]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Auto merge of #48523 - varkor:generics-ty-generalisations, r=nikomatsakis
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // Copyright 2012-2015 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 pub use self::Variance::*;
12 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
13 pub use self::BorrowKind::*;
14 pub use self::IntVarValue::*;
15 pub use self::fold::TypeFoldable;
16
17 use hir::{map as hir_map, FreevarMap, TraitMap};
18 use hir::def::{Def, CtorKind, ExportMap};
19 use hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
20 use hir::map::DefPathData;
21 use hir::svh::Svh;
22 use ich::Fingerprint;
23 use ich::StableHashingContext;
24 use infer::canonical::{Canonical, Canonicalize};
25 use middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
26 use middle::privacy::AccessLevels;
27 use middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
28 use mir::Mir;
29 use mir::interpret::GlobalId;
30 use mir::GeneratorLayout;
31 use session::CrateDisambiguator;
32 use traits::{self, Reveal};
33 use ty;
34 use ty::subst::{Subst, Substs};
35 use ty::util::{IntTypeExt, Discr};
36 use ty::walk::TypeWalker;
37 use util::captures::Captures;
38 use util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
39
40 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
41 use std::cell::RefCell;
42 use std::cmp;
43 use std::fmt;
44 use std::hash::{Hash, Hasher};
45 use std::ops::Deref;
46 use rustc_data_structures::sync::Lrc;
47 use std::slice;
48 use std::vec::IntoIter;
49 use std::mem;
50 use syntax::ast::{self, DUMMY_NODE_ID, Name, Ident, NodeId};
51 use syntax::attr;
52 use syntax::ext::hygiene::Mark;
53 use syntax::symbol::{Symbol, LocalInternedString, InternedString};
54 use syntax_pos::{DUMMY_SP, Span};
55
56 use rustc_data_structures::accumulate_vec::IntoIter as AccIntoIter;
57 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
58                                            HashStable};
59
60 use hir;
61
62 pub use self::sty::{Binder, CanonicalVar, DebruijnIndex};
63 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
64 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
65 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
66 pub use self::sty::{TraitRef, TypeVariants, PolyTraitRef};
67 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
68 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
69 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
70 pub use self::sty::RegionKind;
71 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, RegionVid};
72 pub use self::sty::BoundRegion::*;
73 pub use self::sty::InferTy::*;
74 pub use self::sty::RegionKind::*;
75 pub use self::sty::TypeVariants::*;
76
77 pub use self::binding::BindingMode;
78 pub use self::binding::BindingMode::*;
79
80 pub use self::context::{TyCtxt, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
81 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, InterpretInterner};
82
83 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
84
85 pub use self::trait_def::TraitDef;
86
87 pub use self::maps::queries;
88
89 pub mod adjustment;
90 pub mod binding;
91 pub mod cast;
92 #[macro_use]
93 pub mod codec;
94 pub mod error;
95 mod erase_regions;
96 pub mod fast_reject;
97 pub mod fold;
98 pub mod inhabitedness;
99 pub mod item_path;
100 pub mod layout;
101 pub mod _match;
102 pub mod maps;
103 pub mod outlives;
104 pub mod relate;
105 pub mod steal;
106 pub mod subst;
107 pub mod trait_def;
108 pub mod walk;
109 pub mod wf;
110 pub mod util;
111
112 mod context;
113 mod flags;
114 mod instance;
115 mod structural_impls;
116 mod sty;
117
118 // Data types
119
120 /// The complete set of all analyses described in this module. This is
121 /// produced by the driver and fed to trans and later passes.
122 ///
123 /// NB: These contents are being migrated into queries using the
124 /// *on-demand* infrastructure.
125 #[derive(Clone)]
126 pub struct CrateAnalysis {
127     pub access_levels: Lrc<AccessLevels>,
128     pub name: String,
129     pub glob_map: Option<hir::GlobMap>,
130 }
131
132 #[derive(Clone)]
133 pub struct Resolutions {
134     pub freevars: FreevarMap,
135     pub trait_map: TraitMap,
136     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
137     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
138     pub export_map: ExportMap,
139 }
140
141 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug)]
142 pub enum AssociatedItemContainer {
143     TraitContainer(DefId),
144     ImplContainer(DefId),
145 }
146
147 impl AssociatedItemContainer {
148     /// Asserts that this is the def-id of an associated item declared
149     /// in a trait, and returns the trait def-id.
150     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
151         match *self {
152             TraitContainer(id) => id,
153             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
154         }
155     }
156
157     pub fn id(&self) -> DefId {
158         match *self {
159             TraitContainer(id) => id,
160             ImplContainer(id) => id,
161         }
162     }
163 }
164
165 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
166 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
167 /// bounds/where clauses).
168 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
169 pub struct ImplHeader<'tcx> {
170     pub impl_def_id: DefId,
171     pub self_ty: Ty<'tcx>,
172     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
173     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
174 }
175
176 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
177 pub struct AssociatedItem {
178     pub def_id: DefId,
179     pub name: Name,
180     pub kind: AssociatedKind,
181     pub vis: Visibility,
182     pub defaultness: hir::Defaultness,
183     pub container: AssociatedItemContainer,
184
185     /// Whether this is a method with an explicit self
186     /// as its first argument, allowing method calls.
187     pub method_has_self_argument: bool,
188 }
189
190 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
191 pub enum AssociatedKind {
192     Const,
193     Method,
194     Type
195 }
196
197 impl AssociatedItem {
198     pub fn def(&self) -> Def {
199         match self.kind {
200             AssociatedKind::Const => Def::AssociatedConst(self.def_id),
201             AssociatedKind::Method => Def::Method(self.def_id),
202             AssociatedKind::Type => Def::AssociatedTy(self.def_id),
203         }
204     }
205
206     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
207     /// for !
208     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
209         match self.kind {
210             AssociatedKind::Const => true,
211             AssociatedKind::Type => true,
212             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
213             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
214         }
215     }
216
217     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: &TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
218         match self.kind {
219             ty::AssociatedKind::Method => {
220                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
221                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
222                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
223                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
224                 format!("{}", tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder())
225             }
226             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.name.to_string()),
227             ty::AssociatedKind::Const => {
228                 format!("const {}: {:?};", self.name.to_string(), tcx.type_of(self.def_id))
229             }
230         }
231     }
232 }
233
234 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
235 pub enum Visibility {
236     /// Visible everywhere (including in other crates).
237     Public,
238     /// Visible only in the given crate-local module.
239     Restricted(DefId),
240     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
241     Invisible,
242 }
243
244 pub trait DefIdTree: Copy {
245     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
246
247     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
248         if descendant.krate != ancestor.krate {
249             return false;
250         }
251
252         while descendant != ancestor {
253             match self.parent(descendant) {
254                 Some(parent) => descendant = parent,
255                 None => return false,
256             }
257         }
258         true
259     }
260 }
261
262 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
263     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
264         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
265     }
266 }
267
268 impl Visibility {
269     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: NodeId, tcx: TyCtxt) -> Self {
270         match *visibility {
271             hir::Public => Visibility::Public,
272             hir::Visibility::Crate => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
273             hir::Visibility::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
274                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
275                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
276                 Def::Err => Visibility::Public,
277                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
278             },
279             hir::Inherited => {
280                 Visibility::Restricted(tcx.hir.get_module_parent(id))
281             }
282         }
283     }
284
285     /// Returns true if an item with this visibility is accessible from the given block.
286     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
287         let restriction = match self {
288             // Public items are visible everywhere.
289             Visibility::Public => return true,
290             // Private items from other crates are visible nowhere.
291             Visibility::Invisible => return false,
292             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
293             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
294             Visibility::Restricted(module) => module,
295         };
296
297         tree.is_descendant_of(module, restriction)
298     }
299
300     /// Returns true if this visibility is at least as accessible as the given visibility
301     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
302         let vis_restriction = match vis {
303             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
304             Visibility::Invisible => return true,
305             Visibility::Restricted(module) => module,
306         };
307
308         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
309     }
310
311     // Returns true if this item is visible anywhere in the local crate.
312     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
313         match self {
314             Visibility::Public => true,
315             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
316             Visibility::Invisible => false,
317         }
318     }
319 }
320
321 #[derive(Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, Copy)]
322 pub enum Variance {
323     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
324     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
325     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
326     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
327 }
328
329 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
330 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
331 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
332 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
333 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
334 /// item.
335 pub struct CrateVariancesMap {
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, Lrc<Vec<ty::Variance>>>,
340
341     /// An empty vector, useful for cloning.
342     pub empty_variance: Lrc<Vec<ty::Variance>>,
343 }
344
345 impl Variance {
346     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
347     /// variance of a type with the following meaning.  If we are in a
348     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
349     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
350     /// variance with which the argument appears.
351     ///
352     /// Example 1:
353     ///
354     ///     *mut Vec<i32>
355     ///
356     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
357     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
358     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
359     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
360     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
361     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
362     /// (again) in `Invariant`.
363     ///
364     /// Example 2:
365     ///
366     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
367     ///
368     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
369     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
370     /// within which both pointer types appear is
371     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`.  `*const
372     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
373     /// which the first `Vec<i32>` appears is
374     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`.  The same
375     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
376     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
377     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
378     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
379     ///
380     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
381     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
382     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
383         match (self, v) {
384             // Figure 1, column 1.
385             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
386             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
387             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
388             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
389
390             // Figure 1, column 2.
391             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
392             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
393             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
394             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
395
396             // Figure 1, column 3.
397             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
398
399             // Figure 1, column 4.
400             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
401         }
402     }
403 }
404
405 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
406 // the types of AST nodes.
407 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
408 pub struct CReaderCacheKey {
409     pub cnum: CrateNum,
410     pub pos: usize,
411 }
412
413 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
414 // through the type during type construction, so that we can quickly
415 // check whether the type has various kinds of types in it without
416 // recursing over the type itself.
417 bitflags! {
418     pub struct TypeFlags: u32 {
419         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
420         const HAS_SELF           = 1 << 1;
421         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
422         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
423         const HAS_RE_SKOL        = 1 << 4;
424
425         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
426         /// determine whether substitition is required, since those
427         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
428         /// hence may be substituted.
429         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
430
431         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
432         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
433         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
434
435         /// Is an error type reachable?
436         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
437         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
438
439         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
440         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
441
442         // true if there are "names" of types and regions and so forth
443         // that are local to a particular fn
444         const HAS_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
445
446         // Present if the type belongs in a local type context.
447         // Only set for TyInfer other than Fresh.
448         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
449
450         // Is there a projection that does not involve a bound region?
451         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
452         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
453
454         // Set if this includes a "canonical" type or region var --
455         // ought to be true only for the results of canonicalization.
456         const HAS_CANONICAL_VARS = 1 << 13;
457
458         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
459                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
460                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
461
462         // Flags representing the nominal content of a type,
463         // computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
464         // flag, it should be added here too.
465         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
466                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
467                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
468                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
469                                   TypeFlags::HAS_RE_SKOL.bits |
470                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
472                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_LOCAL_NAMES.bits |
476                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_CANONICAL_VARS.bits;
478     }
479 }
480
481 pub struct TyS<'tcx> {
482     pub sty: TypeVariants<'tcx>,
483     pub flags: TypeFlags,
484
485     // the maximal depth of any bound regions appearing in this type.
486     region_depth: u32,
487 }
488
489 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
490     #[inline]
491     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
492         // (self as *const _) == (other as *const _)
493         (self as *const TyS<'tcx>) == (other as *const TyS<'tcx>)
494     }
495 }
496 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
497
498 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
499     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
500         (self as *const TyS).hash(s)
501     }
502 }
503
504 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
505     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
506         match self.sty {
507             TypeVariants::TyBool |
508                 TypeVariants::TyChar |
509                 TypeVariants::TyInt(_) |
510                 TypeVariants::TyUint(_) |
511                 TypeVariants::TyFloat(_) |
512                 TypeVariants::TyInfer(InferTy::IntVar(_)) |
513                 TypeVariants::TyInfer(InferTy::FloatVar(_)) |
514                 TypeVariants::TyInfer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
515                 TypeVariants::TyInfer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
516             TypeVariants::TyRef(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
517             _ => false,
518         }
519     }
520
521     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
522         match self.sty {
523             TypeVariants::TyAnon(..) |
524             TypeVariants::TyFnDef(..) |
525             TypeVariants::TyFnPtr(..) |
526             TypeVariants::TyDynamic(..) |
527             TypeVariants::TyClosure(..) |
528             TypeVariants::TyInfer(..) |
529             TypeVariants::TyProjection(..) => false,
530             _ => true,
531         }
532     }
533 }
534
535 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
536     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
537                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
538                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
539         let ty::TyS {
540             ref sty,
541
542             // The other fields just provide fast access to information that is
543             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
544             flags: _,
545             region_depth: _,
546         } = *self;
547
548         sty.hash_stable(hcx, hasher);
549     }
550 }
551
552 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
553
554 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
555 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
556
557 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
558
559 impl <'gcx: 'tcx, 'tcx> Canonicalize<'gcx, 'tcx> for Ty<'tcx> {
560     type Canonicalized = CanonicalTy<'gcx>;
561
562     fn intern(_gcx: TyCtxt<'_, 'gcx, 'gcx>,
563               value: Canonical<'gcx, Self::Lifted>) -> Self::Canonicalized {
564         value
565     }
566 }
567
568 /// A wrapper for slices with the additional invariant
569 /// that the slice is interned and no other slice with
570 /// the same contents can exist in the same context.
571 /// This means we can use pointer + length for both
572 /// equality comparisons and hashing.
573 #[derive(Debug, RustcEncodable)]
574 pub struct Slice<T>([T]);
575
576 impl<T> PartialEq for Slice<T> {
577     #[inline]
578     fn eq(&self, other: &Slice<T>) -> bool {
579         (&self.0 as *const [T]) == (&other.0 as *const [T])
580     }
581 }
582 impl<T> Eq for Slice<T> {}
583
584 impl<T> Hash for Slice<T> {
585     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
586         (self.as_ptr(), self.len()).hash(s)
587     }
588 }
589
590 impl<T> Deref for Slice<T> {
591     type Target = [T];
592     fn deref(&self) -> &[T] {
593         &self.0
594     }
595 }
596
597 impl<'a, T> IntoIterator for &'a Slice<T> {
598     type Item = &'a T;
599     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
600     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
601         self[..].iter()
602     }
603 }
604
605 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx Slice<Ty<'tcx>> {}
606
607 impl<T> Slice<T> {
608     pub fn empty<'a>() -> &'a Slice<T> {
609         unsafe {
610             mem::transmute(slice::from_raw_parts(0x1 as *const T, 0))
611         }
612     }
613 }
614
615 /// Upvars do not get their own node-id. Instead, we use the pair of
616 /// the original var id (that is, the root variable that is referenced
617 /// by the upvar) and the id of the closure expression.
618 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
619 pub struct UpvarId {
620     pub var_id: hir::HirId,
621     pub closure_expr_id: LocalDefId,
622 }
623
624 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
625 pub enum BorrowKind {
626     /// Data must be immutable and is aliasable.
627     ImmBorrow,
628
629     /// Data must be immutable but not aliasable.  This kind of borrow
630     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
631     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
632     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
633     ///
634     ///    let x: &mut isize = ...;
635     ///    let y = || *x += 5;
636     ///
637     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
638     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
639     ///
640     ///    struct Env { x: & &mut isize }
641     ///    let x: &mut isize = ...;
642     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
643     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
644     ///
645     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
646     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
647     /// an `&mut` borrow:
648     ///
649     ///    struct Env { x: & &mut isize }
650     ///    let x: &mut isize = ...;
651     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
652     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
653     ///
654     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
655     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
656     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
657     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
658     /// borrow is hidden.
659     ///
660     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
661     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
662     /// simplicity, we don't give users the way to express this
663     /// borrow, it's just used when translating closures.
664     UniqueImmBorrow,
665
666     /// Data is mutable and not aliasable.
667     MutBorrow
668 }
669
670 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
671 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
672 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
673 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
674     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
675     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
676     /// depending on inference.
677     ByValue,
678
679     /// Upvar is captured by reference.
680     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
681 }
682
683 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
684 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
685     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
686     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
687     /// syntax.
688     pub kind: BorrowKind,
689
690     /// Region of the resulting reference.
691     pub region: ty::Region<'tcx>,
692 }
693
694 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
695
696 #[derive(Copy, Clone)]
697 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
698     pub def: Def,
699     pub span: Span,
700     pub ty: Ty<'tcx>,
701 }
702
703 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
704 pub enum IntVarValue {
705     IntType(ast::IntTy),
706     UintType(ast::UintTy),
707 }
708
709 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
710 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
711
712 #[derive(Copy, Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
713 pub struct TypeParamDef {
714     pub has_default: bool,
715     pub object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
716     pub synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
717 }
718
719 impl ty::EarlyBoundRegion {
720     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
721         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
722     }
723 }
724
725 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
726 pub enum GenericParamDefKind {
727     Lifetime,
728     Type(TypeParamDef),
729 }
730
731 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable)]
732 pub struct GenericParamDef {
733     pub name: InternedString,
734     pub def_id: DefId,
735     pub index: u32,
736
737     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
738     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
739     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
740     pub pure_wrt_drop: bool,
741
742     pub kind: GenericParamDefKind,
743 }
744
745 impl GenericParamDef {
746     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
747         match self.kind {
748             GenericParamDefKind::Lifetime => {
749                 ty::EarlyBoundRegion {
750                     def_id: self.def_id,
751                     index: self.index,
752                     name: self.name,
753                 }
754             }
755             _ => bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
756         }
757     }
758
759     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
760         match self.kind {
761             GenericParamDefKind::Lifetime => {
762                 self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
763             }
764             _ => bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
765         }
766     }
767 }
768
769 pub struct GenericParamCount {
770     pub lifetimes: usize,
771     pub types: usize,
772 }
773
774 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
775 /// with an item or method. Analogous to hir::Generics.
776 ///
777 /// The ordering of parameters is the same as in Subst (excluding child generics):
778 /// Self (optionally), Lifetime params..., Type params...
779 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
780 pub struct Generics {
781     pub parent: Option<DefId>,
782     pub parent_count: usize,
783     pub params: Vec<GenericParamDef>,
784
785     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
786     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
787
788     pub has_self: bool,
789     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
790 }
791
792 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
793     pub fn count(&self) -> usize {
794         self.parent_count + self.params.len()
795     }
796
797     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
798         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
799         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
800         // presence of this method will be a constant reminder.
801         let mut own_counts = GenericParamCount {
802             lifetimes: 0,
803             types: 0,
804         };
805
806         for param in &self.params {
807             match param.kind {
808                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
809                 GenericParamDefKind::Type(_) => own_counts.types += 1,
810             };
811         }
812
813         own_counts
814     }
815
816     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
817         for param in &self.params {
818             match param.kind {
819                 GenericParamDefKind::Type(_) => return true,
820                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
821             }
822         }
823         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
824             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
825             parent.requires_monomorphization(tcx)
826         } else {
827             false
828         }
829     }
830
831     pub fn region_param(&'tcx self,
832                         param: &EarlyBoundRegion,
833                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
834                         -> &'tcx GenericParamDef
835     {
836         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
837             let param = &self.params[index as usize];
838             match param.kind {
839                 ty::GenericParamDefKind::Lifetime => param,
840                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
841             }
842         } else {
843             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
844                 .region_param(param, tcx)
845         }
846     }
847
848     /// Returns the `TypeParamDef` associated with this `ParamTy`.
849     pub fn type_param(&'tcx self,
850                       param: &ParamTy,
851                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
852                       -> &'tcx GenericParamDef {
853         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
854             let param = &self.params[index as usize];
855             match param.kind {
856                 ty::GenericParamDefKind::Type(_) => param,
857                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
858             }
859         } else {
860             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
861                 .type_param(param, tcx)
862         }
863     }
864 }
865
866 /// Bounds on generics.
867 #[derive(Clone, Default)]
868 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
869     pub parent: Option<DefId>,
870     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
871 }
872
873 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
874 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
875
876 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
877     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
878                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
879         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
880         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
881         instantiated
882     }
883     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
884                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
885         InstantiatedPredicates {
886             predicates: self.predicates.subst(tcx, substs)
887         }
888     }
889
890     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
891                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
892                         substs: &Substs<'tcx>) {
893         if let Some(def_id) = self.parent {
894             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
895         }
896         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|p| p.subst(tcx, substs)))
897     }
898
899     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
900                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
901         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
902         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
903         instantiated
904     }
905
906     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
907                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
908         if let Some(def_id) = self.parent {
909             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
910         }
911         instantiated.predicates.extend(&self.predicates)
912     }
913
914     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
915                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
916                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
917     {
918         assert_eq!(self.parent, None);
919         InstantiatedPredicates {
920             predicates: self.predicates.iter().map(|pred| {
921                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
922             }).collect()
923         }
924     }
925 }
926
927 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
928 pub enum Predicate<'tcx> {
929     /// Corresponds to `where Foo : Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
930     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
931     /// would be the type parameters.
932     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
933
934     /// where 'a : 'b
935     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
936
937     /// where T : 'a
938     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
939
940     /// where <T as TraitRef>::Name == X, approximately.
941     /// See `ProjectionPredicate` struct for details.
942     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
943
944     /// no syntax: T WF
945     WellFormed(Ty<'tcx>),
946
947     /// trait must be object-safe
948     ObjectSafe(DefId),
949
950     /// No direct syntax. May be thought of as `where T : FnFoo<...>`
951     /// for some substitutions `...` and T being a closure type.
952     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
953     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
954
955     /// `T1 <: T2`
956     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
957
958     /// Constant initializer must evaluate successfully.
959     ConstEvaluatable(DefId, &'tcx Substs<'tcx>),
960 }
961
962 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
963 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
964 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
965 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
966 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
967 /// item.
968 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
969     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
970     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
971     /// bounds, it will have no entry.
972     pub predicates: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>>,
973
974     /// An empty vector, useful for cloning.
975     pub empty_predicate: Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>,
976 }
977
978 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
979     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
980         self
981     }
982 }
983
984 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
985     /// Performs a substitution suitable for going from a
986     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
987     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
988     /// substitution in terms of what happens with bound regions.  See
989     /// lengthy comment below for details.
990     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
991                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
992                             -> ty::Predicate<'tcx>
993     {
994         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
995         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
996         //
997         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
998         //
999         //     trait Foo<'a> : Bar<'a,'a> { }
1000         //     trait Bar<'b,'c> { }
1001         //
1002         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T : Foo<'x>`, then
1003         // we can deduce that `for<'x> T : Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1004         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1005         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1006         // normal substitution.
1007         //
1008         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1009         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1010         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1011         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1012         // `'a`.
1013         //
1014         // Another example to be careful of is this:
1015         //
1016         //     trait Foo1<'a> : for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1017         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1018         //
1019         // Here, if we have `for<'x> T : Foo1<'x>`, then what do we know?
1020         // The answer is that we know `for<'x,'b> T : Bar1<'x,'b>`. The
1021         // reason is similar to the previous example: any impl of
1022         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T : Bar1<'x, 'b>`.  So
1023         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1024         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1025         //
1026         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1027         // consider the more complicated scenario:
1028         //
1029         // - We start out with `for<'x> T : Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1030         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T : Bar1<'x,'b>`,
1031         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1032         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1033         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1034         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1035         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1036         //   DB index of 1.
1037         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1038         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1039         //   just as we wanted.
1040         //
1041         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1042         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1043         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1044         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1045         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1046         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1047         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1048         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1049         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1050         // substitution code expects equal binding levels in the values
1051         // from the substitution and the value being substituted into, and
1052         // this trick achieves that).
1053
1054         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1055         match *self {
1056             Predicate::Trait(ref binder) =>
1057                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1058             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1059                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1060             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1061                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1062             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1063                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1064             Predicate::Projection(ref binder) =>
1065                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1066             Predicate::WellFormed(data) =>
1067                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1068             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1069                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1070             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1071                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1072             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1073                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1074         }
1075     }
1076 }
1077
1078 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1079 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1080     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1081 }
1082 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1083
1084 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1085     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1086         self.trait_ref.def_id
1087     }
1088
1089     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1090         self.trait_ref.input_types()
1091     }
1092
1093     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1094         self.trait_ref.self_ty()
1095     }
1096 }
1097
1098 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1099     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1100         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1101         self.skip_binder().def_id()
1102     }
1103 }
1104
1105 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1106 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A : B`
1107 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1108 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1109                                                            ty::Region<'tcx>>;
1110 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1111                                                          ty::Region<'tcx>>;
1112 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1113 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1114
1115 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1116 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1117     pub a_is_expected: bool,
1118     pub a: Ty<'tcx>,
1119     pub b: Ty<'tcx>
1120 }
1121 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1122
1123 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1124 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1125 ///
1126 /// 1. `T : TraitRef<..., Item=Type>`
1127 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1128 ///
1129 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1130 /// normal trait predicate (`T : TraitRef<...>`) and one of these
1131 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1132 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1133 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1134 /// instances to normalize the LHS.
1135 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1136 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1137     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1138     pub ty: Ty<'tcx>,
1139 }
1140
1141 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1142
1143 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1144     /// Returns the def-id of the associated item being projected.
1145     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1146         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1147     }
1148
1149     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1150         // Note: unlike with TraitRef::to_poly_trait_ref(),
1151         // self.0.trait_ref is permitted to have escaping regions.
1152         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1153         // return value, so we are preserving the number of binding
1154         // levels.
1155         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1156     }
1157
1158     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1159         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1160     }
1161
1162     /// The DefId of the TraitItem for the associated type.
1163     ///
1164     /// Note that this is not the DefId of the TraitRef containing this
1165     /// associated type, which is in tcx.associated_item(projection_def_id()).container.
1166     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1167         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1168         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1169     }
1170 }
1171
1172 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1173     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1174 }
1175
1176 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1177     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1178         ty::Binder::dummy(self.clone())
1179     }
1180 }
1181
1182 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1183     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1184         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1185     }
1186 }
1187
1188 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1189     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1190 }
1191
1192 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1193     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1194         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1195             trait_ref: self.clone()
1196         }))
1197     }
1198 }
1199
1200 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1201     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1202         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1203     }
1204 }
1205
1206 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1207     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1208         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1209     }
1210 }
1211
1212 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1213     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1214         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1215     }
1216 }
1217
1218 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1219     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1220         Predicate::Projection(self.clone())
1221     }
1222 }
1223
1224 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1225     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1226     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1227     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1228     pub fn walk_tys(&self) -> IntoIter<Ty<'tcx>> {
1229         let vec: Vec<_> = match *self {
1230             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1231                 data.skip_binder().input_types().collect()
1232             }
1233             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1234                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1235                 vec![a, b]
1236             }
1237             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1238                 vec![binder.skip_binder().0]
1239             }
1240             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1241                 vec![]
1242             }
1243             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1244                 let inner = data.skip_binder();
1245                 inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)).collect()
1246             }
1247             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1248                 vec![data]
1249             }
1250             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1251                 vec![]
1252             }
1253             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1254                 closure_substs.substs.types().collect()
1255             }
1256             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1257                 substs.types().collect()
1258             }
1259         };
1260
1261         // The only reason to collect into a vector here is that I was
1262         // too lazy to make the full (somewhat complicated) iterator
1263         // type that would be needed here. But I wanted this fn to
1264         // return an iterator conceptually, rather than a `Vec`, so as
1265         // to be closer to `Ty::walk`.
1266         vec.into_iter()
1267     }
1268
1269     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1270         match *self {
1271             Predicate::Trait(ref t) => {
1272                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1273             }
1274             Predicate::Projection(..) |
1275             Predicate::Subtype(..) |
1276             Predicate::RegionOutlives(..) |
1277             Predicate::WellFormed(..) |
1278             Predicate::ObjectSafe(..) |
1279             Predicate::ClosureKind(..) |
1280             Predicate::TypeOutlives(..) |
1281             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1282                 None
1283             }
1284         }
1285     }
1286
1287     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1288         match *self {
1289             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1290                 Some(data)
1291             }
1292             Predicate::Trait(..) |
1293             Predicate::Projection(..) |
1294             Predicate::Subtype(..) |
1295             Predicate::RegionOutlives(..) |
1296             Predicate::WellFormed(..) |
1297             Predicate::ObjectSafe(..) |
1298             Predicate::ClosureKind(..) |
1299             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1300                 None
1301             }
1302         }
1303     }
1304 }
1305
1306 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1307 /// parameters.  Should eventually be generalized into a flag list of
1308 /// where clauses.  You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1309 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1310 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1311 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1312 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1313 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1314 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1315 /// their values.
1316 ///
1317 /// Example:
1318 ///
1319 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1320 ///
1321 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1322 /// `[[], [U:Bar<T>]]`.  Now if there were some particular reference
1323 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1324 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1325 #[derive(Clone)]
1326 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1327     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1328 }
1329
1330 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1331     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1332         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1333     }
1334
1335     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1336         self.predicates.is_empty()
1337     }
1338 }
1339
1340 /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1341 /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1342 /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1343 /// contains names that are always visible. But when you enter into
1344 /// some subuniverse, then it may add names that are only visible
1345 /// within that subtree (but it can still name the names of its
1346 /// ancestor universes).
1347 ///
1348 /// To make this more concrete, consider this program:
1349 ///
1350 /// ```
1351 /// struct Foo { }
1352 /// fn bar<T>(x: T) {
1353 ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1354 /// }
1355 /// ```
1356 ///
1357 /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1358 /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in a subuniverse U1 --
1359 /// i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside of
1360 /// `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1361 /// region `'a` is in a subuniverse U2 of U1, because we can name it
1362 /// inside the fn type but not outside.
1363 ///
1364 /// Universes are related to **skolemization** -- which is a way of
1365 /// doing type- and trait-checking around these "forall" binders (also
1366 /// called **universal quantification**). The idea is that when, in
1367 /// the body of `bar`, we refer to `T` as a type, we aren't referring
1368 /// to any type in particular, but rather a kind of "fresh" type that
1369 /// is distinct from all other types we have actually declared. This
1370 /// is called a **skolemized** type, and we use universes to talk
1371 /// about this. In other words, a type name in universe 0 always
1372 /// corresponds to some "ground" type that the user declared, but a
1373 /// type name in a non-zero universe is a skolemized type -- an
1374 /// idealized representative of "types in general" that we use for
1375 /// checking generic functions.
1376 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1377 pub struct UniverseIndex(u32);
1378
1379 impl UniverseIndex {
1380     /// The root universe, where things that the user defined are
1381     /// visible.
1382     pub const ROOT: Self = UniverseIndex(0);
1383
1384     /// A "subuniverse" corresponds to being inside a `forall` quantifier.
1385     /// So, for example, suppose we have this type in universe `U`:
1386     ///
1387     /// ```
1388     /// for<'a> fn(&'a u32)
1389     /// ```
1390     ///
1391     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1392     /// subuniverse of `U` -- in this new universe, we can name the
1393     /// region `'a`, but that region was not nameable from `U` because
1394     /// it was not in scope there.
1395     pub fn subuniverse(self) -> UniverseIndex {
1396         UniverseIndex(self.0.checked_add(1).unwrap())
1397     }
1398
1399     pub fn as_u32(&self) -> u32 {
1400         self.0
1401     }
1402
1403     pub fn as_usize(&self) -> usize {
1404         self.0 as usize
1405     }
1406 }
1407
1408 impl From<u32> for UniverseIndex {
1409     fn from(index: u32) -> Self {
1410         UniverseIndex(index)
1411     }
1412 }
1413
1414 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1415 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1416 /// particular point.
1417 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1418 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1419     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1420     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1421     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1422     pub caller_bounds: &'tcx Slice<ty::Predicate<'tcx>>,
1423
1424     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during trans we
1425     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1426     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1427     pub reveal: traits::Reveal,
1428 }
1429
1430 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1431     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1432     /// there are no where clauses in scope. Hidden types (like `impl
1433     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1434     /// type-checking.
1435     pub fn empty() -> Self {
1436         Self::new(ty::Slice::empty(), Reveal::UserFacing)
1437     }
1438
1439     /// Construct a trait environment with no where clauses in scope
1440     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1441     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1442     /// environments like trans or doing optimizations.
1443     ///
1444     /// NB. If you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1445     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1446     pub fn reveal_all() -> Self {
1447         Self::new(ty::Slice::empty(), Reveal::All)
1448     }
1449
1450     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1451     pub fn new(caller_bounds: &'tcx ty::Slice<ty::Predicate<'tcx>>,
1452                reveal: Reveal)
1453                -> Self {
1454         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal }
1455     }
1456
1457     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1458     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1459     /// (even for associated types that are specializable).  This is
1460     /// the desired behavior during trans and certain other special
1461     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1462     /// which is the default.
1463     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1464         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1465     }
1466
1467     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1468     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1469         ty::ParamEnv { caller_bounds: ty::Slice::empty(), ..self }
1470     }
1471
1472     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1473     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1474     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1475     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1476     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1477     /// invisible.
1478     ///
1479     /// NB: We preserve the environment when type-checking because it
1480     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1481     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1482     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1483     /// although the surrounding function is never reachable.
1484     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1485         match self.reveal {
1486             Reveal::UserFacing => {
1487                 ParamEnvAnd {
1488                     param_env: self,
1489                     value,
1490                 }
1491             }
1492
1493             Reveal::All => {
1494                 if value.has_skol()
1495                     || value.needs_infer()
1496                     || value.has_param_types()
1497                     || value.has_self_ty()
1498                 {
1499                     ParamEnvAnd {
1500                         param_env: self,
1501                         value,
1502                     }
1503                 } else {
1504                     ParamEnvAnd {
1505                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1506                         value,
1507                     }
1508                 }
1509             }
1510         }
1511     }
1512 }
1513
1514 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1515 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1516     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1517     pub value: T,
1518 }
1519
1520 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1521     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1522         (self.param_env, self.value)
1523     }
1524 }
1525
1526 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1527     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1528 {
1529     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1530                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1531                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1532         let ParamEnvAnd {
1533             ref param_env,
1534             ref value
1535         } = *self;
1536
1537         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1538         value.hash_stable(hcx, hasher);
1539     }
1540 }
1541
1542 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
1543 pub struct Destructor {
1544     /// The def-id of the destructor method
1545     pub did: DefId,
1546 }
1547
1548 bitflags! {
1549     pub struct AdtFlags: u32 {
1550         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1551         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1552         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 1;
1553         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 2;
1554         const IS_UNION            = 1 << 3;
1555         const IS_BOX              = 1 << 4;
1556         /// Indicates whether this abstract data type will be expanded on in future (new
1557         /// fields/variants) and as such, whether downstream crates must match exhaustively on the
1558         /// fields/variants of this data type.
1559         ///
1560         /// See RFC 2008 (<https://github.com/rust-lang/rfcs/pull/2008>).
1561         const IS_NON_EXHAUSTIVE   = 1 << 5;
1562     }
1563 }
1564
1565 #[derive(Debug)]
1566 pub struct VariantDef {
1567     /// The variant's DefId. If this is a tuple-like struct,
1568     /// this is the DefId of the struct's ctor.
1569     pub did: DefId,
1570     pub name: Name, // struct's name if this is a struct
1571     pub discr: VariantDiscr,
1572     pub fields: Vec<FieldDef>,
1573     pub ctor_kind: CtorKind,
1574 }
1575
1576 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1577 pub enum VariantDiscr {
1578     /// Explicit value for this variant, i.e. `X = 123`.
1579     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1580     Explicit(DefId),
1581
1582     /// The previous variant's discriminant plus one.
1583     /// For efficiency reasons, the distance from the
1584     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1585     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1586     Relative(usize),
1587 }
1588
1589 #[derive(Debug)]
1590 pub struct FieldDef {
1591     pub did: DefId,
1592     pub name: Name,
1593     pub vis: Visibility,
1594 }
1595
1596 /// The definition of an abstract data type - a struct or enum.
1597 ///
1598 /// These are all interned (by intern_adt_def) into the adt_defs
1599 /// table.
1600 pub struct AdtDef {
1601     pub did: DefId,
1602     pub variants: Vec<VariantDef>,
1603     flags: AdtFlags,
1604     pub repr: ReprOptions,
1605 }
1606
1607 impl PartialEq for AdtDef {
1608     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1609     #[inline]
1610     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { self as *const _ == other as *const _ }
1611 }
1612
1613 impl Eq for AdtDef {}
1614
1615 impl Hash for AdtDef {
1616     #[inline]
1617     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1618         (self as *const AdtDef).hash(s)
1619     }
1620 }
1621
1622 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1623     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1624         self.did.encode(s)
1625     }
1626 }
1627
1628 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1629
1630
1631 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1632     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1633                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1634                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1635         thread_local! {
1636             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> =
1637                 RefCell::new(FxHashMap());
1638         }
1639
1640         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1641             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1642             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1643                 let ty::AdtDef {
1644                     did,
1645                     ref variants,
1646                     ref flags,
1647                     ref repr,
1648                 } = *self;
1649
1650                 let mut hasher = StableHasher::new();
1651                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1652                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1653                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1654                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1655
1656                 hasher.finish()
1657            })
1658         });
1659
1660         hash.hash_stable(hcx, hasher);
1661     }
1662 }
1663
1664 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
1665 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
1666
1667 bitflags! {
1668     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1669     pub struct ReprFlags: u8 {
1670         const IS_C               = 1 << 0;
1671         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1672         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1673         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1674         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1675
1676         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1677         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
1678                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
1679                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1680     }
1681 }
1682
1683 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
1684     bits
1685 });
1686
1687
1688
1689 /// Represents the repr options provided by the user,
1690 #[derive(Copy, Clone, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1691 pub struct ReprOptions {
1692     pub int: Option<attr::IntType>,
1693     pub align: u32,
1694     pub pack: u32,
1695     pub flags: ReprFlags,
1696 }
1697
1698 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
1699     align,
1700     pack,
1701     int,
1702     flags
1703 });
1704
1705 impl ReprOptions {
1706     pub fn new(tcx: TyCtxt, did: DefId) -> ReprOptions {
1707         let mut flags = ReprFlags::empty();
1708         let mut size = None;
1709         let mut max_align = 0;
1710         let mut min_pack = 0;
1711         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
1712             for r in attr::find_repr_attrs(tcx.sess.diagnostic(), attr) {
1713                 flags.insert(match r {
1714                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
1715                     attr::ReprPacked(pack) => {
1716                         min_pack = if min_pack > 0 {
1717                             cmp::min(pack, min_pack)
1718                         } else {
1719                             pack
1720                         };
1721                         ReprFlags::empty()
1722                     },
1723                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
1724                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
1725                     attr::ReprInt(i) => {
1726                         size = Some(i);
1727                         ReprFlags::empty()
1728                     },
1729                     attr::ReprAlign(align) => {
1730                         max_align = cmp::max(align, max_align);
1731                         ReprFlags::empty()
1732                     },
1733                 });
1734             }
1735         }
1736
1737         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
1738         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.item_path_str(did))) {
1739             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
1740         }
1741         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
1742     }
1743
1744     #[inline]
1745     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
1746     #[inline]
1747     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
1748     #[inline]
1749     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
1750     #[inline]
1751     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
1752     #[inline]
1753     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
1754
1755     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
1756         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
1757     }
1758
1759     /// Returns true if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
1760     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
1761     /// single pointer.
1762     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
1763         self.c() || self.int.is_some()
1764     }
1765
1766     /// Returns true if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
1767     /// optimizations, such as with repr(C) or repr(packed(1)).
1768     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
1769         !(self.flags & ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE).is_empty() || (self.pack == 1)
1770     }
1771 }
1772
1773 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
1774     fn new(tcx: TyCtxt,
1775            did: DefId,
1776            kind: AdtKind,
1777            variants: Vec<VariantDef>,
1778            repr: ReprOptions) -> Self {
1779         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
1780         let attrs = tcx.get_attrs(did);
1781         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
1782             flags = flags | AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
1783         }
1784         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
1785             flags = flags | AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
1786         }
1787         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
1788             flags = flags | AdtFlags::IS_BOX;
1789         }
1790         if tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
1791             flags = flags | AdtFlags::IS_NON_EXHAUSTIVE;
1792         }
1793         match kind {
1794             AdtKind::Enum => flags = flags | AdtFlags::IS_ENUM,
1795             AdtKind::Union => flags = flags | AdtFlags::IS_UNION,
1796             AdtKind::Struct => {}
1797         }
1798         AdtDef {
1799             did,
1800             variants,
1801             flags,
1802             repr,
1803         }
1804     }
1805
1806     #[inline]
1807     pub fn is_struct(&self) -> bool {
1808         !self.is_union() && !self.is_enum()
1809     }
1810
1811     #[inline]
1812     pub fn is_union(&self) -> bool {
1813         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_UNION)
1814     }
1815
1816     #[inline]
1817     pub fn is_enum(&self) -> bool {
1818         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_ENUM)
1819     }
1820
1821     #[inline]
1822     pub fn is_non_exhaustive(&self) -> bool {
1823         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_NON_EXHAUSTIVE)
1824     }
1825
1826     /// Returns the kind of the ADT - Struct or Enum.
1827     #[inline]
1828     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
1829         if self.is_enum() {
1830             AdtKind::Enum
1831         } else if self.is_union() {
1832             AdtKind::Union
1833         } else {
1834             AdtKind::Struct
1835         }
1836     }
1837
1838     pub fn descr(&self) -> &'static str {
1839         match self.adt_kind() {
1840             AdtKind::Struct => "struct",
1841             AdtKind::Union => "union",
1842             AdtKind::Enum => "enum",
1843         }
1844     }
1845
1846     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
1847         match self.adt_kind() {
1848             AdtKind::Struct => "struct",
1849             AdtKind::Union => "union",
1850             AdtKind::Enum => "variant",
1851         }
1852     }
1853
1854     /// Returns whether this type is #[fundamental] for the purposes
1855     /// of coherence checking.
1856     #[inline]
1857     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
1858         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
1859     }
1860
1861     /// Returns true if this is PhantomData<T>.
1862     #[inline]
1863     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
1864         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
1865     }
1866
1867     /// Returns true if this is Box<T>.
1868     #[inline]
1869     pub fn is_box(&self) -> bool {
1870         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_BOX)
1871     }
1872
1873     /// Returns whether this type has a destructor.
1874     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
1875         self.destructor(tcx).is_some()
1876     }
1877
1878     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
1879     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
1880         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
1881         &self.variants[0]
1882     }
1883
1884     #[inline]
1885     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> GenericPredicates<'gcx> {
1886         tcx.predicates_of(self.did)
1887     }
1888
1889     /// Returns an iterator over all fields contained
1890     /// by this ADT.
1891     #[inline]
1892     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
1893         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
1894     }
1895
1896     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
1897         !self.variants.is_empty() &&
1898             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
1899     }
1900
1901     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
1902         self.variants
1903             .iter()
1904             .find(|v| v.did == vid)
1905             .expect("variant_with_id: unknown variant")
1906     }
1907
1908     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> usize {
1909         self.variants
1910             .iter()
1911             .position(|v| v.did == vid)
1912             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
1913     }
1914
1915     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
1916         match def {
1917             Def::Variant(vid) | Def::VariantCtor(vid, ..) => self.variant_with_id(vid),
1918             Def::Struct(..) | Def::StructCtor(..) | Def::Union(..) |
1919             Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) | Def::SelfTy(..) => self.non_enum_variant(),
1920             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
1921         }
1922     }
1923
1924     #[inline]
1925     pub fn eval_explicit_discr(
1926         &self,
1927         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1928         expr_did: DefId,
1929     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
1930         let param_env = ParamEnv::empty();
1931         let repr_type = self.repr.discr_type();
1932         let substs = Substs::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
1933         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
1934         let cid = GlobalId {
1935             instance,
1936             promoted: None
1937         };
1938         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
1939             Ok(val) => {
1940                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
1941                 if let Some(b) = val.assert_bits(val.ty) {
1942                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
1943                     Some(Discr {
1944                         val: b,
1945                         ty: val.ty,
1946                     })
1947                 } else {
1948                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
1949                     ::middle::const_val::struct_error(
1950                         tcx,
1951                         tcx.def_span(expr_did),
1952                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
1953                     ).emit();
1954                     None
1955                 }
1956             }
1957             Err(err) => {
1958                 err.report(tcx, tcx.def_span(expr_did), "enum discriminant");
1959                 if !expr_did.is_local() {
1960                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
1961                         "variant discriminant evaluation succeeded \
1962                             in its crate but failed locally");
1963                 }
1964                 None
1965             }
1966         }
1967     }
1968
1969     #[inline]
1970     pub fn discriminants(
1971         &'a self,
1972         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1973     ) -> impl Iterator<Item=Discr<'tcx>> + Captures<'gcx> + 'a {
1974         let repr_type = self.repr.discr_type();
1975         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
1976         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
1977         self.variants.iter().map(move |v| {
1978             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
1979             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
1980                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
1981                     discr = new_discr;
1982                 }
1983             }
1984             prev_discr = Some(discr);
1985
1986             discr
1987         })
1988     }
1989
1990     /// Compute the discriminant value used by a specific variant.
1991     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
1992     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
1993     /// discriminant (the last one before the requested variant),
1994     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
1995     pub fn discriminant_for_variant(&self,
1996                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1997                                     variant_index: usize)
1998                                     -> Discr<'tcx> {
1999         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2000         let explicit_value = val
2001             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2002             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2003         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2004     }
2005
2006     /// Yields a DefId for the discriminant and an offset to add to it
2007     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2008     /// inferred discriminant directly
2009     pub fn discriminant_def_for_variant(
2010         &self,
2011         variant_index: usize,
2012     ) -> (Option<DefId>, usize) {
2013         let mut explicit_index = variant_index;
2014         let expr_did;
2015         loop {
2016             match self.variants[explicit_index].discr {
2017                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2018                     expr_did = None;
2019                     break;
2020                 },
2021                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2022                     explicit_index -= distance;
2023                 }
2024                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2025                     expr_did = Some(did);
2026                     break;
2027                 }
2028             }
2029         }
2030         (expr_did, variant_index - explicit_index)
2031     }
2032
2033     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2034         tcx.adt_destructor(self.did)
2035     }
2036
2037     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2038     /// if that type is Sized, or `TyErr` if this type is recursive.
2039     ///
2040     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is Sized is
2041     /// actually more expressive than checking all members:
2042     /// the Sized trait is inductive, so an associated type that references
2043     /// Self would prevent its containing ADT from being Sized.
2044     ///
2045     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2046     /// the associated type is behind a pointer, e.g. issue #31299.
2047     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2048         match tcx.try_get_query::<queries::adt_sized_constraint>(DUMMY_SP, self.did) {
2049             Ok(tys) => tys,
2050             Err(mut bug) => {
2051                 debug!("adt_sized_constraint: {:?} is recursive", self);
2052                 // This should be reported as an error by `check_representable`.
2053                 //
2054                 // Consider the type as Sized in the meanwhile to avoid
2055                 // further errors. Delay our `bug` diagnostic here to get
2056                 // emitted later as well in case we accidentally otherwise don't
2057                 // emit an error.
2058                 bug.delay_as_bug();
2059                 tcx.intern_type_list(&[tcx.types.err])
2060             }
2061         }
2062     }
2063
2064     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2065                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2066                                ty: Ty<'tcx>)
2067                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2068         let result = match ty.sty {
2069             TyBool | TyChar | TyInt(..) | TyUint(..) | TyFloat(..) |
2070             TyRawPtr(..) | TyRef(..) | TyFnDef(..) | TyFnPtr(_) |
2071             TyArray(..) | TyClosure(..) | TyGenerator(..) | TyNever => {
2072                 vec![]
2073             }
2074
2075             TyStr |
2076             TyDynamic(..) |
2077             TySlice(_) |
2078             TyForeign(..) |
2079             TyError |
2080             TyGeneratorWitness(..) => {
2081                 // these are never sized - return the target type
2082                 vec![ty]
2083             }
2084
2085             TyTuple(ref tys) => {
2086                 match tys.last() {
2087                     None => vec![],
2088                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty)
2089                 }
2090             }
2091
2092             TyAdt(adt, substs) => {
2093                 // recursive case
2094                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2095                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2096                        ty, adt_tys);
2097                 adt_tys.iter()
2098                     .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2099                     .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2100                     .collect()
2101             }
2102
2103             TyProjection(..) | TyAnon(..) => {
2104                 // must calculate explicitly.
2105                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2106                 vec![ty]
2107             }
2108
2109             TyParam(..) => {
2110                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2111                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2112                 // it on the impl.
2113
2114                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2115                     Some(x) => x,
2116                     _ => return vec![ty]
2117                 };
2118                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2119                     def_id: sized_trait,
2120                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2121                 }).to_predicate();
2122                 let predicates = tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2123                 if predicates.into_iter().any(|p| p == sized_predicate) {
2124                     vec![]
2125                 } else {
2126                     vec![ty]
2127                 }
2128             }
2129
2130             TyInfer(..) => {
2131                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2132                      ty)
2133             }
2134         };
2135         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2136         result
2137     }
2138 }
2139
2140 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2141     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: &Substs<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2142         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2143     }
2144 }
2145
2146 /// Represents the various closure traits in the Rust language. This
2147 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2148 /// desuaring) argument that the closure expects.
2149 ///
2150 /// You can get the environment type of a closure using
2151 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2152 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2153 pub enum ClosureKind {
2154     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2155     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2156     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2157     Fn,
2158     FnMut,
2159     FnOnce,
2160 }
2161
2162 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2163     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2164     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2165
2166     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2167         match *self {
2168             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2169             ClosureKind::FnMut => {
2170                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2171             }
2172             ClosureKind::FnOnce => {
2173                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2174             }
2175         }
2176     }
2177
2178     /// True if this a type that impls this closure kind
2179     /// must also implement `other`.
2180     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2181         match (self, other) {
2182             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2183             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2184             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2185             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2186             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2187             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2188             _ => false,
2189         }
2190     }
2191
2192     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2193     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2194     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2195         match self {
2196             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2197             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2198             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2199         }
2200     }
2201 }
2202
2203 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2204     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2205     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2206     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2207     /// structs or variants. For example:
2208     ///
2209     /// ```notrust
2210     /// isize => { isize }
2211     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2212     /// [isize] => { [isize], isize }
2213     /// ```
2214     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2215         TypeWalker::new(self)
2216     }
2217
2218     /// Iterator that walks the immediate children of `self`.  Hence
2219     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2220     /// (but not `i32`, like `walk`).
2221     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> AccIntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2222         walk::walk_shallow(self)
2223     }
2224
2225     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2226     /// callback `f` on each type. If the callback returns false, then the
2227     /// children of the current type are ignored.
2228     ///
2229     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2230     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2231         where F : FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2232     {
2233         let mut walker = self.walk();
2234         while let Some(ty) = walker.next() {
2235             if !f(ty) {
2236                 walker.skip_current_subtree();
2237             }
2238         }
2239     }
2240 }
2241
2242 impl BorrowKind {
2243     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2244         match m {
2245             hir::MutMutable => MutBorrow,
2246             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2247         }
2248     }
2249
2250     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2251     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2252     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2253     /// question.
2254     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2255         match self {
2256             MutBorrow => hir::MutMutable,
2257             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2258
2259             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2260             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2261             // and hence is a safe "over approximation".
2262             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2263         }
2264     }
2265
2266     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2267         match *self {
2268             MutBorrow => "mutable",
2269             ImmBorrow => "immutable",
2270             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2271         }
2272     }
2273 }
2274
2275 #[derive(Debug, Clone)]
2276 pub enum Attributes<'gcx> {
2277     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2278     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2279 }
2280
2281 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2282     type Target = [ast::Attribute];
2283
2284     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2285         match self {
2286             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2287             &Attributes::Borrowed(data) => data
2288         }
2289     }
2290 }
2291
2292 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2293     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2294         self.typeck_tables_of(self.hir.body_owner_def_id(body))
2295     }
2296
2297     /// Returns an iterator of the def-ids for all body-owners in this
2298     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2299     /// themselves, you can do `self.hir.krate().body_ids.iter()`.
2300     pub fn body_owners(
2301         self,
2302     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2303         self.hir.krate()
2304                 .body_ids
2305                 .iter()
2306                 .map(move |&body_id| self.hir.body_owner_def_id(body_id))
2307     }
2308
2309     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2310         match self.hir.find(id) {
2311             Some(hir_map::NodeExpr(e)) => {
2312                 e.span
2313             }
2314             Some(f) => {
2315                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2316             }
2317             None => {
2318                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2319             }
2320         }
2321     }
2322
2323     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2324         self.associated_items(id)
2325             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2326             .collect()
2327     }
2328
2329     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2330         self.associated_items(did).any(|item| {
2331             item.relevant_for_never()
2332         })
2333     }
2334
2335     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2336         let is_associated_item = if let Some(node_id) = self.hir.as_local_node_id(def_id) {
2337             match self.hir.get(node_id) {
2338                 hir_map::NodeTraitItem(_) | hir_map::NodeImplItem(_) => true,
2339                 _ => false,
2340             }
2341         } else {
2342             match self.describe_def(def_id).expect("no def for def-id") {
2343                 Def::AssociatedConst(_) | Def::Method(_) | Def::AssociatedTy(_) => true,
2344                 _ => false,
2345             }
2346         };
2347
2348         if is_associated_item {
2349             Some(self.associated_item(def_id))
2350         } else {
2351             None
2352         }
2353     }
2354
2355     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2356                                            parent_def_id: DefId,
2357                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2358                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2359                                            -> AssociatedItem {
2360         let def_id = self.hir.local_def_id(trait_item_ref.id.node_id);
2361         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2362             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2363             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2364                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2365             }
2366             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2367         };
2368
2369         AssociatedItem {
2370             name: trait_item_ref.name,
2371             kind,
2372             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2373             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.node_id, self),
2374             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2375             def_id,
2376             container: TraitContainer(parent_def_id),
2377             method_has_self_argument: has_self
2378         }
2379     }
2380
2381     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2382                                           parent_def_id: DefId,
2383                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2384                                           -> AssociatedItem {
2385         let def_id = self.hir.local_def_id(impl_item_ref.id.node_id);
2386         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2387             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2388             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2389                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2390             }
2391             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2392         };
2393
2394         ty::AssociatedItem {
2395             name: impl_item_ref.name,
2396             kind,
2397             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2398             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.node_id, self),
2399             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2400             def_id,
2401             container: ImplContainer(parent_def_id),
2402             method_has_self_argument: has_self
2403         }
2404     }
2405
2406     pub fn field_index(self, node_id: NodeId, tables: &TypeckTables) -> usize {
2407         let hir_id = self.hir.node_to_hir_id(node_id);
2408         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2409     }
2410
2411     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2412         variant.fields.iter().position(|field| {
2413             self.adjust_ident(ident.modern(), variant.did, DUMMY_NODE_ID).0 == field.name.to_ident()
2414         })
2415     }
2416
2417     pub fn associated_items(
2418         self,
2419         def_id: DefId,
2420     ) -> impl Iterator<Item = ty::AssociatedItem> + 'a {
2421         let def_ids = self.associated_item_def_ids(def_id);
2422         Box::new((0..def_ids.len()).map(move |i| self.associated_item(def_ids[i])))
2423             as Box<dyn Iterator<Item = ty::AssociatedItem> + 'a>
2424     }
2425
2426     /// Returns true if the impls are the same polarity and are implementing
2427     /// a trait which contains no items
2428     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId) -> bool {
2429         if !self.features().overlapping_marker_traits {
2430             return false;
2431         }
2432         let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2433             .map_or(false, |trait_ref| {
2434                 self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2435             });
2436         let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2437             .map_or(false, |trait_ref| {
2438                 self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2439             });
2440         self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2441             && trait1_is_empty
2442             && trait2_is_empty
2443     }
2444
2445     // Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2446     // or variant or their constructors, panics otherwise.
2447     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2448         match def {
2449             Def::Variant(did) | Def::VariantCtor(did, ..) => {
2450                 let enum_did = self.parent_def_id(did).unwrap();
2451                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2452             }
2453             Def::Struct(did) | Def::Union(did) => {
2454                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2455             }
2456             Def::StructCtor(ctor_did, ..) => {
2457                 let did = self.parent_def_id(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2458                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2459             }
2460             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2461         }
2462     }
2463
2464     /// Given a `VariantDef`, returns the def-id of the `AdtDef` of which it is a part.
2465     pub fn adt_def_id_of_variant(self, variant_def: &'tcx VariantDef) -> DefId {
2466         let def_key = self.def_key(variant_def.did);
2467         match def_key.disambiguated_data.data {
2468             // for enum variants and tuple structs, the def-id of the ADT itself
2469             // is the *parent* of the variant
2470             DefPathData::EnumVariant(..) | DefPathData::StructCtor =>
2471                 DefId { krate: variant_def.did.krate, index: def_key.parent.unwrap() },
2472
2473             // otherwise, for structs and unions, they share a def-id
2474             _ => variant_def.did,
2475         }
2476     }
2477
2478     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2479         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2480             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2481         } else {
2482             let def_key = self.def_key(id);
2483             // The name of a StructCtor is that of its struct parent.
2484             if let hir_map::DefPathData::StructCtor = def_key.disambiguated_data.data {
2485                 self.item_name(DefId {
2486                     krate: id.krate,
2487                     index: def_key.parent.unwrap()
2488                 })
2489             } else {
2490                 def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2491                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2492                 })
2493             }
2494         }
2495     }
2496
2497     /// Return the possibly-auto-generated MIR of a (DefId, Subst) pair.
2498     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
2499                         -> &'gcx Mir<'gcx>
2500     {
2501         match instance {
2502             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2503                 self.optimized_mir(did)
2504             }
2505             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2506             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2507             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2508             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2509             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
2510             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
2511                 self.mir_shims(instance)
2512             }
2513         }
2514     }
2515
2516     /// Given the DefId of an item, returns its MIR, borrowed immutably.
2517     /// Returns None if there is no MIR for the DefId
2518     pub fn maybe_optimized_mir(self, did: DefId) -> Option<&'gcx Mir<'gcx>> {
2519         if self.is_mir_available(did) {
2520             Some(self.optimized_mir(did))
2521         } else {
2522             None
2523         }
2524     }
2525
2526     /// Get the attributes of a definition.
2527     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
2528         if let Some(id) = self.hir.as_local_node_id(did) {
2529             Attributes::Borrowed(self.hir.attrs(id))
2530         } else {
2531             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
2532         }
2533     }
2534
2535     /// Determine whether an item is annotated with an attribute
2536     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
2537         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2538     }
2539
2540     /// Returns true if this is an `auto trait`.
2541     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2542         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2543     }
2544
2545     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2546         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2547     }
2548
2549     /// Given the def_id of an impl, return the def_id of the trait it implements.
2550     /// If it implements no trait, return `None`.
2551     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2552         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2553     }
2554
2555     /// If the given def ID describes a method belonging to an impl, return the
2556     /// ID of the impl that the method belongs to. Otherwise, return `None`.
2557     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2558         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
2559             if let Some(Def::Method(_)) = self.describe_def(def_id) {
2560                 Some(self.associated_item(def_id))
2561             } else {
2562                 None
2563             }
2564         } else {
2565             self.opt_associated_item(def_id)
2566         };
2567
2568         match item {
2569             Some(trait_item) => {
2570                 match trait_item.container {
2571                     TraitContainer(_) => None,
2572                     ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2573                 }
2574             }
2575             None => None
2576         }
2577     }
2578
2579     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2580     /// with the name of the crate containing the impl.
2581     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2582         if impl_did.is_local() {
2583             let node_id = self.hir.as_local_node_id(impl_did).unwrap();
2584             Ok(self.hir.span(node_id))
2585         } else {
2586             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
2587         }
2588     }
2589
2590     // Hygienically compare a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with its
2591     // supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
2592     // definition's parent/scope to perform comparison.
2593     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Name, def_name: Name, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
2594         self.adjust(use_name, def_parent_def_id, DUMMY_NODE_ID).0 == def_name.to_ident()
2595     }
2596
2597     pub fn adjust(self, name: Name, scope: DefId, block: NodeId) -> (Ident, DefId) {
2598         self.adjust_ident(name.to_ident(), scope, block)
2599     }
2600
2601     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: NodeId) -> (Ident, DefId) {
2602         let expansion = match scope.krate {
2603             LOCAL_CRATE => self.hir.definitions().expansion(scope.index),
2604             _ => Mark::root(),
2605         };
2606         let scope = match ident.span.adjust(expansion) {
2607             Some(macro_def) => self.hir.definitions().macro_def_scope(macro_def),
2608             None if block == DUMMY_NODE_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
2609             None => self.hir.get_module_parent(block),
2610         };
2611         (ident, scope)
2612     }
2613 }
2614
2615 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2616     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: NodeId, f: F) -> T where
2617         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
2618     {
2619         let def_id = self.hir.local_def_id(fid);
2620         match self.freevars(def_id) {
2621             None => f(&[]),
2622             Some(d) => f(&d),
2623         }
2624     }
2625 }
2626
2627 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId)
2628     -> AssociatedItem
2629 {
2630     let id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).unwrap();
2631     let parent_id = tcx.hir.get_parent(id);
2632     let parent_def_id = tcx.hir.local_def_id(parent_id);
2633     let parent_item = tcx.hir.expect_item(parent_id);
2634     match parent_item.node {
2635         hir::ItemImpl(.., ref impl_item_refs) => {
2636             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
2637                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
2638                                                                         impl_item_ref);
2639                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
2640                 return assoc_item;
2641             }
2642         }
2643
2644         hir::ItemTrait(.., ref trait_item_refs) => {
2645             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
2646                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
2647                                                                          &parent_item.vis,
2648                                                                          trait_item_ref);
2649                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
2650                 return assoc_item;
2651             }
2652         }
2653
2654         _ => { }
2655     }
2656
2657     span_bug!(parent_item.span,
2658               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
2659               parent_item.node)
2660 }
2661
2662 /// Calculates the Sized-constraint.
2663 ///
2664 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
2665 ///     - an obviously-unsized type
2666 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
2667 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
2668 ///       such.
2669 ///     - a TyError, if a type contained itself. The representability
2670 ///       check should catch this case.
2671 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2672                                   def_id: DefId)
2673                                   -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2674     let def = tcx.adt_def(def_id);
2675
2676     let result = tcx.intern_type_list(&def.variants.iter().flat_map(|v| {
2677         v.fields.last()
2678     }).flat_map(|f| {
2679         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
2680     }).collect::<Vec<_>>());
2681
2682     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
2683
2684     result
2685 }
2686
2687 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2688                                      def_id: DefId)
2689                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
2690     let id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).unwrap();
2691     let item = tcx.hir.expect_item(id);
2692     let vec: Vec<_> = match item.node {
2693         hir::ItemTrait(.., ref trait_item_refs) => {
2694             trait_item_refs.iter()
2695                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
2696                            .map(|id| tcx.hir.local_def_id(id.node_id))
2697                            .collect()
2698         }
2699         hir::ItemImpl(.., ref impl_item_refs) => {
2700             impl_item_refs.iter()
2701                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
2702                           .map(|id| tcx.hir.local_def_id(id.node_id))
2703                           .collect()
2704         }
2705         hir::ItemTraitAlias(..) => vec![],
2706         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
2707     };
2708     Lrc::new(vec)
2709 }
2710
2711 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
2712     tcx.hir.span_if_local(def_id).unwrap()
2713 }
2714
2715 /// If the given def ID describes an item belonging to a trait,
2716 /// return the ID of the trait that the trait item belongs to.
2717 /// Otherwise, return `None`.
2718 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2719     tcx.opt_associated_item(def_id)
2720         .and_then(|associated_item| {
2721             match associated_item.container {
2722                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
2723                 ImplContainer(_) => None
2724             }
2725         })
2726 }
2727
2728 /// See `ParamEnv` struct def'n for details.
2729 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2730                        def_id: DefId)
2731                        -> ParamEnv<'tcx> {
2732     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
2733
2734     let bounds = tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
2735     let predicates = bounds.predicates;
2736
2737     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
2738     // case they contain any associated type projections. This process
2739     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
2740     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
2741     // report these errors right here; this doesn't actually feel
2742     // right to me, because constructing the environment feels like a
2743     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
2744     // a better place. In practice, we construct environments for
2745     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
2746     // are any errors at that point, so after type checking you can be
2747     // sure that this will succeed without errors anyway.
2748
2749     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(tcx.intern_predicates(&predicates),
2750                                              traits::Reveal::UserFacing);
2751
2752     let body_id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).map_or(DUMMY_NODE_ID, |id| {
2753         tcx.hir.maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.node_id)
2754     });
2755     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
2756     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
2757 }
2758
2759 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2760                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
2761     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
2762     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
2763 }
2764
2765 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2766                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
2767     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
2768     tcx.crate_name.clone()
2769 }
2770
2771 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2772                         crate_num: CrateNum)
2773                         -> Svh {
2774     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
2775     tcx.hir.crate_hash
2776 }
2777
2778 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2779                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
2780                                         -> usize {
2781     match instance_def {
2782         InstanceDef::Item(..) |
2783         InstanceDef::DropGlue(..) => {
2784             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
2785             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
2786         },
2787         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
2788         _ => 1
2789     }
2790 }
2791
2792 pub fn provide(providers: &mut ty::maps::Providers) {
2793     context::provide(providers);
2794     erase_regions::provide(providers);
2795     layout::provide(providers);
2796     util::provide(providers);
2797     *providers = ty::maps::Providers {
2798         associated_item,
2799         associated_item_def_ids,
2800         adt_sized_constraint,
2801         def_span,
2802         param_env,
2803         trait_of_item,
2804         crate_disambiguator,
2805         original_crate_name,
2806         crate_hash,
2807         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
2808         instance_def_size_estimate,
2809         ..*providers
2810     };
2811 }
2812
2813 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
2814 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
2815 /// rather, you should request the vector for a specific type via
2816 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
2817 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
2818 #[derive(Clone, Debug)]
2819 pub struct CrateInherentImpls {
2820     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
2821 }
2822
2823 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2824 pub struct SymbolName {
2825     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
2826     // this be a `&'tcx str`.
2827     pub name: InternedString
2828 }
2829
2830 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
2831     name
2832 });
2833
2834 impl SymbolName {
2835     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
2836         SymbolName {
2837             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
2838         }
2839     }
2840
2841     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
2842         self.name.as_str()
2843     }
2844 }
2845
2846 impl fmt::Display for SymbolName {
2847     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
2848         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2849     }
2850 }
2851
2852 impl fmt::Debug for SymbolName {
2853     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
2854         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
2855     }
2856 }