]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Rollup merge of #60428 - wesleywiser:refactor_const_eval, r=oli-obk
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 #![allow(usage_of_ty_tykind)]
4
5 pub use self::Variance::*;
6 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
7 pub use self::BorrowKind::*;
8 pub use self::IntVarValue::*;
9 pub use self::fold::TypeFoldable;
10
11 use crate::hir::{map as hir_map, FreevarMap, GlobMap, TraitMap};
12 use crate::hir::{HirId, Node};
13 use crate::hir::def::{Def, CtorOf, CtorKind, ExportMap};
14 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
15 use rustc_data_structures::svh::Svh;
16 use rustc_macros::HashStable;
17 use crate::ich::Fingerprint;
18 use crate::ich::StableHashingContext;
19 use crate::infer::canonical::Canonical;
20 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
21 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
22 use crate::mir::Mir;
23 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
24 use crate::mir::GeneratorLayout;
25 use crate::session::CrateDisambiguator;
26 use crate::traits::{self, Reveal};
27 use crate::ty;
28 use crate::ty::layout::VariantIdx;
29 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
30 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
31 use crate::ty::walk::TypeWalker;
32 use crate::util::captures::Captures;
33 use crate::util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
34 use arena::SyncDroplessArena;
35 use crate::session::DataTypeKind;
36
37 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
38 use std::cell::RefCell;
39 use std::cmp::{self, Ordering};
40 use std::fmt;
41 use std::hash::{Hash, Hasher};
42 use std::ops::Deref;
43 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
44 use std::slice;
45 use std::{mem, ptr};
46 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
47 use syntax::attr;
48 use syntax::ext::hygiene::Mark;
49 use syntax::symbol::{keywords, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
50 use syntax_pos::Span;
51
52 use smallvec;
53 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
54 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
55                                            HashStable};
56
57 use crate::hir;
58
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
61 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
63 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
64 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
65 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
66 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
67 pub use self::sty::RegionKind;
68 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
69 pub use self::sty::BoundRegion::*;
70 pub use self::sty::InferTy::*;
71 pub use self::sty::RegionKind::*;
72 pub use self::sty::TyKind::*;
73
74 pub use self::binding::BindingMode;
75 pub use self::binding::BindingMode::*;
76
77 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
78 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
79 pub use self::context::{
80     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
81     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
82 };
83
84 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
85
86 pub use self::trait_def::TraitDef;
87
88 pub use self::query::queries;
89
90 pub mod adjustment;
91 pub mod binding;
92 pub mod cast;
93 #[macro_use]
94 pub mod codec;
95 mod constness;
96 pub mod error;
97 mod erase_regions;
98 pub mod fast_reject;
99 pub mod fold;
100 pub mod inhabitedness;
101 pub mod layout;
102 pub mod _match;
103 pub mod outlives;
104 pub mod print;
105 pub mod query;
106 pub mod relate;
107 pub mod steal;
108 pub mod subst;
109 pub mod trait_def;
110 pub mod walk;
111 pub mod wf;
112 pub mod util;
113
114 mod context;
115 mod flags;
116 mod instance;
117 mod structural_impls;
118 mod sty;
119
120 // Data types
121
122 #[derive(Clone)]
123 pub struct Resolutions {
124     pub freevars: FreevarMap,
125     pub trait_map: TraitMap,
126     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
127     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
128     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
129     pub glob_map: GlobMap,
130     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
131     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
132     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
133 }
134
135 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
136 pub enum AssociatedItemContainer {
137     TraitContainer(DefId),
138     ImplContainer(DefId),
139 }
140
141 impl AssociatedItemContainer {
142     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
143     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
144     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
145         match *self {
146             TraitContainer(id) => id,
147             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
148         }
149     }
150
151     pub fn id(&self) -> DefId {
152         match *self {
153             TraitContainer(id) => id,
154             ImplContainer(id) => id,
155         }
156     }
157 }
158
159 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
160 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
161 /// bounds / where-clauses).
162 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
163 pub struct ImplHeader<'tcx> {
164     pub impl_def_id: DefId,
165     pub self_ty: Ty<'tcx>,
166     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
167     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
168 }
169
170 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
171 pub struct AssociatedItem {
172     pub def_id: DefId,
173     #[stable_hasher(project(name))]
174     pub ident: Ident,
175     pub kind: AssociatedKind,
176     pub vis: Visibility,
177     pub defaultness: hir::Defaultness,
178     pub container: AssociatedItemContainer,
179
180     /// Whether this is a method with an explicit self
181     /// as its first argument, allowing method calls.
182     pub method_has_self_argument: bool,
183 }
184
185 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
186 pub enum AssociatedKind {
187     Const,
188     Method,
189     Existential,
190     Type
191 }
192
193 impl AssociatedItem {
194     pub fn def(&self) -> Def {
195         match self.kind {
196             AssociatedKind::Const => Def::AssociatedConst(self.def_id),
197             AssociatedKind::Method => Def::Method(self.def_id),
198             AssociatedKind::Type => Def::AssociatedTy(self.def_id),
199             AssociatedKind::Existential => Def::AssociatedExistential(self.def_id),
200         }
201     }
202
203     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
204     /// for !
205     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
206         match self.kind {
207             AssociatedKind::Existential |
208             AssociatedKind::Const |
209             AssociatedKind::Type => true,
210             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
211             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
212         }
213     }
214
215     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
216         match self.kind {
217             ty::AssociatedKind::Method => {
218                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
219                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
220                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
221                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
222                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
223             }
224             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
225             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
226             ty::AssociatedKind::Const => {
227                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
228             }
229         }
230     }
231 }
232
233 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
234 pub enum Visibility {
235     /// Visible everywhere (including in other crates).
236     Public,
237     /// Visible only in the given crate-local module.
238     Restricted(DefId),
239     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
240     Invisible,
241 }
242
243 pub trait DefIdTree: Copy {
244     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
245
246     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
247         if descendant.krate != ancestor.krate {
248             return false;
249         }
250
251         while descendant != ancestor {
252             match self.parent(descendant) {
253                 Some(parent) => descendant = parent,
254                 None => return false,
255             }
256         }
257         true
258     }
259 }
260
261 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
262     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
263         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
264     }
265 }
266
267 impl Visibility {
268     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
269         match visibility.node {
270             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
271             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
272             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
273                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
274                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
275                 Def::Err => Visibility::Public,
276                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
277             },
278             hir::VisibilityKind::Inherited => {
279                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent_by_hir_id(id))
280             }
281         }
282     }
283
284     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
285     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
286         let restriction = match self {
287             // Public items are visible everywhere.
288             Visibility::Public => return true,
289             // Private items from other crates are visible nowhere.
290             Visibility::Invisible => return false,
291             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
292             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
293             Visibility::Restricted(module) => module,
294         };
295
296         tree.is_descendant_of(module, restriction)
297     }
298
299     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
300     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
301         let vis_restriction = match vis {
302             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
303             Visibility::Invisible => return true,
304             Visibility::Restricted(module) => module,
305         };
306
307         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
308     }
309
310     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
311     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
312         match self {
313             Visibility::Public => true,
314             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
315             Visibility::Invisible => false,
316         }
317     }
318 }
319
320 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash, HashStable)]
321 pub enum Variance {
322     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
323     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
324     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
325     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
326 }
327
328 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
329 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
330 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
331 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
332 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
333 /// item.
334 #[derive(HashStable)]
335 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
336     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
337     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
338     /// entry.
339     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
340 }
341
342 impl Variance {
343     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
344     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
345     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
346     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
347     /// variance with which the argument appears.
348     ///
349     /// Example 1:
350     ///
351     ///     *mut Vec<i32>
352     ///
353     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
354     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
355     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
356     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
357     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
358     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
359     /// (again) in `Invariant`.
360     ///
361     /// Example 2:
362     ///
363     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
364     ///
365     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
366     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
367     /// within which both pointer types appear is
368     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
369     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
370     /// which the first `Vec<i32>` appears is
371     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
372     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
373     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
374     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
375     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
376     ///
377     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
378     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
379     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
380         match (self, v) {
381             // Figure 1, column 1.
382             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
383             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
384             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
385             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
386
387             // Figure 1, column 2.
388             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
389             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
390             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
391             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
392
393             // Figure 1, column 3.
394             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
395
396             // Figure 1, column 4.
397             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
398         }
399     }
400 }
401
402 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
403 // the types of AST nodes.
404 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
405 pub struct CReaderCacheKey {
406     pub cnum: CrateNum,
407     pub pos: usize,
408 }
409
410 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
411 // through the type during type construction, so that we can quickly
412 // check whether the type has various kinds of types in it without
413 // recursing over the type itself.
414 bitflags! {
415     pub struct TypeFlags: u32 {
416         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
417         const HAS_SELF           = 1 << 1;
418         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
419         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
420         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 4;
421
422         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
423         /// determine whether substitition is required, since those
424         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
425         /// hence may be substituted.
426         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
427
428         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
429         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
430         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
431
432         /// Is an error type reachable?
433         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
434         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
435
436         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
437         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
438
439         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
440         /// that are local to a particular fn
441         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
442
443         /// Present if the type belongs in a local type context.
444         /// Only set for Infer other than Fresh.
445         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
446
447         // Is there a projection that does not involve a bound region?
448         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
449         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
450
451         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
452         /// if a global bound is safe to evaluate.
453         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
454
455         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 14;
456
457         const HAS_CT_INFER = 1 << 15;
458
459         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
460                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
461                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
462
463         /// Flags representing the nominal content of a type,
464         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
465         /// flag, it should be added here too.
466         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
467                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
468                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
469                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
470                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
472                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
478                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits;
481     }
482 }
483
484 pub struct TyS<'tcx> {
485     pub sty: TyKind<'tcx>,
486     pub flags: TypeFlags,
487
488     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
489     /// binder such that
490     ///
491     /// (a) the binder itself captures nothing but
492     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
493     ///     by some sub-binder.
494     ///
495     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
496     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
497     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
498     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
499     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
500     /// by an inner binder.
501     ///
502     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
503     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
504     /// (exclusive).
505     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
506 }
507
508 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
509 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
510 static_assert!(MEM_SIZE_OF_TY_S: ::std::mem::size_of::<TyS<'_>>() == 32);
511
512 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
513     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
514         self.sty.cmp(&other.sty)
515     }
516 }
517
518 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
519     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
520         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
521     }
522 }
523
524 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
525     #[inline]
526     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
527         ptr::eq(self, other)
528     }
529 }
530 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
531
532 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
533     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
534         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
535     }
536 }
537
538 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
539     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
540         match self.sty {
541             TyKind::Bool |
542             TyKind::Char |
543             TyKind::Int(_) |
544             TyKind::Uint(_) |
545             TyKind::Float(_) |
546             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
547             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
548             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
549             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
550             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
551             _ => false,
552         }
553     }
554
555     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
556         match self.sty {
557             TyKind::Opaque(..) |
558             TyKind::FnDef(..) |
559             TyKind::FnPtr(..) |
560             TyKind::Dynamic(..) |
561             TyKind::Closure(..) |
562             TyKind::Infer(..) |
563             TyKind::Projection(..) => false,
564             _ => true,
565         }
566     }
567 }
568
569 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
570     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
571                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
572                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
573         let ty::TyS {
574             ref sty,
575
576             // The other fields just provide fast access to information that is
577             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
578             flags: _,
579
580             outer_exclusive_binder: _,
581         } = *self;
582
583         sty.hash_stable(hcx, hasher);
584     }
585 }
586
587 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
588
589 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
590 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
591
592 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
593
594 extern {
595     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
596     type OpaqueListContents;
597 }
598
599 /// A wrapper for slices with the additional invariant
600 /// that the slice is interned and no other slice with
601 /// the same contents can exist in the same context.
602 /// This means we can use pointer for both
603 /// equality comparisons and hashing.
604 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
605 #[repr(C)]
606 pub struct List<T> {
607     len: usize,
608     data: [T; 0],
609     opaque: OpaqueListContents,
610 }
611
612 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
613
614 impl<T: Copy> List<T> {
615     #[inline]
616     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
617         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
618         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
619         assert!(slice.len() != 0);
620
621         // Align up the size of the len (usize) field
622         let align = mem::align_of::<T>();
623         let align_mask = align - 1;
624         let offset = mem::size_of::<usize>();
625         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
626
627         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
628
629         let mem = arena.alloc_raw(
630             size,
631             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
632         unsafe {
633             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
634             // Write the length
635             result.len = slice.len();
636
637             // Write the elements
638             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
639             arena_slice.copy_from_slice(slice);
640
641             result
642         }
643     }
644 }
645
646 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
647     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
648         (**self).fmt(f)
649     }
650 }
651
652 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
653     #[inline]
654     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
655         (**self).encode(s)
656     }
657 }
658
659 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
660     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
661         if self == other { Ordering::Equal } else {
662             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
663         }
664     }
665 }
666
667 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
668     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
669         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
670             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
671         }
672     }
673 }
674
675 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
676     #[inline]
677     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
678         ptr::eq(self, other)
679     }
680 }
681 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
682
683 impl<T> Hash for List<T> {
684     #[inline]
685     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
686         (self as *const List<T>).hash(s)
687     }
688 }
689
690 impl<T> Deref for List<T> {
691     type Target = [T];
692     #[inline(always)]
693     fn deref(&self) -> &[T] {
694         unsafe {
695             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
696         }
697     }
698 }
699
700 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
701     type Item = &'a T;
702     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
703     #[inline(always)]
704     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
705         self[..].iter()
706     }
707 }
708
709 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
710
711 impl<T> List<T> {
712     #[inline(always)]
713     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
714         #[repr(align(64), C)]
715         struct EmptySlice([u8; 64]);
716         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
717         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
718         unsafe {
719             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
720         }
721     }
722 }
723
724 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
725 pub struct UpvarPath {
726     pub hir_id: hir::HirId,
727 }
728
729 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
730 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
731 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
732 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
733 pub struct UpvarId {
734     pub var_path: UpvarPath,
735     pub closure_expr_id: LocalDefId,
736 }
737
738 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
739 pub enum BorrowKind {
740     /// Data must be immutable and is aliasable.
741     ImmBorrow,
742
743     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
744     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
745     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
746     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
747     ///
748     ///    let x: &mut isize = ...;
749     ///    let y = || *x += 5;
750     ///
751     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
752     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
753     ///
754     ///    struct Env { x: & &mut isize }
755     ///    let x: &mut isize = ...;
756     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
757     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
758     ///
759     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
760     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
761     /// an `&mut` borrow:
762     ///
763     ///    struct Env { x: & &mut isize }
764     ///    let x: &mut isize = ...;
765     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
766     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
767     ///
768     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
769     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
770     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
771     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
772     /// borrow is hidden.
773     ///
774     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
775     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
776     /// simplicity, we don't give users the way to express this
777     /// borrow, it's just used when translating closures.
778     UniqueImmBorrow,
779
780     /// Data is mutable and not aliasable.
781     MutBorrow
782 }
783
784 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
785 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
786 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
787 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
788     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
789     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
790     /// depending on inference.
791     ByValue,
792
793     /// Upvar is captured by reference.
794     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
795 }
796
797 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
798 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
799     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
800     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
801     /// syntax.
802     pub kind: BorrowKind,
803
804     /// Region of the resulting reference.
805     pub region: ty::Region<'tcx>,
806 }
807
808 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, Vec<UpvarId>>;
809 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
810
811 #[derive(Copy, Clone)]
812 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
813     pub def: Def,
814     pub span: Span,
815     pub ty: Ty<'tcx>,
816 }
817
818 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
819 pub enum IntVarValue {
820     IntType(ast::IntTy),
821     UintType(ast::UintTy),
822 }
823
824 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
825 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
826
827 impl ty::EarlyBoundRegion {
828     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
829         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
830     }
831
832     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
833     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
834     pub fn has_name(&self) -> bool {
835         self.name != keywords::UnderscoreLifetime.name().as_interned_str()
836     }
837 }
838
839 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
840 pub enum GenericParamDefKind {
841     Lifetime,
842     Type {
843         has_default: bool,
844         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
845         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
846     },
847     Const,
848 }
849
850 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
851 pub struct GenericParamDef {
852     pub name: InternedString,
853     pub def_id: DefId,
854     pub index: u32,
855
856     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
857     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
858     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
859     pub pure_wrt_drop: bool,
860
861     pub kind: GenericParamDefKind,
862 }
863
864 impl GenericParamDef {
865     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
866         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
867             ty::EarlyBoundRegion {
868                 def_id: self.def_id,
869                 index: self.index,
870                 name: self.name,
871             }
872         } else {
873             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
874         }
875     }
876
877     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
878         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
879             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
880         } else {
881             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
882         }
883     }
884 }
885
886 #[derive(Default)]
887 pub struct GenericParamCount {
888     pub lifetimes: usize,
889     pub types: usize,
890     pub consts: usize,
891 }
892
893 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
894 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
895 ///
896 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
897 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
898 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
899 pub struct Generics {
900     pub parent: Option<DefId>,
901     pub parent_count: usize,
902     pub params: Vec<GenericParamDef>,
903
904     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
905     #[stable_hasher(ignore)]
906     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
907
908     pub has_self: bool,
909     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
910 }
911
912 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
913     pub fn count(&self) -> usize {
914         self.parent_count + self.params.len()
915     }
916
917     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
918         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
919         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
920         // presence of this method will be a constant reminder.
921         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
922
923         for param in &self.params {
924             match param.kind {
925                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
926                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
927                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
928             };
929         }
930
931         own_counts
932     }
933
934     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
935         if self.own_requires_monomorphization() {
936             return true;
937         }
938
939         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
940             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
941             parent.requires_monomorphization(tcx)
942         } else {
943             false
944         }
945     }
946
947     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
948         for param in &self.params {
949             match param.kind {
950                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
951                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
952             }
953         }
954         false
955     }
956
957     pub fn region_param(&'tcx self,
958                         param: &EarlyBoundRegion,
959                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
960                         -> &'tcx GenericParamDef
961     {
962         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
963             let param = &self.params[index as usize];
964             match param.kind {
965                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
966                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
967             }
968         } else {
969             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
970                .region_param(param, tcx)
971         }
972     }
973
974     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
975     pub fn type_param(&'tcx self,
976                       param: &ParamTy,
977                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
978                       -> &'tcx GenericParamDef {
979         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
980             let param = &self.params[index as usize];
981             match param.kind {
982                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
983                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
984             }
985         } else {
986             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
987                .type_param(param, tcx)
988         }
989     }
990
991     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
992     pub fn const_param(&'tcx self,
993                        param: &ParamConst,
994                        tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
995                        -> &GenericParamDef {
996         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
997             let param = &self.params[index as usize];
998             match param.kind {
999                 GenericParamDefKind::Const => param,
1000                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
1001             }
1002         } else {
1003             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
1004                 .const_param(param, tcx)
1005         }
1006     }
1007 }
1008
1009 /// Bounds on generics.
1010 #[derive(Clone, Default, Debug, HashStable)]
1011 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1012     pub parent: Option<DefId>,
1013     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
1014 }
1015
1016 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1017 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1018
1019 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1020     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1021                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1022         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1023         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1024         instantiated
1025     }
1026
1027     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1028                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1029         InstantiatedPredicates {
1030             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1031         }
1032     }
1033
1034     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1035                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1036                         substs: SubstsRef<'tcx>) {
1037         if let Some(def_id) = self.parent {
1038             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1039         }
1040         instantiated.predicates.extend(
1041             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1042         );
1043     }
1044
1045     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1046                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1047         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1048         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1049         instantiated
1050     }
1051
1052     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1053                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1054         if let Some(def_id) = self.parent {
1055             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1056         }
1057         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1058     }
1059
1060     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1061                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1062                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1063     {
1064         assert_eq!(self.parent, None);
1065         InstantiatedPredicates {
1066             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1067                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1068             }).collect()
1069         }
1070     }
1071 }
1072
1073 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1074 pub enum Predicate<'tcx> {
1075     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1076     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1077     /// would be the type parameters.
1078     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1079
1080     /// where `'a: 'b`
1081     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1082
1083     /// where `T: 'a`
1084     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1085
1086     /// where `<T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1087     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1088     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1089
1090     /// no syntax: `T` well-formed
1091     WellFormed(Ty<'tcx>),
1092
1093     /// trait must be object-safe
1094     ObjectSafe(DefId),
1095
1096     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1097     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1098     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1099     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1100
1101     /// `T1 <: T2`
1102     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1103
1104     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1105     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1106 }
1107
1108 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1109 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1110 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1111 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1112 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1113 /// item.
1114 #[derive(HashStable)]
1115 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1116     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1117     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1118     /// bounds, it will have no entry.
1119     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Predicate<'tcx>]>,
1120 }
1121
1122 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1123     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1124         self
1125     }
1126 }
1127
1128 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1129     /// Performs a substitution suitable for going from a
1130     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1131     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1132     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1133     /// lengthy comment below for details.
1134     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1135                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1136                             -> ty::Predicate<'tcx>
1137     {
1138         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1139         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1140         //
1141         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1142         //
1143         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1144         //     trait Bar<'b,'c> { }
1145         //
1146         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1147         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1148         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1149         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1150         // normal substitution.
1151         //
1152         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1153         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1154         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1155         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1156         // `'a`.
1157         //
1158         // Another example to be careful of is this:
1159         //
1160         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1161         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1162         //
1163         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1164         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1165         // reason is similar to the previous example: any impl of
1166         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1167         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1168         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1169         //
1170         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1171         // consider the more complicated scenario:
1172         //
1173         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1174         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1175         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1176         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1177         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1178         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1179         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1180         //   DB index of 1.
1181         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1182         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1183         //   just as we wanted.
1184         //
1185         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1186         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1187         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1188         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1189         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1190         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1191         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1192         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1193         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1194         // substitution code expects equal binding levels in the values
1195         // from the substitution and the value being substituted into, and
1196         // this trick achieves that).
1197
1198         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1199         match *self {
1200             Predicate::Trait(ref binder) =>
1201                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1202             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1203                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1204             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1205                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1206             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1207                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1208             Predicate::Projection(ref binder) =>
1209                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1210             Predicate::WellFormed(data) =>
1211                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1212             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1213                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1214             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1215                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1216             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1217                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1218         }
1219     }
1220 }
1221
1222 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1223 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1224     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1225 }
1226
1227 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1228
1229 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1230     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1231         self.trait_ref.def_id
1232     }
1233
1234     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1235         self.trait_ref.input_types()
1236     }
1237
1238     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1239         self.trait_ref.self_ty()
1240     }
1241 }
1242
1243 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1244     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1245         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1246         self.skip_binder().def_id()
1247     }
1248 }
1249
1250 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1251          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1252 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1253 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1254 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1255                                                            ty::Region<'tcx>>;
1256 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1257                                                          ty::Region<'tcx>>;
1258 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1259 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1260
1261 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1262 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1263     pub a_is_expected: bool,
1264     pub a: Ty<'tcx>,
1265     pub b: Ty<'tcx>
1266 }
1267 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1268
1269 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1270 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1271 ///
1272 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1273 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1274 ///
1275 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1276 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1277 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1278 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1279 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1280 /// instances to normalize the LHS.
1281 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1282 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1283     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1284     pub ty: Ty<'tcx>,
1285 }
1286
1287 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1288
1289 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1290     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1291     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1292         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1293     }
1294
1295     #[inline]
1296     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1297         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1298         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1299         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1300         // return value, so we are preserving the number of binding
1301         // levels.
1302         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1303     }
1304
1305     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1306         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1307     }
1308
1309     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1310     ///
1311     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1312     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1313     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1314         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1315         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1316     }
1317 }
1318
1319 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1320     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1321 }
1322
1323 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1324     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1325         ty::Binder::dummy(self.clone())
1326     }
1327 }
1328
1329 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1330     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1331         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1332     }
1333 }
1334
1335 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1336     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1337 }
1338
1339 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1340     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1341         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1342             trait_ref: self.clone()
1343         }))
1344     }
1345 }
1346
1347 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1348     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1349         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1350     }
1351 }
1352
1353 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1354     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1355         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1356     }
1357 }
1358
1359 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1360     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1361         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1362     }
1363 }
1364
1365 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1366     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1367         Predicate::Projection(self.clone())
1368     }
1369 }
1370
1371 // A custom iterator used by Predicate::walk_tys.
1372 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1373     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1374           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1375           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1376 {
1377     None,
1378     One(Ty<'tcx>),
1379     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1380     Types(I),
1381     InputTypes(J),
1382     ProjectionTypes(K)
1383 }
1384
1385 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1386     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1387           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1388           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1389 {
1390     type Item = Ty<'tcx>;
1391
1392     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1393         match *self {
1394             WalkTysIter::None => None,
1395             WalkTysIter::One(item) => {
1396                 *self = WalkTysIter::None;
1397                 Some(item)
1398             },
1399             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1400                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1401                 Some(item1)
1402             },
1403             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1404                 iter.next()
1405             },
1406             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1407                 iter.next()
1408             },
1409             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1410                 iter.next()
1411             }
1412         }
1413     }
1414 }
1415
1416 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1417     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1418     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1419     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1420     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1421         match *self {
1422             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1423                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1424             }
1425             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1426                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1427                 WalkTysIter::Two(a, b)
1428             }
1429             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1430                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1431             }
1432             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1433                 WalkTysIter::None
1434             }
1435             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1436                 let inner = data.skip_binder();
1437                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1438                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1439             }
1440             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1441                 WalkTysIter::One(data)
1442             }
1443             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1444                 WalkTysIter::None
1445             }
1446             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1447                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1448             }
1449             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1450                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1451             }
1452         }
1453     }
1454
1455     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1456         match *self {
1457             Predicate::Trait(ref t) => {
1458                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1459             }
1460             Predicate::Projection(..) |
1461             Predicate::Subtype(..) |
1462             Predicate::RegionOutlives(..) |
1463             Predicate::WellFormed(..) |
1464             Predicate::ObjectSafe(..) |
1465             Predicate::ClosureKind(..) |
1466             Predicate::TypeOutlives(..) |
1467             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1468                 None
1469             }
1470         }
1471     }
1472
1473     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1474         match *self {
1475             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1476                 Some(data)
1477             }
1478             Predicate::Trait(..) |
1479             Predicate::Projection(..) |
1480             Predicate::Subtype(..) |
1481             Predicate::RegionOutlives(..) |
1482             Predicate::WellFormed(..) |
1483             Predicate::ObjectSafe(..) |
1484             Predicate::ClosureKind(..) |
1485             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1486                 None
1487             }
1488         }
1489     }
1490 }
1491
1492 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1493 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1494 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1495 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1496 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1497 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1498 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1499 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1500 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1501 /// their values.
1502 ///
1503 /// Example:
1504 ///
1505 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1506 ///
1507 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1508 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1509 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1510 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1511 #[derive(Clone, Debug)]
1512 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1513     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1514 }
1515
1516 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1517     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1518         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1519     }
1520
1521     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1522         self.predicates.is_empty()
1523     }
1524 }
1525
1526 newtype_index! {
1527     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1528     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1529     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1530     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1531     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1532     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1533     /// new names.
1534     ///
1535     /// To make this more concrete, consider this program:
1536     ///
1537     /// ```
1538     /// struct Foo { }
1539     /// fn bar<T>(x: T) {
1540     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1541     /// }
1542     /// ```
1543     ///
1544     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1545     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1546     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1547     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1548     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1549     /// name it inside the fn type but not outside.
1550     ///
1551     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1552     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1553     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1554     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1555     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1556     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1557     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1558     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1559     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1560     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1561     /// use for checking generic functions.
1562     pub struct UniverseIndex {
1563         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1564     }
1565 }
1566
1567 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1568
1569 impl UniverseIndex {
1570     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1571
1572     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1573     /// is considered to extend all previous universes. This
1574     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1575     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1576     ///
1577     /// ```
1578     /// for<'a> fn(&'a u32)
1579     /// ```
1580     ///
1581     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1582     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1583     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1584     /// `U` because it was not in scope there.
1585     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1586         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1587     }
1588
1589     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1590     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1591     /// `other` (`self >= other`).
1592     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1593         self.private >= other.private
1594     }
1595
1596     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1597     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1598     /// those in `other` (`self < other`).
1599     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1600         self.private < other.private
1601     }
1602 }
1603
1604 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1605 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1606 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1607 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1608 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1609 /// another.
1610 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1611 pub struct Placeholder<T> {
1612     pub universe: UniverseIndex,
1613     pub name: T,
1614 }
1615
1616 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1617     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1618 {
1619     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1620         &self,
1621         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1622         hasher: &mut StableHasher<W>
1623     ) {
1624         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1625         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1626     }
1627 }
1628
1629 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1630
1631 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1632
1633 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1634 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1635 /// particular point.
1636 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1637 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1638     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1639     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1640     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1641     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1642
1643     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1644     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1645     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1646     pub reveal: traits::Reveal,
1647
1648     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1649     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1650     /// solver).
1651     pub def_id: Option<DefId>,
1652 }
1653
1654 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1655     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1656     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1657     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1658     /// type-checking.
1659     #[inline]
1660     pub fn empty() -> Self {
1661         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1662     }
1663
1664     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1665     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1666     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1667     /// environments like codegen or doing optimizations.
1668     ///
1669     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1670     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1671     #[inline]
1672     pub fn reveal_all() -> Self {
1673         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1674     }
1675
1676     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1677     #[inline]
1678     pub fn new(
1679         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1680         reveal: Reveal,
1681         def_id: Option<DefId>
1682     ) -> Self {
1683         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1684     }
1685
1686     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1687     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1688     /// (even for associated types that are specializable). This is
1689     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1690     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1691     /// which is the default.
1692     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1693         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1694     }
1695
1696     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1697     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1698         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1699     }
1700
1701     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1702     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1703     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1704     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1705     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1706     /// invisible.
1707     ///
1708     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1709     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1710     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1711     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1712     /// although the surrounding function is never reachable.
1713     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1714         match self.reveal {
1715             Reveal::UserFacing => {
1716                 ParamEnvAnd {
1717                     param_env: self,
1718                     value,
1719                 }
1720             }
1721
1722             Reveal::All => {
1723                 if value.has_placeholders()
1724                     || value.needs_infer()
1725                     || value.has_param_types()
1726                     || value.has_self_ty()
1727                 {
1728                     ParamEnvAnd {
1729                         param_env: self,
1730                         value,
1731                     }
1732                 } else {
1733                     ParamEnvAnd {
1734                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1735                         value,
1736                     }
1737                 }
1738             }
1739         }
1740     }
1741 }
1742
1743 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1744 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1745     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1746     pub value: T,
1747 }
1748
1749 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1750     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1751         (self.param_env, self.value)
1752     }
1753 }
1754
1755 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1756     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1757 {
1758     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1759                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1760                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1761         let ParamEnvAnd {
1762             ref param_env,
1763             ref value
1764         } = *self;
1765
1766         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1767         value.hash_stable(hcx, hasher);
1768     }
1769 }
1770
1771 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1772 pub struct Destructor {
1773     /// The `DefId` of the destructor method
1774     pub did: DefId,
1775 }
1776
1777 bitflags! {
1778     #[derive(HashStable)]
1779     pub struct AdtFlags: u32 {
1780         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1781         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1782         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1783         /// Indicates whether the ADT is a union.
1784         const IS_UNION            = 1 << 1;
1785         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1786         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1787         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1788         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1789         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1790         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1791         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1792         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1793         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1794         const IS_BOX              = 1 << 6;
1795         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1796         const IS_ARC              = 1 << 7;
1797         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1798         const IS_RC               = 1 << 8;
1799         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1800         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1801         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1802     }
1803 }
1804
1805 bitflags! {
1806     #[derive(HashStable)]
1807     pub struct VariantFlags: u32 {
1808         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1809         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1810         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1811     }
1812 }
1813
1814 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1815 #[derive(Debug)]
1816 pub struct VariantDef {
1817     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1818     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1819     pub def_id: DefId,
1820     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1821     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1822     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1823     /// Variant or struct name.
1824     pub ident: Ident,
1825     /// Discriminant of this variant.
1826     pub discr: VariantDiscr,
1827     /// Fields of this variant.
1828     pub fields: Vec<FieldDef>,
1829     /// Type of constructor of variant.
1830     pub ctor_kind: CtorKind,
1831     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1832     flags: VariantFlags,
1833     /// Recovered?
1834     pub recovered: bool,
1835 }
1836
1837 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1838     /// Creates a new `VariantDef`.
1839     ///
1840     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1841     /// represents an enum variant).
1842     ///
1843     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1844     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1845     ///
1846     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1847     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1848     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1849     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1850     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1851     ///
1852     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1853     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1854     pub fn new(
1855         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1856         ident: Ident,
1857         variant_did: Option<DefId>,
1858         ctor_def_id: Option<DefId>,
1859         discr: VariantDiscr,
1860         fields: Vec<FieldDef>,
1861         ctor_kind: CtorKind,
1862         adt_kind: AdtKind,
1863         parent_did: DefId,
1864         recovered: bool,
1865     ) -> Self {
1866         debug!(
1867             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1868              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1869              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1870         );
1871
1872         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1873         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, "non_exhaustive") {
1874             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1875             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1876         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1877             if tcx.has_attr(variant_did, "non_exhaustive") {
1878                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1879                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1880             }
1881         }
1882
1883         VariantDef {
1884             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1885             ctor_def_id,
1886             ident,
1887             discr,
1888             fields,
1889             ctor_kind,
1890             flags,
1891             recovered,
1892         }
1893     }
1894
1895     /// Is this field list non-exhaustive?
1896     #[inline]
1897     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1898         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1899     }
1900 }
1901
1902 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1903     def_id,
1904     ctor_def_id,
1905     ident -> (ident.name),
1906     discr,
1907     fields,
1908     ctor_kind,
1909     flags,
1910     recovered
1911 });
1912
1913 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1914 pub enum VariantDiscr {
1915     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1916     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1917     Explicit(DefId),
1918
1919     /// The previous variant's discriminant plus one.
1920     /// For efficiency reasons, the distance from the
1921     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1922     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1923     Relative(u32),
1924 }
1925
1926 #[derive(Debug, HashStable)]
1927 pub struct FieldDef {
1928     pub did: DefId,
1929     #[stable_hasher(project(name))]
1930     pub ident: Ident,
1931     pub vis: Visibility,
1932 }
1933
1934 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1935 ///
1936 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1937 pub struct AdtDef {
1938     /// `DefId` of the struct, enum or union item.
1939     pub did: DefId,
1940     /// Variants of the ADT. If this is a struct or enum, then there will be a single variant.
1941     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1942     /// Flags of the ADT (e.g. is this a struct? is this non-exhaustive?)
1943     flags: AdtFlags,
1944     /// Repr options provided by the user.
1945     pub repr: ReprOptions,
1946 }
1947
1948 impl PartialOrd for AdtDef {
1949     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1950         Some(self.cmp(&other))
1951     }
1952 }
1953
1954 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1955 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1956 impl Ord for AdtDef {
1957     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1958         self.did.cmp(&other.did)
1959     }
1960 }
1961
1962 impl PartialEq for AdtDef {
1963     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1964     #[inline]
1965     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1966 }
1967
1968 impl Eq for AdtDef {}
1969
1970 impl Hash for AdtDef {
1971     #[inline]
1972     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1973         (self as *const AdtDef).hash(s)
1974     }
1975 }
1976
1977 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1978     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1979         self.did.encode(s)
1980     }
1981 }
1982
1983 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1984
1985
1986 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1987     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1988                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1989                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1990         thread_local! {
1991             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1992         }
1993
1994         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1995             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1996             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1997                 let ty::AdtDef {
1998                     did,
1999                     ref variants,
2000                     ref flags,
2001                     ref repr,
2002                 } = *self;
2003
2004                 let mut hasher = StableHasher::new();
2005                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2006                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2007                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2008                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2009
2010                 hasher.finish()
2011            })
2012         });
2013
2014         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2015     }
2016 }
2017
2018 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2019 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2020
2021 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2022     fn into(self) -> DataTypeKind {
2023         match self {
2024             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2025             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2026             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2027         }
2028     }
2029 }
2030
2031 bitflags! {
2032     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2033     pub struct ReprFlags: u8 {
2034         const IS_C               = 1 << 0;
2035         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2036         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2037         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2038         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2039
2040         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2041         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2042                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2043                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2044     }
2045 }
2046
2047 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2048     bits
2049 });
2050
2051 /// Represents the repr options provided by the user,
2052 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2053 pub struct ReprOptions {
2054     pub int: Option<attr::IntType>,
2055     pub align: u32,
2056     pub pack: u32,
2057     pub flags: ReprFlags,
2058 }
2059
2060 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2061     align,
2062     pack,
2063     int,
2064     flags
2065 });
2066
2067 impl ReprOptions {
2068     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2069         let mut flags = ReprFlags::empty();
2070         let mut size = None;
2071         let mut max_align = 0;
2072         let mut min_pack = 0;
2073         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2074             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2075                 flags.insert(match r {
2076                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2077                     attr::ReprPacked(pack) => {
2078                         min_pack = if min_pack > 0 {
2079                             cmp::min(pack, min_pack)
2080                         } else {
2081                             pack
2082                         };
2083                         ReprFlags::empty()
2084                     },
2085                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2086                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2087                     attr::ReprInt(i) => {
2088                         size = Some(i);
2089                         ReprFlags::empty()
2090                     },
2091                     attr::ReprAlign(align) => {
2092                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2093                         ReprFlags::empty()
2094                     },
2095                 });
2096             }
2097         }
2098
2099         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2100         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2101             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2102         }
2103         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2104     }
2105
2106     #[inline]
2107     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2108     #[inline]
2109     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2110     #[inline]
2111     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2112     #[inline]
2113     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2114     #[inline]
2115     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2116
2117     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2118         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2119     }
2120
2121     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2122     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2123     /// single pointer.
2124     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2125         self.c() || self.int.is_some()
2126     }
2127
2128     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2129     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2130     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2131         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.pack == 1 ||
2132             self.int.is_some()
2133     }
2134
2135     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2136     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2137         self.c()
2138     }
2139
2140 }
2141
2142 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2143     /// Creates a new `AdtDef`.
2144     fn new(
2145         tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2146         did: DefId,
2147         kind: AdtKind,
2148         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2149         repr: ReprOptions
2150     ) -> Self {
2151         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2152         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2153
2154         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
2155             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2156             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2157         }
2158
2159         flags |= match kind {
2160             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2161             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2162             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2163         };
2164
2165         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2166             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2167         }
2168
2169         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2170         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
2171             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2172         }
2173         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2174             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2175         }
2176         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2177             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2178         }
2179         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2180             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2181         }
2182         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2183             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2184         }
2185
2186         AdtDef {
2187             did,
2188             variants,
2189             flags,
2190             repr,
2191         }
2192     }
2193
2194     /// Returns `true` if this is a struct.
2195     #[inline]
2196     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2197         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2198     }
2199
2200     /// Returns `true` if this is a union.
2201     #[inline]
2202     pub fn is_union(&self) -> bool {
2203         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2204     }
2205
2206     /// Returns `true` if this is a enum.
2207     #[inline]
2208     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2209         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2210     }
2211
2212     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2213     #[inline]
2214     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2215         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2216     }
2217
2218     /// Returns the kind of the ADT.
2219     #[inline]
2220     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2221         if self.is_enum() {
2222             AdtKind::Enum
2223         } else if self.is_union() {
2224             AdtKind::Union
2225         } else {
2226             AdtKind::Struct
2227         }
2228     }
2229
2230     /// Returns a description of this abstract data type.
2231     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2232         match self.adt_kind() {
2233             AdtKind::Struct => "struct",
2234             AdtKind::Union => "union",
2235             AdtKind::Enum => "enum",
2236         }
2237     }
2238
2239     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2240     #[inline]
2241     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2242         match self.adt_kind() {
2243             AdtKind::Struct => "struct",
2244             AdtKind::Union => "union",
2245             AdtKind::Enum => "variant",
2246         }
2247     }
2248
2249     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2250     #[inline]
2251     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2252         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2253     }
2254
2255     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2256     /// of coherence checking.
2257     #[inline]
2258     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2259         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2260     }
2261
2262     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2263     #[inline]
2264     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2265         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2266     }
2267
2268     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2269     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2270         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2271     }
2272
2273     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2274     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2275         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2276     }
2277
2278     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2279     #[inline]
2280     pub fn is_box(&self) -> bool {
2281         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2282     }
2283
2284     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2285     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2286         self.destructor(tcx).is_some()
2287     }
2288
2289     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2290     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2291         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2292         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2293     }
2294
2295     #[inline]
2296     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Lrc<GenericPredicates<'gcx>> {
2297         tcx.predicates_of(self.did)
2298     }
2299
2300     /// Returns an iterator over all fields contained
2301     /// by this ADT.
2302     #[inline]
2303     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2304         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2305     }
2306
2307     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2308         !self.variants.is_empty() &&
2309             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2310     }
2311
2312     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2313     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2314         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2315             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2316     }
2317
2318     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2319     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2320         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2321             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2322     }
2323
2324     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2325     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2326         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2327             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2328     }
2329
2330     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2331     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2332         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2333             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2334     }
2335
2336     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
2337         match def {
2338             Def::Variant(vid) => self.variant_with_id(vid),
2339             Def::Ctor(cid, ..) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2340             Def::Struct(..) | Def::Union(..) |
2341             Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) | Def::SelfTy(..) |
2342             Def::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2343             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
2344         }
2345     }
2346
2347     #[inline]
2348     pub fn eval_explicit_discr(
2349         &self,
2350         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2351         expr_did: DefId,
2352     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2353         let param_env = ParamEnv::empty();
2354         let repr_type = self.repr.discr_type();
2355         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2356         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2357         let cid = GlobalId {
2358             instance,
2359             promoted: None
2360         };
2361         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2362             Ok(val) => {
2363                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2364                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2365                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2366                     Some(Discr {
2367                         val: b,
2368                         ty: val.ty,
2369                     })
2370                 } else {
2371                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2372                     crate::mir::interpret::struct_error(
2373                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2374                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2375                     ).emit();
2376                     None
2377                 }
2378             }
2379             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2380                 if !expr_did.is_local() {
2381                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2382                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2383                          in its crate but failed locally");
2384                 }
2385                 None
2386             }
2387             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2388                 tcx.def_span(expr_did),
2389                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2390             ),
2391         }
2392     }
2393
2394     #[inline]
2395     pub fn discriminants(
2396         &'a self,
2397         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2398     ) -> impl Iterator<Item=(VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2399         let repr_type = self.repr.discr_type();
2400         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2401         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2402         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2403             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2404             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2405                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2406                     discr = new_discr;
2407                 }
2408             }
2409             prev_discr = Some(discr);
2410
2411             (i, discr)
2412         })
2413     }
2414
2415     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2416     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2417     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2418     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2419     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2420     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2421                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2422                                     variant_index: VariantIdx)
2423                                     -> Discr<'tcx> {
2424         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2425         let explicit_value = val
2426             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2427             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2428         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2429     }
2430
2431     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2432     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2433     /// inferred discriminant directly.
2434     pub fn discriminant_def_for_variant(
2435         &self,
2436         variant_index: VariantIdx,
2437     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2438         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2439         let expr_did;
2440         loop {
2441             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2442                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2443                     expr_did = None;
2444                     break;
2445                 },
2446                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2447                     explicit_index -= distance;
2448                 }
2449                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2450                     expr_did = Some(did);
2451                     break;
2452                 }
2453             }
2454         }
2455         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2456     }
2457
2458     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2459         tcx.adt_destructor(self.did)
2460     }
2461
2462     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2463     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2464     ///
2465     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2466     /// actually more expressive than checking all members:
2467     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2468     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2469     ///
2470     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2471     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2472     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2473         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2474     }
2475
2476     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2477                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2478                                ty: Ty<'tcx>)
2479                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2480         let result = match ty.sty {
2481             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2482             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2483             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2484                 vec![]
2485             }
2486
2487             Str |
2488             Dynamic(..) |
2489             Slice(_) |
2490             Foreign(..) |
2491             Error |
2492             GeneratorWitness(..) => {
2493                 // these are never sized - return the target type
2494                 vec![ty]
2495             }
2496
2497             Tuple(ref tys) => {
2498                 match tys.last() {
2499                     None => vec![],
2500                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty.expect_ty()),
2501                 }
2502             }
2503
2504             Adt(adt, substs) => {
2505                 // recursive case
2506                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2507                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2508                        ty, adt_tys);
2509                 adt_tys.iter()
2510                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2511                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2512                        .collect()
2513             }
2514
2515             Projection(..) | Opaque(..) => {
2516                 // must calculate explicitly.
2517                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2518                 vec![ty]
2519             }
2520
2521             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2522
2523             Param(..) => {
2524                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2525                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2526                 // it on the impl.
2527
2528                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2529                     Some(x) => x,
2530                     _ => return vec![ty]
2531                 };
2532                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2533                     def_id: sized_trait,
2534                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2535                 }).to_predicate();
2536                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2537                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2538                     vec![]
2539                 } else {
2540                     vec![ty]
2541                 }
2542             }
2543
2544             Placeholder(..) |
2545             Bound(..) |
2546             Infer(..) => {
2547                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2548                      ty)
2549             }
2550         };
2551         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2552         result
2553     }
2554 }
2555
2556 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2557     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2558         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2559     }
2560 }
2561
2562 /// Represents the various closure traits in the language. This
2563 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2564 /// desugaring) argument that the closure expects.
2565 ///
2566 /// You can get the environment type of a closure using
2567 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2568 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2569          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2570 pub enum ClosureKind {
2571     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2572     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2573     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2574     Fn,
2575     FnMut,
2576     FnOnce,
2577 }
2578
2579 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2580     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2581     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2582
2583     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2584         match *self {
2585             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2586             ClosureKind::FnMut => {
2587                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2588             }
2589             ClosureKind::FnOnce => {
2590                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2591             }
2592         }
2593     }
2594
2595     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2596     /// must also implement `other`.
2597     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2598         match (self, other) {
2599             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2600             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2601             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2602             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2603             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2604             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2605             _ => false,
2606         }
2607     }
2608
2609     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2610     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2611     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2612         match self {
2613             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2614             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2615             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2616         }
2617     }
2618 }
2619
2620 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2621     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2622     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2623     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2624     /// structs or variants. For example:
2625     ///
2626     /// ```notrust
2627     /// isize => { isize }
2628     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2629     /// [isize] => { [isize], isize }
2630     /// ```
2631     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2632         TypeWalker::new(self)
2633     }
2634
2635     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2636     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2637     /// (but not `i32`, like `walk`).
2638     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2639         walk::walk_shallow(self)
2640     }
2641
2642     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2643     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2644     /// children of the current type are ignored.
2645     ///
2646     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2647     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2648         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2649     {
2650         let mut walker = self.walk();
2651         while let Some(ty) = walker.next() {
2652             if !f(ty) {
2653                 walker.skip_current_subtree();
2654             }
2655         }
2656     }
2657 }
2658
2659 impl BorrowKind {
2660     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2661         match m {
2662             hir::MutMutable => MutBorrow,
2663             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2664         }
2665     }
2666
2667     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2668     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2669     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2670     /// question.
2671     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2672         match self {
2673             MutBorrow => hir::MutMutable,
2674             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2675
2676             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2677             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2678             // and hence is a safe "over approximation".
2679             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2680         }
2681     }
2682
2683     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2684         match *self {
2685             MutBorrow => "mutable",
2686             ImmBorrow => "immutable",
2687             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2688         }
2689     }
2690 }
2691
2692 #[derive(Debug, Clone)]
2693 pub enum Attributes<'gcx> {
2694     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2695     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2696 }
2697
2698 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2699     type Target = [ast::Attribute];
2700
2701     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2702         match self {
2703             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2704             &Attributes::Borrowed(data) => data
2705         }
2706     }
2707 }
2708
2709 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2710 pub enum ImplOverlapKind {
2711     /// These impls are always allowed to overlap.
2712     Permitted,
2713     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2714     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2715     ///
2716     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2717     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2718     ///
2719     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2720     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2721     ///
2722     /// ```
2723     /// trait Trait {}
2724     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2725     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2726     /// ```
2727     ///
2728     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2729     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2730     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2731     /// overlapping impls for it is sound.
2732     ///
2733     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2734     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2735     /// it has the following restrictions:
2736     ///
2737     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2738     /// positive impls.
2739     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2740     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2741     /// marker traits.
2742     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2743     ///
2744     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2745     Issue33140
2746 }
2747
2748 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2749     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2750         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2751     }
2752
2753     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2754     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2755     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2756     pub fn body_owners(
2757         self,
2758     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2759         self.hir().krate()
2760                   .body_ids
2761                   .iter()
2762                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2763     }
2764
2765     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2766         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2767             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2768         });
2769     }
2770
2771     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2772         match self.hir().find(id) {
2773             Some(Node::Expr(e)) => {
2774                 e.span
2775             }
2776             Some(f) => {
2777                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2778             }
2779             None => {
2780                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2781             }
2782         }
2783     }
2784
2785     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2786         self.associated_items(id)
2787             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2788             .collect()
2789     }
2790
2791     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2792         self.associated_items(did).any(|item| {
2793             item.relevant_for_never()
2794         })
2795     }
2796
2797     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2798         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2799             match self.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
2800                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2801                 _ => false,
2802             }
2803         } else {
2804             match self.describe_def(def_id).expect("no def for def-id") {
2805                 Def::AssociatedConst(_) | Def::Method(_) | Def::AssociatedTy(_) => true,
2806                 _ => false,
2807             }
2808         };
2809
2810         if is_associated_item {
2811             Some(self.associated_item(def_id))
2812         } else {
2813             None
2814         }
2815     }
2816
2817     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2818                                            parent_def_id: DefId,
2819                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2820                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2821                                            -> AssociatedItem {
2822         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2823         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2824             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2825             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2826                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2827             }
2828             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2829             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2830         };
2831
2832         AssociatedItem {
2833             ident: trait_item_ref.ident,
2834             kind,
2835             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2836             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2837             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2838             def_id,
2839             container: TraitContainer(parent_def_id),
2840             method_has_self_argument: has_self
2841         }
2842     }
2843
2844     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2845                                           parent_def_id: DefId,
2846                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2847                                           -> AssociatedItem {
2848         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2849         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2850             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2851             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2852                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2853             }
2854             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2855             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2856         };
2857
2858         AssociatedItem {
2859             ident: impl_item_ref.ident,
2860             kind,
2861             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2862             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2863             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2864             def_id,
2865             container: ImplContainer(parent_def_id),
2866             method_has_self_argument: has_self
2867         }
2868     }
2869
2870     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2871         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2872     }
2873
2874     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2875         variant.fields.iter().position(|field| {
2876             self.adjust_ident(ident, variant.def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == field.ident.modern()
2877         })
2878     }
2879
2880     pub fn associated_items(
2881         self,
2882         def_id: DefId,
2883     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2884         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2885         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2886         // in place, so we use a hand-written iterator.
2887         //
2888         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2889         AssociatedItemsIterator {
2890             tcx: self,
2891             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2892             next_index: 0,
2893         }
2894     }
2895
2896     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2897     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2898     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2899                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2900     {
2901         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2902             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2903                 .map_or(false, |trait_ref| {
2904                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2905                 });
2906             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2907                 .map_or(false, |trait_ref| {
2908                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2909                 });
2910             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2911                 && trait1_is_empty
2912                 && trait2_is_empty
2913         } else {
2914             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2915                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2916                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2917             };
2918             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2919                 && is_marker_impl(def_id1)
2920                 && is_marker_impl(def_id2)
2921         };
2922
2923         if is_legit {
2924             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2925                   def_id1, def_id2);
2926             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2927         } else {
2928             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2929                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2930                     if self_ty1 == self_ty2 {
2931                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2932                                def_id1, def_id2);
2933                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2934                     } else {
2935                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2936                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2937                     }
2938                 }
2939             }
2940
2941             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2942                   def_id1, def_id2);
2943             None
2944         }
2945     }
2946
2947     /// Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2948     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2949     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2950         match def {
2951             Def::Variant(did) => {
2952                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2953                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2954             }
2955             Def::Struct(did) | Def::Union(did) => {
2956                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2957             }
2958             Def::Ctor(variant_ctor_did, CtorOf::Variant, ..) => {
2959                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2960                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2961                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2962             }
2963             Def::Ctor(ctor_did, CtorOf::Struct, ..) => {
2964                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2965                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2966             }
2967             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2968         }
2969     }
2970
2971     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2972         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2973             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2974         } else {
2975             let def_key = self.def_key(id);
2976             match def_key.disambiguated_data.data {
2977                 // The name of a constructor is that of its parent.
2978                 hir_map::DefPathData::Ctor =>
2979                     self.item_name(DefId {
2980                         krate: id.krate,
2981                         index: def_key.parent.unwrap()
2982                     }),
2983                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2984                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2985                 }),
2986             }
2987         }
2988     }
2989
2990     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2991     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
2992                         -> &'gcx Mir<'gcx>
2993     {
2994         match instance {
2995             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2996                 self.optimized_mir(did)
2997             }
2998             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2999             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
3000             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
3001             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
3002             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
3003             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
3004             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
3005                 self.mir_shims(instance)
3006             }
3007         }
3008     }
3009
3010     /// Gets the attributes of a definition.
3011     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
3012         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3013             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs_by_hir_id(id))
3014         } else {
3015             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3016         }
3017     }
3018
3019     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3020     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
3021         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3022     }
3023
3024     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3025     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3026         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3027     }
3028
3029     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3030         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3031     }
3032
3033     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3034     /// If it implements no trait, returns `None`.
3035     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3036         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3037     }
3038
3039     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3040     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3041     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3042         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3043             if let Some(Def::Method(_)) = self.describe_def(def_id) {
3044                 Some(self.associated_item(def_id))
3045             } else {
3046                 None
3047             }
3048         } else {
3049             self.opt_associated_item(def_id)
3050         };
3051
3052         item.and_then(|trait_item|
3053             match trait_item.container {
3054                 TraitContainer(_) => None,
3055                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3056             }
3057         )
3058     }
3059
3060     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3061     /// with the name of the crate containing the impl.
3062     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3063         if impl_did.is_local() {
3064             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3065             Ok(self.hir().span_by_hir_id(hir_id))
3066         } else {
3067             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3068         }
3069     }
3070
3071     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3072     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3073     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3074     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3075         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == def_name.modern()
3076     }
3077
3078     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId) -> (Ident, DefId) {
3079         ident = ident.modern();
3080         let target_expansion = match scope.krate {
3081             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3082             _ => Mark::root(),
3083         };
3084         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
3085             Some(actual_expansion) =>
3086                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3087             None if block == hir::DUMMY_HIR_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
3088             None => self.hir().get_module_parent_by_hir_id(block),
3089         };
3090         (ident, scope)
3091     }
3092 }
3093
3094 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
3095     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
3096     def_ids: Lrc<Vec<DefId>>,
3097     next_index: usize,
3098 }
3099
3100 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
3101     type Item = AssociatedItem;
3102
3103     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
3104         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3105         self.next_index += 1;
3106         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3107     }
3108 }
3109
3110 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
3111     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: HirId, f: F) -> T where
3112         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
3113     {
3114         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(fid);
3115         match self.freevars(def_id) {
3116             None => f(&[]),
3117             Some(d) => f(&d),
3118         }
3119     }
3120 }
3121
3122 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
3123     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3124     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3125     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(parent_id);
3126     let parent_item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(parent_id);
3127     match parent_item.node {
3128         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3129             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3130                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3131                                                                         impl_item_ref);
3132                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3133                 return assoc_item;
3134             }
3135         }
3136
3137         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3138             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3139                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3140                                                                          &parent_item.vis,
3141                                                                          trait_item_ref);
3142                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3143                 return assoc_item;
3144             }
3145         }
3146
3147         _ => { }
3148     }
3149
3150     span_bug!(parent_item.span,
3151               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3152               parent_item.node)
3153 }
3154
3155 #[derive(Clone, HashStable)]
3156 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3157
3158 /// Calculates the `Sized` constraint.
3159 ///
3160 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3161 ///     - an obviously-unsized type
3162 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3163 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3164 ///       such.
3165 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3166 ///       check should catch this case.
3167 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3168                                   def_id: DefId)
3169                                   -> AdtSizedConstraint<'tcx> {
3170     let def = tcx.adt_def(def_id);
3171
3172     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3173         v.fields.last()
3174     }).flat_map(|f| {
3175         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3176     }));
3177
3178     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3179
3180     AdtSizedConstraint(result)
3181 }
3182
3183 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3184                                      def_id: DefId)
3185                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
3186     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3187     let item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(id);
3188     let vec: Vec<_> = match item.node {
3189         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3190             trait_item_refs.iter()
3191                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3192                            .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3193                            .collect()
3194         }
3195         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3196             impl_item_refs.iter()
3197                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3198                           .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3199                           .collect()
3200         }
3201         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => vec![],
3202         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3203     };
3204     Lrc::new(vec)
3205 }
3206
3207 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3208     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3209 }
3210
3211 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3212 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3213 /// otherwise, returns `None`.
3214 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3215     tcx.opt_associated_item(def_id)
3216         .and_then(|associated_item| {
3217             match associated_item.container {
3218                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3219                 ImplContainer(_) => None
3220             }
3221         })
3222 }
3223
3224 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3225 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3226     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3227         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
3228             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3229                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3230             }
3231         }
3232     }
3233     None
3234 }
3235
3236 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3237 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3238                        def_id: DefId)
3239                        -> ParamEnv<'tcx>
3240 {
3241     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3242     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3243         return param_env(tcx, parent);
3244     }
3245     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3246
3247     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3248         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3249
3250     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3251     // case they contain any associated type projections. This process
3252     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3253     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3254     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3255     // right to me, because constructing the environment feels like a
3256     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3257     // a better place. In practice, we construct environments for
3258     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3259     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3260     // sure that this will succeed without errors anyway.
3261
3262     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3263         tcx.intern_predicates(&predicates),
3264         traits::Reveal::UserFacing,
3265         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3266     );
3267
3268     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3269         tcx.hir().maybe_body_owned_by_by_hir_id(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3270     });
3271     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3272     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3273 }
3274
3275 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3276                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3277     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3278     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3279 }
3280
3281 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3282                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3283     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3284     tcx.crate_name.clone()
3285 }
3286
3287 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3288                         crate_num: CrateNum)
3289                         -> Svh {
3290     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3291     tcx.hir().crate_hash
3292 }
3293
3294 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3295                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3296                                         -> usize {
3297     match instance_def {
3298         InstanceDef::Item(..) |
3299         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3300             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3301             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3302         },
3303         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3304         _ => 1
3305     }
3306 }
3307
3308 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3309 ///
3310 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3311 fn issue33140_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3312                                 def_id: DefId)
3313                                 -> Option<Ty<'tcx>>
3314 {
3315     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3316
3317     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3318         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3319     });
3320
3321     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3322
3323     let is_marker_like =
3324         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3325         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3326
3327     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3328     if !is_marker_like {
3329         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3330         return None;
3331     }
3332
3333     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3334     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3335         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3336         return None;
3337     }
3338
3339     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3340     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3341         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3342         return None;
3343     }
3344
3345     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3346     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3347         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3348         _ => false
3349     };
3350
3351     if self_ty_matches {
3352         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3353         Some(self_ty)
3354     } else {
3355         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3356         None
3357     }
3358 }
3359
3360 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3361     context::provide(providers);
3362     erase_regions::provide(providers);
3363     layout::provide(providers);
3364     util::provide(providers);
3365     constness::provide(providers);
3366     *providers = ty::query::Providers {
3367         associated_item,
3368         associated_item_def_ids,
3369         adt_sized_constraint,
3370         def_span,
3371         param_env,
3372         trait_of_item,
3373         crate_disambiguator,
3374         original_crate_name,
3375         crate_hash,
3376         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3377         instance_def_size_estimate,
3378         issue33140_self_ty,
3379         ..*providers
3380     };
3381 }
3382
3383 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3384 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3385 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3386 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3387 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3388 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3389 pub struct CrateInherentImpls {
3390     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
3391 }
3392
3393 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3394 pub struct SymbolName {
3395     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3396     // this be a `&'tcx str`.
3397     pub name: InternedString
3398 }
3399
3400 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3401     name
3402 });
3403
3404 impl SymbolName {
3405     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3406         SymbolName {
3407             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
3408         }
3409     }
3410
3411     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3412         self.name.as_str()
3413     }
3414 }
3415
3416 impl fmt::Display for SymbolName {
3417     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3418         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3419     }
3420 }
3421
3422 impl fmt::Debug for SymbolName {
3423     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3424         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3425     }
3426 }