
1066         assert_eq!(self.parent, None);
1067         InstantiatedPredicates {
1068             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1069                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1070             }).collect()
1071         }
1072     }
1073 }
1074
1075 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1076 pub enum Predicate<'tcx> {
1077     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1078     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1079     /// would be the type parameters.
1080     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1081
1082     /// where `'a: 'b`
1083     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1084
1085     /// where `T: 'a`
1086     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1087
1088     /// where `<T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1089     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1090     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1091
1092     /// no syntax: `T` well-formed
1093     WellFormed(Ty<'tcx>),
1094
1095     /// trait must be object-safe
1096     ObjectSafe(DefId),
1097
1098     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1099     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1100     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1101     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1102
1103     /// `T1 <: T2`
1104     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1105
1106     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1107     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1108 }
1109
1110 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1111 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1112 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1113 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1114 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1115 /// item.
1116 #[derive(HashStable)]
1117 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1118     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1119     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1120     /// bounds, it will have no entry.
1121     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Predicate<'tcx>]>,
1122 }
1123
1124 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1125     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1126         self
1127     }
1128 }
1129
1130 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1131     /// Performs a substitution suitable for going from a
1132     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1133     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1134     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1135     /// lengthy comment below for details.
1136     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1137                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1138                             -> ty::Predicate<'tcx>
1139     {
1140         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1141         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1142         //
1143         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1144         //
1145         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1146         //     trait Bar<'b,'c> { }
1147         //
1148         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1149         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1150         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1151         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1152         // normal substitution.
1153         //
1154         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1155         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1156         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1157         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1158         // `'a`.
1159         //
1160         // Another example to be careful of is this:
1161         //
1162         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1163         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1164         //
1165         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1166         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1167         // reason is similar to the previous example: any impl of
1168         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1169         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1170         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1171         //
1172         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1173         // consider the more complicated scenario:
1174         //
1175         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1176         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1177         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1178         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1179         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1180         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1181         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1182         //   DB index of 1.
1183         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1184         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1185         //   just as we wanted.
1186         //
1187         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1188         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1189         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1190         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1191         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1192         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1193         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1194         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1195         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1196         // substitution code expects equal binding levels in the values
1197         // from the substitution and the value being substituted into, and
1198         // this trick achieves that).
1199
1200         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1201         match *self {
1202             Predicate::Trait(ref binder) =>
1203                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1204             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1205                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1206             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1207                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1208             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1209                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1210             Predicate::Projection(ref binder) =>
1211                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1212             Predicate::WellFormed(data) =>
1213                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1214             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1215                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1216             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1217                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1218             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1219                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1220         }
1221     }
1222 }
1223
1224 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1225 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1226     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1227 }
1228
1229 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1230
1231 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1232     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1233         self.trait_ref.def_id
1234     }
1235
1236     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1237         self.trait_ref.input_types()
1238     }
1239
1240     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1241         self.trait_ref.self_ty()
1242     }
1243 }
1244
1245 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1246     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1247         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1248         self.skip_binder().def_id()
1249     }
1250 }
1251
1252 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1253          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1254 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1255 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1256 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1257                                                            ty::Region<'tcx>>;
1258 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1259                                                          ty::Region<'tcx>>;
1260 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1261 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1262
1263 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1264 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1265     pub a_is_expected: bool,
1266     pub a: Ty<'tcx>,
1267     pub b: Ty<'tcx>
1268 }
1269 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1270
1271 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1272 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1273 ///
1274 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1275 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1276 ///
1277 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1278 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1279 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1280 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1281 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1282 /// instances to normalize the LHS.
1283 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1284 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1285     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1286     pub ty: Ty<'tcx>,
1287 }
1288
1289 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1290
1291 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1292     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1293     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1294         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1295     }
1296
1297     #[inline]
1298     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1299         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1300         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1301         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1302         // return value, so we are preserving the number of binding
1303         // levels.
1304         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1305     }
1306
1307     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1308         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1309     }
1310
1311     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1312     ///
1313     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1314     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1315     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1316         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1317         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1318     }
1319 }
1320
1321 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1322     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1323 }
1324
1325 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1326     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1327         ty::Binder::dummy(self.clone())
1328     }
1329 }
1330
1331 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1332     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1333         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1334     }
1335 }
1336
1337 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1338     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1339 }
1340
1341 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1342     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1343         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1344             trait_ref: self.clone()
1345         }))
1346     }
1347 }
1348
1349 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1350     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1351         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1352     }
1353 }
1354
1355 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1356     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1357         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1358     }
1359 }
1360
1361 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1362     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1363         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1364     }
1365 }
1366
1367 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1368     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1369         Predicate::Projection(self.clone())
1370     }
1371 }
1372
1373 // A custom iterator used by Predicate::walk_tys.
1374 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1375     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1376           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1377           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1378 {
1379     None,
1380     One(Ty<'tcx>),
1381     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1382     Types(I),
1383     InputTypes(J),
1384     ProjectionTypes(K)
1385 }
1386
1387 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1388     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1389           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1390           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1391 {
1392     type Item = Ty<'tcx>;
1393
1394     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1395         match *self {
1396             WalkTysIter::None => None,
1397             WalkTysIter::One(item) => {
1398                 *self = WalkTysIter::None;
1399                 Some(item)
1400             },
1401             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1402                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1403                 Some(item1)
1404             },
1405             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1406                 iter.next()
1407             },
1408             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1409                 iter.next()
1410             },
1411             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1412                 iter.next()
1413             }
1414         }
1415     }
1416 }
1417
1418 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1419     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1420     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1421     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1422     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1423         match *self {
1424             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1425                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1426             }
1427             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1428                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1429                 WalkTysIter::Two(a, b)
1430             }
1431             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1432                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1433             }
1434             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1435                 WalkTysIter::None
1436             }
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             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1443                 WalkTysIter::One(data)
1444             }
1445             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1446                 WalkTysIter::None
1447             }
1448             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1449                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1450             }
1451             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1452                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1453             }
1454         }
1455     }
1456
1457     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1458         match *self {
1459             Predicate::Trait(ref t) => {
1460                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1461             }
1462             Predicate::Projection(..) |
1463             Predicate::Subtype(..) |
1464             Predicate::RegionOutlives(..) |
1465             Predicate::WellFormed(..) |
1466             Predicate::ObjectSafe(..) |
1467             Predicate::ClosureKind(..) |
1468             Predicate::TypeOutlives(..) |
1469             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1470                 None
1471             }
1472         }
1473     }
1474
1475     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1476         match *self {
1477             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1478                 Some(data)
1479             }
1480             Predicate::Trait(..) |
1481             Predicate::Projection(..) |
1482             Predicate::Subtype(..) |
1483             Predicate::RegionOutlives(..) |
1484             Predicate::WellFormed(..) |
1485             Predicate::ObjectSafe(..) |
1486             Predicate::ClosureKind(..) |
1487             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1488                 None
1489             }
1490         }
1491     }
1492 }
1493
1494 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1495 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1496 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1497 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1498 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1499 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1500 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1501 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1502 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1503 /// their values.
1504 ///
1505 /// Example:
1506 ///
1507 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1508 ///
1509 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1510 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1511 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1512 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1513 #[derive(Clone, Debug)]
1514 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1515     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1516 }
1517
1518 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1519     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1520         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1521     }
1522
1523     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1524         self.predicates.is_empty()
1525     }
1526 }
1527
1528 newtype_index! {
1529     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1530     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1531     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1532     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1533     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1534     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1535     /// new names.
1536     ///
1537     /// To make this more concrete, consider this program:
1538     ///
1539     /// ```
1540     /// struct Foo { }
1541     /// fn bar<T>(x: T) {
1542     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1543     /// }
1544     /// ```
1545     ///
1546     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1547     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1548     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1549     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1550     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1551     /// name it inside the fn type but not outside.
1552     ///
1553     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1554     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1555     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1556     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1557     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1558     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1559     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1560     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1561     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1562     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1563     /// use for checking generic functions.
1564     pub struct UniverseIndex {
1565         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1566     }
1567 }
1568
1569 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1570
1571 impl UniverseIndex {
1572     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1573
1574     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1575     /// is considered to extend all previous universes. This
1576     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1577     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1578     ///
1579     /// ```
1580     /// for<'a> fn(&'a u32)
1581     /// ```
1582     ///
1583     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1584     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1585     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1586     /// `U` because it was not in scope there.
1587     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1588         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1589     }
1590
1591     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1592     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1593     /// `other` (`self >= other`).
1594     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1595         self.private >= other.private
1596     }
1597
1598     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1599     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1600     /// those in `other` (`self < other`).
1601     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1602         self.private < other.private
1603     }
1604 }
1605
1606 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1607 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1608 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1609 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1610 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1611 /// another.
1612 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1613 pub struct Placeholder<T> {
1614     pub universe: UniverseIndex,
1615     pub name: T,
1616 }
1617
1618 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1619     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1620 {
1621     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1622         &self,
1623         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1624         hasher: &mut StableHasher<W>
1625     ) {
1626         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1627         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1628     }
1629 }
1630
1631 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1632
1633 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1634
1635 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1636
1637 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1638 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1639 /// particular point.
1640 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1641 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1642     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1643     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1644     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1645     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1646
1647     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1648     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1649     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1650     pub reveal: traits::Reveal,
1651
1652     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1653     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1654     /// solver).
1655     pub def_id: Option<DefId>,
1656 }
1657
1658 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1659     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1660     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1661     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1662     /// type-checking.
1663     #[inline]
1664     pub fn empty() -> Self {
1665         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1666     }
1667
1668     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1669     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1670     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1671     /// environments like codegen or doing optimizations.
1672     ///
1673     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1674     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1675     #[inline]
1676     pub fn reveal_all() -> Self {
1677         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1678     }
1679
1680     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1681     #[inline]
1682     pub fn new(
1683         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1684         reveal: Reveal,
1685         def_id: Option<DefId>
1686     ) -> Self {
1687         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1688     }
1689
1690     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1691     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1692     /// (even for associated types that are specializable). This is
1693     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1694     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1695     /// which is the default.
1696     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1697         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1698     }
1699
1700     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1701     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1702         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1703     }
1704
1705     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1706     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1707     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1708     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1709     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1710     /// invisible.
1711     ///
1712     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1713     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1714     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1715     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1716     /// although the surrounding function is never reachable.
1717     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1718         match self.reveal {
1719             Reveal::UserFacing => {
1720                 ParamEnvAnd {
1721                     param_env: self,
1722                     value,
1723                 }
1724             }
1725
1726             Reveal::All => {
1727                 if value.has_placeholders()
1728                     || value.needs_infer()
1729                     || value.has_param_types()
1730                     || value.has_self_ty()
1731                 {
1732                     ParamEnvAnd {
1733                         param_env: self,
1734                         value,
1735                     }
1736                 } else {
1737                     ParamEnvAnd {
1738                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1739                         value,
1740                     }
1741                 }
1742             }
1743         }
1744     }
1745 }
1746
1747 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1748 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1749     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1750     pub value: T,
1751 }
1752
1753 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1754     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1755         (self.param_env, self.value)
1756     }
1757 }
1758
1759 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1760     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1761 {
1762     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1763                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1764                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1765         let ParamEnvAnd {
1766             ref param_env,
1767             ref value
1768         } = *self;
1769
1770         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1771         value.hash_stable(hcx, hasher);
1772     }
1773 }
1774
1775 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1776 pub struct Destructor {
1777     /// The `DefId` of the destructor method
1778     pub did: DefId,
1779 }
1780
1781 bitflags! {
1782     #[derive(HashStable)]
1783     pub struct AdtFlags: u32 {
1784         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1785         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1786         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1787         /// Indicates whether the ADT is a union.
1788         const IS_UNION            = 1 << 1;
1789         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1790         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1791         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1792         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1793         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1794         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1795         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1796         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1797         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1798         const IS_BOX              = 1 << 6;
1799         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1800         const IS_ARC              = 1 << 7;
1801         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1802         const IS_RC               = 1 << 8;
1803         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1804         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1805         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1806     }
1807 }
1808
1809 bitflags! {
1810     #[derive(HashStable)]
1811     pub struct VariantFlags: u32 {
1812         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1813         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1814         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1815     }
1816 }
1817
1818 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1819 #[derive(Debug)]
1820 pub struct VariantDef {
1821     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1822     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1823     pub def_id: DefId,
1824     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1825     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1826     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1827     /// Variant or struct name.
1828     pub ident: Ident,
1829     /// Discriminant of this variant.
1830     pub discr: VariantDiscr,
1831     /// Fields of this variant.
1832     pub fields: Vec<FieldDef>,
1833     /// Type of constructor of variant.
1834     pub ctor_kind: CtorKind,
1835     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1836     flags: VariantFlags,
1837     /// Recovered?
1838     pub recovered: bool,
1839 }
1840
1841 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1842     /// Creates a new `VariantDef`.
1843     ///
1844     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1845     /// represents an enum variant).
1846     ///
1847     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1848     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1849     ///
1850     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1851     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1852     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1853     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1854     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1855     ///
1856     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1857     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1858     pub fn new(
1859         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1860         ident: Ident,
1861         variant_did: Option<DefId>,
1862         ctor_def_id: Option<DefId>,
1863         discr: VariantDiscr,
1864         fields: Vec<FieldDef>,
1865         ctor_kind: CtorKind,
1866         adt_kind: AdtKind,
1867         parent_did: DefId,
1868         recovered: bool,
1869     ) -> Self {
1870         debug!(
1871             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1872              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1873              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1874         );
1875
1876         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1877         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, "non_exhaustive") {
1878             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1879             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1880         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1881             if tcx.has_attr(variant_did, "non_exhaustive") {
1882                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1883                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1884             }
1885         }
1886
1887         VariantDef {
1888             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1889             ctor_def_id,
1890             ident,
1891             discr,
1892             fields,
1893             ctor_kind,
1894             flags,
1895             recovered,
1896         }
1897     }
1898
1899     /// Is this field list non-exhaustive?
1900     #[inline]
1901     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1902         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1903     }
1904 }
1905
1906 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1907     def_id,
1908     ctor_def_id,
1909     ident -> (ident.name),
1910     discr,
1911     fields,
1912     ctor_kind,
1913     flags,
1914     recovered
1915 });
1916
1917 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1918 pub enum VariantDiscr {
1919     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1920     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1921     Explicit(DefId),
1922
1923     /// The previous variant's discriminant plus one.
1924     /// For efficiency reasons, the distance from the
1925     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1926     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1927     Relative(u32),
1928 }
1929
1930 #[derive(Debug, HashStable)]
1931 pub struct FieldDef {
1932     pub did: DefId,
1933     #[stable_hasher(project(name))]
1934     pub ident: Ident,
1935     pub vis: Visibility,
1936 }
1937
1938 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1939 ///
1940 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1941 pub struct AdtDef {
1942     /// `DefId` of the struct, enum or union item.
1943     pub did: DefId,
1944     /// Variants of the ADT. If this is a struct or enum, then there will be a single variant.
1945     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1946     /// Flags of the ADT (e.g. is this a struct? is this non-exhaustive?)
1947     flags: AdtFlags,
1948     /// Repr options provided by the user.
1949     pub repr: ReprOptions,
1950 }
1951
1952 impl PartialOrd for AdtDef {
1953     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1954         Some(self.cmp(&other))
1955     }
1956 }
1957
1958 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1959 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1960 impl Ord for AdtDef {
1961     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1962         self.did.cmp(&other.did)
1963     }
1964 }
1965
1966 impl PartialEq for AdtDef {
1967     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1968     #[inline]
1969     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1970 }
1971
1972 impl Eq for AdtDef {}
1973
1974 impl Hash for AdtDef {
1975     #[inline]
1976     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1977         (self as *const AdtDef).hash(s)
1978     }
1979 }
1980
1981 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1982     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1983         self.did.encode(s)
1984     }
1985 }
1986
1987 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1988
1989
1990 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1991     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1992                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1993                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1994         thread_local! {
1995             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1996         }
1997
1998         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1999             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2000             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2001                 let ty::AdtDef {
2002                     did,
2003                     ref variants,
2004                     ref flags,
2005                     ref repr,
2006                 } = *self;
2007
2008                 let mut hasher = StableHasher::new();
2009                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2010                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2011                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2012                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2013
2014                 hasher.finish()
2015            })
2016         });
2017
2018         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2019     }
2020 }
2021
2022 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2023 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2024
2025 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2026     fn into(self) -> DataTypeKind {
2027         match self {
2028             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2029             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2030             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2031         }
2032     }
2033 }
2034
2035 bitflags! {
2036     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2037     pub struct ReprFlags: u8 {
2038         const IS_C               = 1 << 0;
2039         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2040         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2041         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2042         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2043
2044         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2045         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2046                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2047                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2048     }
2049 }
2050
2051 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2052     bits
2053 });
2054
2055 /// Represents the repr options provided by the user,
2056 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2057 pub struct ReprOptions {
2058     pub int: Option<attr::IntType>,
2059     pub align: u32,
2060     pub pack: u32,
2061     pub flags: ReprFlags,
2062 }
2063
2064 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2065     align,
2066     pack,
2067     int,
2068     flags
2069 });
2070
2071 impl ReprOptions {
2072     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2073         let mut flags = ReprFlags::empty();
2074         let mut size = None;
2075         let mut max_align = 0;
2076         let mut min_pack = 0;
2077         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2078             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2079                 flags.insert(match r {
2080                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2081                     attr::ReprPacked(pack) => {
2082                         min_pack = if min_pack > 0 {
2083                             cmp::min(pack, min_pack)
2084                         } else {
2085                             pack
2086                         };
2087                         ReprFlags::empty()
2088                     },
2089                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2090                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2091                     attr::ReprInt(i) => {
2092                         size = Some(i);
2093                         ReprFlags::empty()
2094                     },
2095                     attr::ReprAlign(align) => {
2096                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2097                         ReprFlags::empty()
2098                     },
2099                 });
2100             }
2101         }
2102
2103         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2104         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2105             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2106         }
2107         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2108     }
2109
2110     #[inline]
2111     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2112     #[inline]
2113     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2114     #[inline]
2115     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2116     #[inline]
2117     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2118     #[inline]
2119     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2120
2121     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2122         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2123     }
2124
2125     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2126     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2127     /// single pointer.
2128     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2129         self.c() || self.int.is_some()
2130     }
2131
2132     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2133     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2134     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2135         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.pack == 1 ||
2136             self.int.is_some()
2137     }
2138
2139     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2140     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2141         self.c()
2142     }
2143
2144 }
2145
2146 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2147     /// Creates a new `AdtDef`.
2148     fn new(
2149         tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2150         did: DefId,
2151         kind: AdtKind,
2152         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2153         repr: ReprOptions
2154     ) -> Self {
2155         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2156         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2157
2158         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
2159             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2160             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2161         }
2162
2163         flags |= match kind {
2164             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2165             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2166             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2167         };
2168
2169         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2170             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2171         }
2172
2173         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2174         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
2175             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2176         }
2177         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2178             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2179         }
2180         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2181             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2182         }
2183         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2184             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2185         }
2186         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2187             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2188         }
2189
2190         AdtDef {
2191             did,
2192             variants,
2193             flags,
2194             repr,
2195         }
2196     }
2197
2198     /// Returns `true` if this is a struct.
2199     #[inline]
2200     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2201         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2202     }
2203
2204     /// Returns `true` if this is a union.
2205     #[inline]
2206     pub fn is_union(&self) -> bool {
2207         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2208     }
2209
2210     /// Returns `true` if this is a enum.
2211     #[inline]
2212     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2213         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2214     }
2215
2216     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2217     #[inline]
2218     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2219         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2220     }
2221
2222     /// Returns the kind of the ADT.
2223     #[inline]
2224     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2225         if self.is_enum() {
2226             AdtKind::Enum
2227         } else if self.is_union() {
2228             AdtKind::Union
2229         } else {
2230             AdtKind::Struct
2231         }
2232     }
2233
2234     /// Returns a description of this abstract data type.
2235     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2236         match self.adt_kind() {
2237             AdtKind::Struct => "struct",
2238             AdtKind::Union => "union",
2239             AdtKind::Enum => "enum",
2240         }
2241     }
2242
2243     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2244     #[inline]
2245     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2246         match self.adt_kind() {
2247             AdtKind::Struct => "struct",
2248             AdtKind::Union => "union",
2249             AdtKind::Enum => "variant",
2250         }
2251     }
2252
2253     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2254     #[inline]
2255     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2256         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2257     }
2258
2259     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2260     /// of coherence checking.
2261     #[inline]
2262     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2263         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2264     }
2265
2266     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2267     #[inline]
2268     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2269         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2270     }
2271
2272     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2273     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2274         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2275     }
2276
2277     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2278     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2279         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2280     }
2281
2282     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2283     #[inline]
2284     pub fn is_box(&self) -> bool {
2285         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2286     }
2287
2288     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2289     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2290         self.destructor(tcx).is_some()
2291     }
2292
2293     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2294     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2295         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2296         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2297     }
2298
2299     #[inline]
2300     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Lrc<GenericPredicates<'gcx>> {
2301         tcx.predicates_of(self.did)
2302     }
2303
2304     /// Returns an iterator over all fields contained
2305     /// by this ADT.
2306     #[inline]
2307     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2308         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2309     }
2310
2311     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2312         !self.variants.is_empty() &&
2313             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2314     }
2315
2316     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2317     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2318         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2319             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2320     }
2321
2322     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2323     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2324         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2325             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2326     }
2327
2328     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2329     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2330         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2331             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2332     }
2333
2334     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2335     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2336         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2337             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2338     }
2339
2340     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
2341         match def {
2342             Def::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2343             Def::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2344             Def::Def(DefKind::Struct, _) | Def::Def(DefKind::Union, _) |
2345             Def::Def(DefKind::TyAlias, _) | Def::Def(DefKind::AssociatedTy, _) | Def::SelfTy(..) |
2346             Def::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2347             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
2348         }
2349     }
2350
2351     #[inline]
2352     pub fn eval_explicit_discr(
2353         &self,
2354         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2355         expr_did: DefId,
2356     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2357         let param_env = ParamEnv::empty();
2358         let repr_type = self.repr.discr_type();
2359         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2360         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2361         let cid = GlobalId {
2362             instance,
2363             promoted: None
2364         };
2365         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2366             Ok(val) => {
2367                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2368                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2369                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2370                     Some(Discr {
2371                         val: b,
2372                         ty: val.ty,
2373                     })
2374                 } else {
2375                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2376                     crate::mir::interpret::struct_error(
2377                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2378                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2379                     ).emit();
2380                     None
2381                 }
2382             }
2383             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2384                 if !expr_did.is_local() {
2385                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2386                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2387                          in its crate but failed locally");
2388                 }
2389                 None
2390             }
2391             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2392                 tcx.def_span(expr_did),
2393                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2394             ),
2395         }
2396     }
2397
2398     #[inline]
2399     pub fn discriminants(
2400         &'a self,
2401         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2402     ) -> impl Iterator<Item=(VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2403         let repr_type = self.repr.discr_type();
2404         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2405         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2406         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2407             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2408             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2409                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2410                     discr = new_discr;
2411                 }
2412             }
2413             prev_discr = Some(discr);
2414
2415             (i, discr)
2416         })
2417     }
2418
2419     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2420     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2421     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2422     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2423     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2424     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2425                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2426                                     variant_index: VariantIdx)
2427                                     -> Discr<'tcx> {
2428         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2429         let explicit_value = val
2430             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2431             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2432         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2433     }
2434
2435     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2436     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2437     /// inferred discriminant directly.
2438     pub fn discriminant_def_for_variant(
2439         &self,
2440         variant_index: VariantIdx,
2441     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2442         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2443         let expr_did;
2444         loop {
2445             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2446                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2447                     expr_did = None;
2448                     break;
2449                 },
2450                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2451                     explicit_index -= distance;
2452                 }
2453                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2454                     expr_did = Some(did);
2455                     break;
2456                 }
2457             }
2458         }
2459         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2460     }
2461
2462     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2463         tcx.adt_destructor(self.did)
2464     }
2465
2466     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2467     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2468     ///
2469     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2470     /// actually more expressive than checking all members:
2471     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2472     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2473     ///
2474     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2475     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2476     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2477         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2478     }
2479
2480     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2481                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2482                                ty: Ty<'tcx>)
2483                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2484         let result = match ty.sty {
2485             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2486             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2487             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2488                 vec![]
2489             }
2490
2491             Str |
2492             Dynamic(..) |
2493             Slice(_) |
2494             Foreign(..) |
2495             Error |
2496             GeneratorWitness(..) => {
2497                 // these are never sized - return the target type
2498                 vec![ty]
2499             }
2500
2501             Tuple(ref tys) => {
2502                 match tys.last() {
2503                     None => vec![],
2504                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty.expect_ty()),
2505                 }
2506             }
2507
2508             Adt(adt, substs) => {
2509                 // recursive case
2510                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2511                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2512                        ty, adt_tys);
2513                 adt_tys.iter()
2514                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2515                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2516                        .collect()
2517             }
2518
2519             Projection(..) | Opaque(..) => {
2520                 // must calculate explicitly.
2521                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2522                 vec![ty]
2523             }
2524
2525             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2526
2527             Param(..) => {
2528                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2529                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2530                 // it on the impl.
2531
2532                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2533                     Some(x) => x,
2534                     _ => return vec![ty]
2535                 };
2536                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2537                     def_id: sized_trait,
2538                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2539                 }).to_predicate();
2540                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2541                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2542                     vec![]
2543                 } else {
2544                     vec![ty]
2545                 }
2546             }
2547
2548             Placeholder(..) |
2549             Bound(..) |
2550             Infer(..) => {
2551                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2552                      ty)
2553             }
2554         };
2555         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2556         result
2557     }
2558 }
2559
2560 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2561     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2562         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2563     }
2564 }
2565
2566 /// Represents the various closure traits in the language. This
2567 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2568 /// desugaring) argument that the closure expects.
2569 ///
2570 /// You can get the environment type of a closure using
2571 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2572 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2573          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2574 pub enum ClosureKind {
2575     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2576     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2577     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2578     Fn,
2579     FnMut,
2580     FnOnce,
2581 }
2582
2583 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2584     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2585     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2586
2587     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2588         match *self {
2589             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2590             ClosureKind::FnMut => {
2591                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2592             }
2593             ClosureKind::FnOnce => {
2594                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2595             }
2596         }
2597     }
2598
2599     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2600     /// must also implement `other`.
2601     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2602         match (self, other) {
2603             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2604             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2605             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2606             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2607             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2608             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2609             _ => false,
2610         }
2611     }
2612
2613     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2614     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2615     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2616         match self {
2617             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2618             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2619             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2620         }
2621     }
2622 }
2623
2624 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2625     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2626     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2627     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2628     /// structs or variants. For example:
2629     ///
2630     /// ```notrust
2631     /// isize => { isize }
2632     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2633     /// [isize] => { [isize], isize }
2634     /// ```
2635     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2636         TypeWalker::new(self)
2637     }
2638
2639     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2640     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2641     /// (but not `i32`, like `walk`).
2642     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2643         walk::walk_shallow(self)
2644     }
2645
2646     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2647     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2648     /// children of the current type are ignored.
2649     ///
2650     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2651     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2652         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2653     {
2654         let mut walker = self.walk();
2655         while let Some(ty) = walker.next() {
2656             if !f(ty) {
2657                 walker.skip_current_subtree();
2658             }
2659         }
2660     }
2661 }
2662
2663 impl BorrowKind {
2664     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2665         match m {
2666             hir::MutMutable => MutBorrow,
2667             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2668         }
2669     }
2670
2671     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2672     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2673     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2674     /// question.
2675     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2676         match self {
2677             MutBorrow => hir::MutMutable,
2678             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2679
2680             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2681             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2682             // and hence is a safe "over approximation".
2683             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2684         }
2685     }
2686
2687     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2688         match *self {
2689             MutBorrow => "mutable",
2690             ImmBorrow => "immutable",
2691             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2692         }
2693     }
2694 }
2695
2696 #[derive(Debug, Clone)]
2697 pub enum Attributes<'gcx> {
2698     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2699     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2700 }
2701
2702 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2703     type Target = [ast::Attribute];
2704
2705     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2706         match self {
2707             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2708             &Attributes::Borrowed(data) => data
2709         }
2710     }
2711 }
2712
2713 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2714 pub enum ImplOverlapKind {
2715     /// These impls are always allowed to overlap.
2716     Permitted,
2717     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2718     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2719     ///
2720     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2721     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2722     ///
2723     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2724     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2725     ///
2726     /// ```
2727     /// trait Trait {}
2728     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2729     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2730     /// ```
2731     ///
2732     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2733     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2734     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2735     /// overlapping impls for it is sound.
2736     ///
2737     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2738     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2739     /// it has the following restrictions:
2740     ///
2741     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2742     /// positive impls.
2743     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2744     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2745     /// marker traits.
2746     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2747     ///
2748     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2749     Issue33140
2750 }
2751
2752 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2753     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2754         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2755     }
2756
2757     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2758     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2759     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2760     pub fn body_owners(
2761         self,
2762     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2763         self.hir().krate()
2764                   .body_ids
2765                   .iter()
2766                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2767     }
2768
2769     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2770         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2771             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2772         });
2773     }
2774
2775     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2776         match self.hir().find(id) {
2777             Some(Node::Expr(e)) => {
2778                 e.span
2779             }
2780             Some(f) => {
2781                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2782             }
2783             None => {
2784                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2785             }
2786         }
2787     }
2788
2789     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2790         self.associated_items(id)
2791             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2792             .collect()
2793     }
2794
2795     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2796         self.associated_items(did).any(|item| {
2797             item.relevant_for_never()
2798         })
2799     }
2800
2801     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2802         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2803             match self.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
2804                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2805                 _ => false,
2806             }
2807         } else {
2808             match self.def_kind(def_id).expect("no def for def-id") {
2809                 DefKind::AssociatedConst
2810                 | DefKind::Method
2811                 | DefKind::AssociatedTy => true,
2812                 _ => false,
2813             }
2814         };
2815
2816         if is_associated_item {
2817             Some(self.associated_item(def_id))
2818         } else {
2819             None
2820         }
2821     }
2822
2823     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2824                                            parent_def_id: DefId,
2825                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2826                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2827                                            -> AssociatedItem {
2828         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2829         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2830             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2831             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2832                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2833             }
2834             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2835             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2836         };
2837
2838         AssociatedItem {
2839             ident: trait_item_ref.ident,
2840             kind,
2841             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2842             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2843             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2844             def_id,
2845             container: TraitContainer(parent_def_id),
2846             method_has_self_argument: has_self
2847         }
2848     }
2849
2850     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2851                                           parent_def_id: DefId,
2852                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2853                                           -> AssociatedItem {
2854         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2855         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2856             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2857             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2858                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2859             }
2860             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2861             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2862         };
2863
2864         AssociatedItem {
2865             ident: impl_item_ref.ident,
2866             kind,
2867             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2868             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2869             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2870             def_id,
2871             container: ImplContainer(parent_def_id),
2872             method_has_self_argument: has_self
2873         }
2874     }
2875
2876     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2877         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2878     }
2879
2880     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2881         variant.fields.iter().position(|field| {
2882             self.adjust_ident(ident, variant.def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == field.ident.modern()
2883         })
2884     }
2885
2886     pub fn associated_items(
2887         self,
2888         def_id: DefId,
2889     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2890         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2891         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2892         // in place, so we use a hand-written iterator.
2893         //
2894         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2895         AssociatedItemsIterator {
2896             tcx: self,
2897             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2898             next_index: 0,
2899         }
2900     }
2901
2902     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2903     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2904     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2905                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2906     {
2907         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2908             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2909                 .map_or(false, |trait_ref| {
2910                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2911                 });
2912             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2913                 .map_or(false, |trait_ref| {
2914                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2915                 });
2916             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2917                 && trait1_is_empty
2918                 && trait2_is_empty
2919         } else {
2920             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2921                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2922                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2923             };
2924             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2925                 && is_marker_impl(def_id1)
2926                 && is_marker_impl(def_id2)
2927         };
2928
2929         if is_legit {
2930             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2931                   def_id1, def_id2);
2932             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2933         } else {
2934             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2935                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2936                     if self_ty1 == self_ty2 {
2937                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2938                                def_id1, def_id2);
2939                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2940                     } else {
2941                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2942                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2943                     }
2944                 }
2945             }
2946
2947             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2948                   def_id1, def_id2);
2949             None
2950         }
2951     }
2952
2953     /// Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2954     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2955     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2956         match def {
2957             Def::Def(DefKind::Variant, did) => {
2958                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2959                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2960             }
2961             Def::Def(DefKind::Struct, did) | Def::Def(DefKind::Union, did) => {
2962                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2963             }
2964             Def::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2965                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2966                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2967                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2968             }
2969             Def::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2970                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2971                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2972             }
2973             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2974         }
2975     }
2976
2977     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2978         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2979             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2980         } else {
2981             let def_key = self.def_key(id);
2982             match def_key.disambiguated_data.data {
2983                 // The name of a constructor is that of its parent.
2984                 hir_map::DefPathData::Ctor =>
2985                     self.item_name(DefId {
2986                         krate: id.krate,
2987                         index: def_key.parent.unwrap()
2988                     }),
2989                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2990                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2991                 }),
2992             }
2993         }
2994     }
2995
2996     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2997     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
2998                         -> &'gcx Mir<'gcx>
2999     {
3000         match instance {
3001             ty::InstanceDef::Item(did) => {
3002                 self.optimized_mir(did)
3003             }
3004             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
3005             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
3006             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
3007             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
3008             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
3009             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
3010             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
3011                 self.mir_shims(instance)
3012             }
3013         }
3014     }
3015
3016     /// Gets the attributes of a definition.
3017     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
3018         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3019             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs_by_hir_id(id))
3020         } else {
3021             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3022         }
3023     }
3024
3025     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3026     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
3027         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3028     }
3029
3030     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3031     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3032         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3033     }
3034
3035     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3036         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3037     }
3038
3039     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3040     /// If it implements no trait, returns `None`.
3041     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3042         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3043     }
3044
3045     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3046     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3047     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3048         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3049             if let Some(DefKind::Method) = self.def_kind(def_id) {
3050                 Some(self.associated_item(def_id))
3051             } else {
3052                 None
3053             }
3054         } else {
3055             self.opt_associated_item(def_id)
3056         };
3057
3058         item.and_then(|trait_item|
3059             match trait_item.container {
3060                 TraitContainer(_) => None,
3061                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3062             }
3063         )
3064     }
3065
3066     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3067     /// with the name of the crate containing the impl.
3068     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3069         if impl_did.is_local() {
3070             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3071             Ok(self.hir().span_by_hir_id(hir_id))
3072         } else {
3073             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3074         }
3075     }
3076
3077     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3078     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3079     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3080     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3081         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == def_name.modern()
3082     }
3083
3084     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId) -> (Ident, DefId) {
3085         ident = ident.modern();
3086         let target_expansion = match scope.krate {
3087             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3088             _ => Mark::root(),
3089         };
3090         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
3091             Some(actual_expansion) =>
3092                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3093             None if block == hir::DUMMY_HIR_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
3094             None => self.hir().get_module_parent_by_hir_id(block),
3095         };
3096         (ident, scope)
3097     }
3098 }
3099
3100 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
3101     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
3102     def_ids: Lrc<Vec<DefId>>,
3103     next_index: usize,
3104 }
3105
3106 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
3107     type Item = AssociatedItem;
3108
3109     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
3110         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3111         self.next_index += 1;
3112         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3113     }
3114 }
3115
3116 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
3117     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: HirId, f: F) -> T where
3118         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
3119     {
3120         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(fid);
3121         match self.freevars(def_id) {
3122             None => f(&[]),
3123             Some(d) => f(&d),
3124         }
3125     }
3126 }
3127
3128 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
3129     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3130     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3131     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(parent_id);
3132     let parent_item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(parent_id);
3133     match parent_item.node {
3134         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3135             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3136                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3137                                                                         impl_item_ref);
3138                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3139                 return assoc_item;
3140             }
3141         }
3142
3143         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3144             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3145                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3146                                                                          &parent_item.vis,
3147                                                                          trait_item_ref);
3148                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3149                 return assoc_item;
3150             }
3151         }
3152
3153         _ => { }
3154     }
3155
3156     span_bug!(parent_item.span,
3157               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3158               parent_item.node)
3159 }
3160
3161 #[derive(Clone, HashStable)]
3162 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3163
3164 /// Calculates the `Sized` constraint.
3165 ///
3166 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3167 ///     - an obviously-unsized type
3168 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3169 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3170 ///       such.
3171 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3172 ///       check should catch this case.
3173 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3174                                   def_id: DefId)
3175                                   -> AdtSizedConstraint<'tcx> {
3176     let def = tcx.adt_def(def_id);
3177
3178     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3179         v.fields.last()
3180     }).flat_map(|f| {
3181         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3182     }));
3183
3184     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3185
3186     AdtSizedConstraint(result)
3187 }
3188
3189 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3190                                      def_id: DefId)
3191                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
3192     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3193     let item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(id);
3194     let vec: Vec<_> = match item.node {
3195         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3196             trait_item_refs.iter()
3197                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3198                            .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3199                            .collect()
3200         }
3201         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3202             impl_item_refs.iter()
3203                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3204                           .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3205                           .collect()
3206         }
3207         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => vec![],
3208         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3209     };
3210     Lrc::new(vec)
3211 }
3212
3213 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3214     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3215 }
3216
3217 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3218 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3219 /// otherwise, returns `None`.
3220 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3221     tcx.opt_associated_item(def_id)
3222         .and_then(|associated_item| {
3223             match associated_item.container {
3224                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3225                 ImplContainer(_) => None
3226             }
3227         })
3228 }
3229
3230 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3231 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3232     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3233         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
3234             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3235                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3236             }
3237         }
3238     }
3239     None
3240 }
3241
3242 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3243 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3244                        def_id: DefId)
3245                        -> ParamEnv<'tcx>
3246 {
3247     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3248     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3249         return param_env(tcx, parent);
3250     }
3251     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3252
3253     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3254         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3255
3256     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3257     // case they contain any associated type projections. This process
3258     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3259     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3260     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3261     // right to me, because constructing the environment feels like a
3262     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3263     // a better place. In practice, we construct environments for
3264     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3265     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3266     // sure that this will succeed without errors anyway.
3267
3268     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3269         tcx.intern_predicates(&predicates),
3270         traits::Reveal::UserFacing,
3271         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3272     );
3273
3274     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3275         tcx.hir().maybe_body_owned_by_by_hir_id(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3276     });
3277     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3278     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3279 }
3280
3281 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3282                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3283     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3284     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3285 }
3286
3287 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3288                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3289     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3290     tcx.crate_name.clone()
3291 }
3292
3293 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3294                         crate_num: CrateNum)
3295                         -> Svh {
3296     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3297     tcx.hir().crate_hash
3298 }
3299
3300 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3301                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3302                                         -> usize {
3303     match instance_def {
3304         InstanceDef::Item(..) |
3305         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3306             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3307             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3308         },
3309         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3310         _ => 1
3311     }
3312 }
3313
3314 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3315 ///
3316 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3317 fn issue33140_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3318                                 def_id: DefId)
3319                                 -> Option<Ty<'tcx>>
3320 {
3321     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3322
3323     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3324         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3325     });
3326
3327     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3328
3329     let is_marker_like =
3330         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3331         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3332
3333     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3334     if !is_marker_like {
3335         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3336         return None;
3337     }
3338
3339     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3340     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3341         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3342         return None;
3343     }
3344
3345     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3346     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3347         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3348         return None;
3349     }
3350
3351     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3352     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3353         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3354         _ => false
3355     };
3356
3357     if self_ty_matches {
3358         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3359         Some(self_ty)
3360     } else {
3361         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3362         None
3363     }
3364 }
3365
3366 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3367     context::provide(providers);
3368     erase_regions::provide(providers);
3369     layout::provide(providers);
3370     util::provide(providers);
3371     constness::provide(providers);
3372     *providers = ty::query::Providers {
3373         associated_item,
3374         associated_item_def_ids,
3375         adt_sized_constraint,
3376         def_span,
3377         param_env,
3378         trait_of_item,
3379         crate_disambiguator,
3380         original_crate_name,
3381         crate_hash,
3382         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3383         instance_def_size_estimate,
3384         issue33140_self_ty,
3385         ..*providers
3386     };
3387 }
3388
3389 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3390 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3391 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3392 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3393 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3394 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3395 pub struct CrateInherentImpls {
3396     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
3397 }
3398
3399 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3400 pub struct SymbolName {
3401     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3402     // this be a `&'tcx str`.
3403     pub name: InternedString
3404 }
3405
3406 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3407     name
3408 });
3409
3410 impl SymbolName {
3411     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3412         SymbolName {
3413             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
3414         }
3415     }
3416
3417     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3418         self.name.as_str()
3419     }
3420 }
3421
3422 impl fmt::Display for SymbolName {
3423     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3424         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3425     }
3426 }
3427
3428 impl fmt::Debug for SymbolName {
3429     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3430         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3431     }
3432 }