]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Rollup merge of #70038 - DutchGhost:const-forget-tests, r=RalfJung
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeVisitor};
4 pub use self::AssocItemContainer::*;
5 pub use self::BorrowKind::*;
6 pub use self::IntVarValue::*;
7 pub use self::Variance::*;
8
9 use crate::arena::Arena;
10 use crate::hir::exports::ExportMap;
11 use crate::hir::map as hir_map;
12 use crate::ich::Fingerprint;
13 use crate::ich::StableHashingContext;
14 use crate::infer::canonical::Canonical;
15 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
16 use crate::middle::lang_items::{FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem, FnTraitLangItem};
17 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
18 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
19 use crate::mir::GeneratorLayout;
20 use crate::mir::ReadOnlyBodyAndCache;
21 use crate::traits::{self, Reveal};
22 use crate::ty;
23 use crate::ty::layout::VariantIdx;
24 use crate::ty::subst::{InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
25 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
26 use crate::ty::walk::TypeWalker;
27 use rustc_ast::ast::{self, Ident, Name};
28 use rustc_ast::node_id::{NodeId, NodeMap, NodeSet};
29 use rustc_attr as attr;
30 use rustc_data_structures::captures::Captures;
31 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
32 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
33 use rustc_data_structures::sorted_map::SortedIndexMultiMap;
34 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
35 use rustc_data_structures::sync::{self, par_iter, Lrc, ParallelIterator};
36 use rustc_hir as hir;
37 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Namespace, Res};
38 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
39 use rustc_hir::{Constness, GlobMap, Node, TraitMap};
40 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
41 use rustc_macros::HashStable;
42 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
43 use rustc_session::DataTypeKind;
44 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
45 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Symbol};
46 use rustc_span::Span;
47 use rustc_target::abi::Align;
48
49 use std::cell::RefCell;
50 use std::cmp::{self, Ordering};
51 use std::fmt;
52 use std::hash::{Hash, Hasher};
53 use std::ops::Deref;
54 use std::ops::Range;
55 use std::slice;
56 use std::{mem, ptr};
57
58 pub use self::sty::BoundRegion::*;
59 pub use self::sty::InferTy::*;
60 pub use self::sty::RegionKind;
61 pub use self::sty::RegionKind::*;
62 pub use self::sty::TyKind::*;
63 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
64 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
65 pub use self::sty::{CanonicalPolyFnSig, FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
66 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, TypeAndMut, UpvarSubsts};
67 pub use self::sty::{Const, ConstKind, ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
68 pub use self::sty::{ConstVid, FloatVid, IntVid, RegionVid, TyVid};
69 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, InferConst, InferTy, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
70 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
71 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
72 pub use crate::ty::diagnostics::*;
73
74 pub use self::binding::BindingMode;
75 pub use self::binding::BindingMode::*;
76
77 pub use self::context::{keep_local, tls, FreeRegionInfo, TyCtxt};
78 pub use self::context::{
79     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
80     UserType, UserTypeAnnotationIndex,
81 };
82 pub use self::context::{
83     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckTables,
84 };
85
86 pub use self::instance::RESOLVE_INSTANCE;
87 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
88
89 pub use self::trait_def::TraitDef;
90
91 pub use self::query::queries;
92
93 pub mod adjustment;
94 pub mod binding;
95 pub mod cast;
96 #[macro_use]
97 pub mod codec;
98 pub mod _match;
99 mod erase_regions;
100 pub mod error;
101 pub mod fast_reject;
102 pub mod flags;
103 pub mod fold;
104 pub mod free_region_map;
105 pub mod inhabitedness;
106 pub mod layout;
107 pub mod normalize_erasing_regions;
108 pub mod outlives;
109 pub mod print;
110 pub mod query;
111 pub mod relate;
112 pub mod steal;
113 pub mod subst;
114 pub mod trait_def;
115 pub mod util;
116 pub mod walk;
117
118 mod context;
119 mod diagnostics;
120 mod instance;
121 mod structural_impls;
122 mod sty;
123
124 // Data types
125
126 pub struct ResolverOutputs {
127     pub definitions: hir_map::Definitions,
128     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
129     pub extern_crate_map: NodeMap<CrateNum>,
130     pub trait_map: TraitMap<NodeId>,
131     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
132     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
133     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
134     pub glob_map: GlobMap,
135     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
136     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
137     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
138 }
139
140 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
141 pub enum AssocItemContainer {
142     TraitContainer(DefId),
143     ImplContainer(DefId),
144 }
145
146 impl AssocItemContainer {
147     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
148     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
149     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
150         match *self {
151             TraitContainer(id) => id,
152             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
153         }
154     }
155
156     pub fn id(&self) -> DefId {
157         match *self {
158             TraitContainer(id) => id,
159             ImplContainer(id) => id,
160         }
161     }
162 }
163
164 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
165 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
166 /// bounds / where-clauses).
167 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
168 pub struct ImplHeader<'tcx> {
169     pub impl_def_id: DefId,
170     pub self_ty: Ty<'tcx>,
171     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
172     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
173 }
174
175 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
176 pub enum ImplPolarity {
177     /// `impl Trait for Type`
178     Positive,
179     /// `impl !Trait for Type`
180     Negative,
181     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
182     ///
183     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
184     /// See #64631 for details.
185     Reservation,
186 }
187
188 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
189 pub struct AssocItem {
190     pub def_id: DefId,
191     #[stable_hasher(project(name))]
192     pub ident: Ident,
193     pub kind: AssocKind,
194     pub vis: Visibility,
195     pub defaultness: hir::Defaultness,
196     pub container: AssocItemContainer,
197
198     /// Whether this is a method with an explicit self
199     /// as its first argument, allowing method calls.
200     pub method_has_self_argument: bool,
201 }
202
203 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable)]
204 pub enum AssocKind {
205     Const,
206     Method,
207     OpaqueTy,
208     Type,
209 }
210
211 impl AssocKind {
212     pub fn suggestion_descr(&self) -> &'static str {
213         match self {
214             ty::AssocKind::Method => "method call",
215             ty::AssocKind::Type | ty::AssocKind::OpaqueTy => "associated type",
216             ty::AssocKind::Const => "associated constant",
217         }
218     }
219
220     pub fn namespace(&self) -> Namespace {
221         match *self {
222             ty::AssocKind::OpaqueTy | ty::AssocKind::Type => Namespace::TypeNS,
223             ty::AssocKind::Const | ty::AssocKind::Method => Namespace::ValueNS,
224         }
225     }
226 }
227
228 impl AssocItem {
229     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
230         match self.kind {
231             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
232             AssocKind::Method => DefKind::AssocFn,
233             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
234             AssocKind::OpaqueTy => DefKind::AssocOpaqueTy,
235         }
236     }
237
238     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
239     /// for !
240     pub fn relevant_for_never(&self) -> bool {
241         match self.kind {
242             AssocKind::OpaqueTy | AssocKind::Const | AssocKind::Type => true,
243             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
244             AssocKind::Method => !self.method_has_self_argument,
245         }
246     }
247
248     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
249         match self.kind {
250             ty::AssocKind::Method => {
251                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
252                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
253                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
254                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
255                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
256             }
257             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
258             // FIXME(type_alias_impl_trait): we should print bounds here too.
259             ty::AssocKind::OpaqueTy => format!("type {};", self.ident),
260             ty::AssocKind::Const => {
261                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
262             }
263         }
264     }
265 }
266
267 /// A list of `ty::AssocItem`s in definition order that allows for efficient lookup by name.
268 ///
269 /// When doing lookup by name, we try to postpone hygienic comparison for as long as possible since
270 /// it is relatively expensive. Instead, items are indexed by `Symbol` and hygienic comparison is
271 /// done only on items with the same name.
272 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, HashStable)]
273 pub struct AssociatedItems {
274     items: SortedIndexMultiMap<u32, Symbol, ty::AssocItem>,
275 }
276
277 impl AssociatedItems {
278     /// Constructs an `AssociatedItems` map from a series of `ty::AssocItem`s in definition order.
279     pub fn new(items_in_def_order: impl IntoIterator<Item = ty::AssocItem>) -> Self {
280         let items = items_in_def_order.into_iter().map(|item| (item.ident.name, item)).collect();
281         AssociatedItems { items }
282     }
283
284     /// Returns a slice of associated items in the order they were defined.
285     ///
286     /// New code should avoid relying on definition order. If you need a particular associated item
287     /// for a known trait, make that trait a lang item instead of indexing this array.
288     pub fn in_definition_order(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
289         self.items.iter().map(|(_, v)| v)
290     }
291
292     /// Returns an iterator over all associated items with the given name, ignoring hygiene.
293     pub fn filter_by_name_unhygienic(
294         &self,
295         name: Symbol,
296     ) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
297         self.items.get_by_key(&name)
298     }
299
300     /// Returns an iterator over all associated items with the given name.
301     ///
302     /// Multiple items may have the same name if they are in different `Namespace`s. For example,
303     /// an associated type can have the same name as a method. Use one of the `find_by_name_and_*`
304     /// methods below if you know which item you are looking for.
305     pub fn filter_by_name(
306         &'a self,
307         tcx: TyCtxt<'a>,
308         ident: Ident,
309         parent_def_id: DefId,
310     ) -> impl 'a + Iterator<Item = &'a ty::AssocItem> {
311         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
312             .filter(move |item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
313     }
314
315     /// Returns the associated item with the given name and `AssocKind`, if one exists.
316     pub fn find_by_name_and_kind(
317         &self,
318         tcx: TyCtxt<'_>,
319         ident: Ident,
320         kind: AssocKind,
321         parent_def_id: DefId,
322     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
323         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
324             .filter(|item| item.kind == kind)
325             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
326     }
327
328     /// Returns the associated item with the given name in the given `Namespace`, if one exists.
329     pub fn find_by_name_and_namespace(
330         &self,
331         tcx: TyCtxt<'_>,
332         ident: Ident,
333         ns: Namespace,
334         parent_def_id: DefId,
335     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
336         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
337             .filter(|item| item.kind.namespace() == ns)
338             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
339     }
340 }
341
342 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
343 pub enum Visibility {
344     /// Visible everywhere (including in other crates).
345     Public,
346     /// Visible only in the given crate-local module.
347     Restricted(DefId),
348     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
349     Invisible,
350 }
351
352 pub trait DefIdTree: Copy {
353     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
354
355     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
356         if descendant.krate != ancestor.krate {
357             return false;
358         }
359
360         while descendant != ancestor {
361             match self.parent(descendant) {
362                 Some(parent) => descendant = parent,
363                 None => return false,
364             }
365         }
366         true
367     }
368 }
369
370 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
371     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
372         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
373     }
374 }
375
376 impl Visibility {
377     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
378         match visibility.node {
379             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
380             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
381             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
382                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
383                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
384                 Res::Err => Visibility::Public,
385                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
386             },
387             hir::VisibilityKind::Inherited => {
388                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
389             }
390         }
391     }
392
393     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
394     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
395         let restriction = match self {
396             // Public items are visible everywhere.
397             Visibility::Public => return true,
398             // Private items from other crates are visible nowhere.
399             Visibility::Invisible => return false,
400             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
401             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
402             Visibility::Restricted(module) => module,
403         };
404
405         tree.is_descendant_of(module, restriction)
406     }
407
408     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
409     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
410         let vis_restriction = match vis {
411             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
412             Visibility::Invisible => return true,
413             Visibility::Restricted(module) => module,
414         };
415
416         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
417     }
418
419     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
420     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
421         match self {
422             Visibility::Public => true,
423             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
424             Visibility::Invisible => false,
425         }
426     }
427 }
428
429 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, HashStable)]
430 pub enum Variance {
431     Covariant,     // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
432     Invariant,     // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
433     Contravariant, // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
434     Bivariant,     // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
435 }
436
437 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
438 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
439 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
440 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
441 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
442 /// item.
443 #[derive(HashStable)]
444 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
445     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
446     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
447     /// entry.
448     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
449 }
450
451 impl Variance {
452     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
453     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
454     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
455     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
456     /// variance with which the argument appears.
457     ///
458     /// Example 1:
459     ///
460     ///     *mut Vec<i32>
461     ///
462     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
463     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
464     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
465     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
466     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
467     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
468     /// (again) in `Invariant`.
469     ///
470     /// Example 2:
471     ///
472     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
473     ///
474     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
475     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
476     /// within which both pointer types appear is
477     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
478     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
479     /// which the first `Vec<i32>` appears is
480     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
481     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
482     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
483     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
484     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
485     ///
486     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
487     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
488     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
489         match (self, v) {
490             // Figure 1, column 1.
491             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
492             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
493             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
494             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
495
496             // Figure 1, column 2.
497             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
498             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
499             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
500             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
501
502             // Figure 1, column 3.
503             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
504
505             // Figure 1, column 4.
506             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
507         }
508     }
509 }
510
511 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
512 // the types of AST nodes.
513 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
514 pub struct CReaderCacheKey {
515     pub cnum: CrateNum,
516     pub pos: usize,
517 }
518
519 bitflags! {
520     /// Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
521     /// through the type during type construction, so that we can quickly check
522     /// whether the type has various kinds of types in it without recursing
523     /// over the type itself.
524     pub struct TypeFlags: u32 {
525         // Does this have parameters? Used to determine whether substitution is
526         // required.
527         /// Does this have [Param]?
528         const HAS_TY_PARAM              = 1 << 0;
529         /// Does this have [ReEarlyBound]?
530         const HAS_RE_PARAM              = 1 << 1;
531         /// Does this have [ConstKind::Param]?
532         const HAS_CT_PARAM              = 1 << 2;
533
534         const NEEDS_SUBST               = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
535                                         | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
536                                         | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits;
537
538         /// Does this have [Infer]?
539         const HAS_TY_INFER              = 1 << 3;
540         /// Does this have [ReVar]?
541         const HAS_RE_INFER              = 1 << 4;
542         /// Does this have [ConstKind::Infer]?
543         const HAS_CT_INFER              = 1 << 5;
544
545         /// Does this have inference variables? Used to determine whether
546         /// inference is required.
547         const NEEDS_INFER               = TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
548                                         | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
549                                         | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits;
550
551         /// Does this have [Placeholder]?
552         const HAS_TY_PLACEHOLDER        = 1 << 6;
553         /// Does this have [RePlaceholder]?
554         const HAS_RE_PLACEHOLDER        = 1 << 7;
555         /// Does this have [ConstKind::Placeholder]?
556         const HAS_CT_PLACEHOLDER        = 1 << 8;
557
558         /// `true` if there are "names" of regions and so forth
559         /// that are local to a particular fn/inferctxt
560         const HAS_FREE_LOCAL_REGIONS    = 1 << 9;
561
562         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
563         /// that are local to a particular fn
564         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES      = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
565                                         | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
566                                         | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
567                                         | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
568                                         | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
569                                         | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
570                                         | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits;
571
572         /// Does this have [Projection] or [UnnormalizedProjection]?
573         const HAS_TY_PROJECTION         = 1 << 10;
574         /// Does this have [Opaque]?
575         const HAS_TY_OPAQUE             = 1 << 11;
576         /// Does this have [ConstKind::Unevaluated]?
577         const HAS_CT_PROJECTION         = 1 << 12;
578
579         /// Could this type be normalized further?
580         const HAS_PROJECTION            = TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
581                                         | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
582                                         | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits;
583
584         /// Present if the type belongs in a local type context.
585         /// Set for placeholders and inference variables that are not "Fresh".
586         const KEEP_IN_LOCAL_TCX         = 1 << 13;
587
588         /// Is an error type reachable?
589         const HAS_TY_ERR                = 1 << 14;
590
591         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
592         /// Basically anything but [ReLateBound] and [ReErased].
593         const HAS_FREE_REGIONS          = 1 << 15;
594
595         /// Does this have any [ReLateBound] regions? Used to check
596         /// if a global bound is safe to evaluate.
597         const HAS_RE_LATE_BOUND         = 1 << 16;
598
599         /// Does this have any [ReErased] regions?
600         const HAS_RE_ERASED             = 1 << 17;
601
602         /// Flags representing the nominal content of a type,
603         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
604         /// flag, it should be added here too.
605         const NOMINAL_FLAGS             = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
606                                         | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
607                                         | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
608                                         | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
609                                         | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
610                                         | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
611                                         | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
612                                         | TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits
613                                         | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
614                                         | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits
615                                         | TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
616                                         | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
617                                         | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits
618                                         | TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits
619                                         | TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits
620                                         | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits
621                                         | TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits
622                                         | TypeFlags::HAS_RE_ERASED.bits;
623     }
624 }
625
626 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
627 pub struct TyS<'tcx> {
628     pub kind: TyKind<'tcx>,
629     pub flags: TypeFlags,
630
631     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
632     /// binder such that
633     ///
634     /// (a) the binder itself captures nothing but
635     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
636     ///     by some sub-binder.
637     ///
638     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
639     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
640     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
641     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
642     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
643     /// by an inner binder.
644     ///
645     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
646     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
647     /// (exclusive).
648     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
649 }
650
651 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
652 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
653 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
654
655 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
656     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
657         self.kind.cmp(&other.kind)
658     }
659 }
660
661 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
662     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
663         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
664     }
665 }
666
667 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
668     #[inline]
669     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
670         ptr::eq(self, other)
671     }
672 }
673 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
674
675 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
676     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
677         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
678     }
679 }
680
681 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'tcx> {
682     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
683         let ty::TyS {
684             ref kind,
685
686             // The other fields just provide fast access to information that is
687             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
688             flags: _,
689
690             outer_exclusive_binder: _,
691         } = *self;
692
693         kind.hash_stable(hcx, hasher);
694     }
695 }
696
697 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
698 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
699
700 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
701 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
702
703 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
704
705 extern "C" {
706     /// A dummy type used to force `List` to be unsized while not requiring references to it be wide
707     /// pointers.
708     type OpaqueListContents;
709 }
710
711 /// A wrapper for slices with the additional invariant
712 /// that the slice is interned and no other slice with
713 /// the same contents can exist in the same context.
714 /// This means we can use pointer for both
715 /// equality comparisons and hashing.
716 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
717 #[repr(C)]
718 pub struct List<T> {
719     len: usize,
720     data: [T; 0],
721     opaque: OpaqueListContents,
722 }
723
724 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
725
726 impl<T: Copy> List<T> {
727     #[inline]
728     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx Arena<'tcx>, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
729         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
730         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
731         assert!(!slice.is_empty());
732
733         // Align up the size of the len (usize) field
734         let align = mem::align_of::<T>();
735         let align_mask = align - 1;
736         let offset = mem::size_of::<usize>();
737         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
738
739         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
740
741         let mem = arena
742             .dropless
743             .alloc_raw(size, cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
744         unsafe {
745             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
746             // Write the length
747             result.len = slice.len();
748
749             // Write the elements
750             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
751             arena_slice.copy_from_slice(slice);
752
753             result
754         }
755     }
756 }
757
758 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
759     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
760         (**self).fmt(f)
761     }
762 }
763
764 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
765     #[inline]
766     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
767         (**self).encode(s)
768     }
769 }
770
771 impl<T> Ord for List<T>
772 where
773     T: Ord,
774 {
775     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
776         if self == other { Ordering::Equal } else { <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other) }
777     }
778 }
779
780 impl<T> PartialOrd for List<T>
781 where
782     T: PartialOrd,
783 {
784     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
785         if self == other {
786             Some(Ordering::Equal)
787         } else {
788             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
789         }
790     }
791 }
792
793 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
794     #[inline]
795     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
796         ptr::eq(self, other)
797     }
798 }
799 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
800
801 impl<T> Hash for List<T> {
802     #[inline]
803     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
804         (self as *const List<T>).hash(s)
805     }
806 }
807
808 impl<T> Deref for List<T> {
809     type Target = [T];
810     #[inline(always)]
811     fn deref(&self) -> &[T] {
812         self.as_ref()
813     }
814 }
815
816 impl<T> AsRef<[T]> for List<T> {
817     #[inline(always)]
818     fn as_ref(&self) -> &[T] {
819         unsafe { slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len) }
820     }
821 }
822
823 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
824     type Item = &'a T;
825     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
826     #[inline(always)]
827     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
828         self[..].iter()
829     }
830 }
831
832 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
833
834 impl<T> List<T> {
835     #[inline(always)]
836     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
837         #[repr(align(64), C)]
838         struct EmptySlice([u8; 64]);
839         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
840         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
841         unsafe { &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>) }
842     }
843 }
844
845 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
846 pub struct UpvarPath {
847     pub hir_id: hir::HirId,
848 }
849
850 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
851 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
852 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
853 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
854 pub struct UpvarId {
855     pub var_path: UpvarPath,
856     pub closure_expr_id: LocalDefId,
857 }
858
859 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
860 pub enum BorrowKind {
861     /// Data must be immutable and is aliasable.
862     ImmBorrow,
863
864     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
865     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
866     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
867     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
868     ///
869     ///    let x: &mut isize = ...;
870     ///    let y = || *x += 5;
871     ///
872     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
873     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
874     ///
875     ///    struct Env { x: & &mut isize }
876     ///    let x: &mut isize = ...;
877     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
878     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
879     ///
880     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
881     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
882     /// an `&mut` borrow:
883     ///
884     ///    struct Env { x: & &mut isize }
885     ///    let x: &mut isize = ...;
886     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
887     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
888     ///
889     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
890     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
891     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
892     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
893     /// borrow is hidden.
894     ///
895     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
896     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
897     /// simplicity, we don't give users the way to express this
898     /// borrow, it's just used when translating closures.
899     UniqueImmBorrow,
900
901     /// Data is mutable and not aliasable.
902     MutBorrow,
903 }
904
905 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
906 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
907 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
908 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
909     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
910     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
911     /// depending on inference.
912     ByValue,
913
914     /// Upvar is captured by reference.
915     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
916 }
917
918 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
919 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
920     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
921     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
922     /// syntax.
923     pub kind: BorrowKind,
924
925     /// Region of the resulting reference.
926     pub region: ty::Region<'tcx>,
927 }
928
929 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
930 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
931
932 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
933 pub enum IntVarValue {
934     IntType(ast::IntTy),
935     UintType(ast::UintTy),
936 }
937
938 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
939 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
940
941 impl ty::EarlyBoundRegion {
942     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
943         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
944     }
945
946     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
947     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
948     pub fn has_name(&self) -> bool {
949         self.name != kw::UnderscoreLifetime
950     }
951 }
952
953 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
954 pub enum GenericParamDefKind {
955     Lifetime,
956     Type {
957         has_default: bool,
958         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
959         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
960     },
961     Const,
962 }
963
964 impl GenericParamDefKind {
965     pub fn descr(&self) -> &'static str {
966         match self {
967             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
968             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
969             GenericParamDefKind::Const => "constant",
970         }
971     }
972 }
973
974 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
975 pub struct GenericParamDef {
976     pub name: Symbol,
977     pub def_id: DefId,
978     pub index: u32,
979
980     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
981     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
982     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
983     pub pure_wrt_drop: bool,
984
985     pub kind: GenericParamDefKind,
986 }
987
988 impl GenericParamDef {
989     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
990         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
991             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
992         } else {
993             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
994         }
995     }
996
997     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
998         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
999             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
1000         } else {
1001             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
1002         }
1003     }
1004 }
1005
1006 #[derive(Default)]
1007 pub struct GenericParamCount {
1008     pub lifetimes: usize,
1009     pub types: usize,
1010     pub consts: usize,
1011 }
1012
1013 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
1014 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
1015 ///
1016 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
1017 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
1018 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1019 pub struct Generics {
1020     pub parent: Option<DefId>,
1021     pub parent_count: usize,
1022     pub params: Vec<GenericParamDef>,
1023
1024     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
1025     #[stable_hasher(ignore)]
1026     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
1027
1028     pub has_self: bool,
1029     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
1030 }
1031
1032 impl<'tcx> Generics {
1033     pub fn count(&self) -> usize {
1034         self.parent_count + self.params.len()
1035     }
1036
1037     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
1038         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
1039         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
1040         // presence of this method will be a constant reminder.
1041         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
1042
1043         for param in &self.params {
1044             match param.kind {
1045                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
1046                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
1047                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
1048             };
1049         }
1050
1051         own_counts
1052     }
1053
1054     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
1055         if self.own_requires_monomorphization() {
1056             return true;
1057         }
1058
1059         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
1060             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
1061             parent.requires_monomorphization(tcx)
1062         } else {
1063             false
1064         }
1065     }
1066
1067     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
1068         for param in &self.params {
1069             match param.kind {
1070                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
1071                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
1072             }
1073         }
1074         false
1075     }
1076
1077     pub fn region_param(
1078         &'tcx self,
1079         param: &EarlyBoundRegion,
1080         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1081     ) -> &'tcx GenericParamDef {
1082         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1083             let param = &self.params[index as usize];
1084             match param.kind {
1085                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
1086                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
1087             }
1088         } else {
1089             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
1090                 .region_param(param, tcx)
1091         }
1092     }
1093
1094     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
1095     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
1096         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1097             let param = &self.params[index as usize];
1098             match param.kind {
1099                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
1100                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
1101             }
1102         } else {
1103             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
1104                 .type_param(param, tcx)
1105         }
1106     }
1107
1108     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
1109     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
1110         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1111             let param = &self.params[index as usize];
1112             match param.kind {
1113                 GenericParamDefKind::Const => param,
1114                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
1115             }
1116         } else {
1117             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
1118                 .const_param(param, tcx)
1119         }
1120     }
1121 }
1122
1123 /// Bounds on generics.
1124 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1125 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1126     pub parent: Option<DefId>,
1127     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
1128 }
1129
1130 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1131     pub fn instantiate(
1132         &self,
1133         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1134         substs: SubstsRef<'tcx>,
1135     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1136         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1137         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1138         instantiated
1139     }
1140
1141     pub fn instantiate_own(
1142         &self,
1143         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1144         substs: SubstsRef<'tcx>,
1145     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1146         InstantiatedPredicates {
1147             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1148             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1149         }
1150     }
1151
1152     fn instantiate_into(
1153         &self,
1154         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1155         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1156         substs: SubstsRef<'tcx>,
1157     ) {
1158         if let Some(def_id) = self.parent {
1159             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1160         }
1161         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
1162         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
1163     }
1164
1165     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1166         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1167         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1168         instantiated
1169     }
1170
1171     fn instantiate_identity_into(
1172         &self,
1173         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1174         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1175     ) {
1176         if let Some(def_id) = self.parent {
1177             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1178         }
1179         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
1180         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
1181     }
1182
1183     pub fn instantiate_supertrait(
1184         &self,
1185         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1186         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1187     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1188         assert_eq!(self.parent, None);
1189         InstantiatedPredicates {
1190             predicates: self
1191                 .predicates
1192                 .iter()
1193                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1194                 .collect(),
1195             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1196         }
1197     }
1198 }
1199
1200 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1201 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1202 pub enum Predicate<'tcx> {
1203     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1204     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1205     /// would be the type parameters.
1206     ///
1207     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1208     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1209     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1210     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>, Constness),
1211
1212     /// `where 'a: 'b`
1213     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1214
1215     /// `where T: 'a`
1216     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1217
1218     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1219     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1220     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1221
1222     /// No syntax: `T` well-formed.
1223     WellFormed(Ty<'tcx>),
1224
1225     /// Trait must be object-safe.
1226     ObjectSafe(DefId),
1227
1228     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1229     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1230     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1231     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1232
1233     /// `T1 <: T2`
1234     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1235
1236     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1237     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1238 }
1239
1240 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1241 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1242 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1243 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1244 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1245 /// item.
1246 #[derive(HashStable)]
1247 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1248     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1249     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1250     /// bounds, it will have no entry.
1251     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(ty::Predicate<'tcx>, Span)]>,
1252 }
1253
1254 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1255     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1256         self
1257     }
1258 }
1259
1260 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1261     /// Performs a substitution suitable for going from a
1262     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1263     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1264     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1265     /// lengthy comment below for details.
1266     pub fn subst_supertrait(
1267         &self,
1268         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1269         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1270     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1271         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1272         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1273         //
1274         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1275         //
1276         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1277         //     trait Bar<'b,'c> { }
1278         //
1279         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1280         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1281         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1282         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1283         // normal substitution.
1284         //
1285         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1286         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1287         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1288         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1289         // `'a`.
1290         //
1291         // Another example to be careful of is this:
1292         //
1293         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1294         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1295         //
1296         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1297         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1298         // reason is similar to the previous example: any impl of
1299         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1300         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1301         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1302         //
1303         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1304         // consider the more complicated scenario:
1305         //
1306         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1307         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1308         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1309         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1310         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1311         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1312         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1313         //   DB index of 1.
1314         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1315         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1316         //   just as we wanted.
1317         //
1318         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1319         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1320         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1321         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1322         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1323         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1324         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1325         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1326         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1327         // substitution code expects equal binding levels in the values
1328         // from the substitution and the value being substituted into, and
1329         // this trick achieves that).
1330
1331         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1332         match *self {
1333             Predicate::Trait(ref binder, constness) => {
1334                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)), constness)
1335             }
1336             Predicate::Subtype(ref binder) => {
1337                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1338             }
1339             Predicate::RegionOutlives(ref binder) => {
1340                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1341             }
1342             Predicate::TypeOutlives(ref binder) => {
1343                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1344             }
1345             Predicate::Projection(ref binder) => {
1346                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1347             }
1348             Predicate::WellFormed(data) => Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1349             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) => Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1350             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) => {
1351                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind)
1352             }
1353             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) => {
1354                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs))
1355             }
1356         }
1357     }
1358 }
1359
1360 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1361 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1362 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1363     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1364 }
1365
1366 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1367
1368 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1369     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1370         self.trait_ref.def_id
1371     }
1372
1373     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1374         self.trait_ref.input_types()
1375     }
1376
1377     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1378         self.trait_ref.self_ty()
1379     }
1380 }
1381
1382 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1383     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1384         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1385         self.skip_binder().def_id()
1386     }
1387 }
1388
1389 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1390 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1391 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1392 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1393 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1394 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1395 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1396 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1397
1398 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1399 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1400 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1401     pub a_is_expected: bool,
1402     pub a: Ty<'tcx>,
1403     pub b: Ty<'tcx>,
1404 }
1405 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1406
1407 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1408 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1409 ///
1410 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1411 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1412 ///
1413 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1414 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1415 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1416 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1417 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1418 /// instances to normalize the LHS.
1419 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1420 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1421 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1422     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1423     pub ty: Ty<'tcx>,
1424 }
1425
1426 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1427
1428 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1429     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1430     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1431         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1432     }
1433
1434     #[inline]
1435     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1436         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1437         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1438         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1439         // return value, so we are preserving the number of binding
1440         // levels.
1441         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1442     }
1443
1444     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1445         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1446     }
1447
1448     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1449     ///
1450     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1451     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1452     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1453         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1454         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1455     }
1456 }
1457
1458 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1459     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1460 }
1461
1462 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1463     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1464         ty::Binder::dummy(*self)
1465     }
1466 }
1467
1468 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1469     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1470         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1471     }
1472 }
1473
1474 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1475     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1476 }
1477
1478 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1479     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1480         ty::Predicate::Trait(
1481             ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }),
1482             self.constness,
1483         )
1484     }
1485 }
1486
1487 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<&TraitRef<'tcx>> {
1488     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1489         ty::Predicate::Trait(
1490             ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate { trait_ref: *self.value }),
1491             self.constness,
1492         )
1493     }
1494 }
1495
1496 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1497     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1498         ty::Predicate::Trait(self.value.to_poly_trait_predicate(), self.constness)
1499     }
1500 }
1501
1502 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<&PolyTraitRef<'tcx>> {
1503     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1504         ty::Predicate::Trait(self.value.to_poly_trait_predicate(), self.constness)
1505     }
1506 }
1507
1508 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1509     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1510         Predicate::RegionOutlives(*self)
1511     }
1512 }
1513
1514 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1515     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1516         Predicate::TypeOutlives(*self)
1517     }
1518 }
1519
1520 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1521     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1522         Predicate::Projection(*self)
1523     }
1524 }
1525
1526 // A custom iterator used by `Predicate::walk_tys`.
1527 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1528 where
1529     I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1530     J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1531     K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1532 {
1533     None,
1534     One(Ty<'tcx>),
1535     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1536     Types(I),
1537     InputTypes(J),
1538     ProjectionTypes(K),
1539 }
1540
1541 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1542 where
1543     I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1544     J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1545     K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1546 {
1547     type Item = Ty<'tcx>;
1548
1549     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1550         match *self {
1551             WalkTysIter::None => None,
1552             WalkTysIter::One(item) => {
1553                 *self = WalkTysIter::None;
1554                 Some(item)
1555             }
1556             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1557                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1558                 Some(item1)
1559             }
1560             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => iter.next(),
1561             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => iter.next(),
1562             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => iter.next(),
1563         }
1564     }
1565 }
1566
1567 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1568     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1569     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1570     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1571     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1572         match *self {
1573             ty::Predicate::Trait(ref data, _) => {
1574                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1575             }
1576             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1577                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1578                 WalkTysIter::Two(a, b)
1579             }
1580             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0),
1581             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => WalkTysIter::None,
1582             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1583                 let inner = data.skip_binder();
1584                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1585                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)),
1586                 )
1587             }
1588             ty::Predicate::WellFormed(data) => WalkTysIter::One(data),
1589             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => WalkTysIter::None,
1590             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1591                 WalkTysIter::Types(closure_substs.types())
1592             }
1593             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => WalkTysIter::Types(substs.types()),
1594         }
1595     }
1596
1597     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1598         match *self {
1599             Predicate::Trait(ref t, _) => Some(t.to_poly_trait_ref()),
1600             Predicate::Projection(..)
1601             | Predicate::Subtype(..)
1602             | Predicate::RegionOutlives(..)
1603             | Predicate::WellFormed(..)
1604             | Predicate::ObjectSafe(..)
1605             | Predicate::ClosureKind(..)
1606             | Predicate::TypeOutlives(..)
1607             | Predicate::ConstEvaluatable(..) => None,
1608         }
1609     }
1610
1611     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1612         match *self {
1613             Predicate::TypeOutlives(data) => Some(data),
1614             Predicate::Trait(..)
1615             | Predicate::Projection(..)
1616             | Predicate::Subtype(..)
1617             | Predicate::RegionOutlives(..)
1618             | Predicate::WellFormed(..)
1619             | Predicate::ObjectSafe(..)
1620             | Predicate::ClosureKind(..)
1621             | Predicate::ConstEvaluatable(..) => None,
1622         }
1623     }
1624 }
1625
1626 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1627 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1628 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1629 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1630 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1631 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1632 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1633 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1634 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1635 /// their values.
1636 ///
1637 /// Example:
1638 ///
1639 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1640 ///
1641 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1642 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1643 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1644 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1645 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1646 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1647     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1648     pub spans: Vec<Span>,
1649 }
1650
1651 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1652     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1653         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1654     }
1655
1656     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1657         self.predicates.is_empty()
1658     }
1659 }
1660
1661 rustc_index::newtype_index! {
1662     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1663     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1664     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1665     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1666     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1667     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1668     /// new names.
1669     ///
1670     /// To make this more concrete, consider this program:
1671     ///
1672     /// ```
1673     /// struct Foo { }
1674     /// fn bar<T>(x: T) {
1675     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1676     /// }
1677     /// ```
1678     ///
1679     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1680     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1681     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1682     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1683     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1684     /// name it inside the fn type but not outside.
1685     ///
1686     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1687     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1688     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1689     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1690     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1691     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1692     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1693     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1694     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1695     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1696     /// use for checking generic functions.
1697     pub struct UniverseIndex {
1698         derive [HashStable]
1699         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1700     }
1701 }
1702
1703 impl UniverseIndex {
1704     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1705
1706     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1707     /// is considered to extend all previous universes. This
1708     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1709     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1710     ///
1711     /// ```
1712     /// for<'a> fn(&'a u32)
1713     /// ```
1714     ///
1715     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1716     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1717     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1718     /// `U` because it was not in scope there.
1719     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1720         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1721     }
1722
1723     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1724     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1725     /// `other` (`self >= other`).
1726     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1727         self.private >= other.private
1728     }
1729
1730     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1731     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1732     /// those in `other` (`self < other`).
1733     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1734         self.private < other.private
1735     }
1736 }
1737
1738 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1739 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1740 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1741 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1742 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1743 /// another.
1744 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1745 pub struct Placeholder<T> {
1746     pub universe: UniverseIndex,
1747     pub name: T,
1748 }
1749
1750 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1751 where
1752     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1753 {
1754     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1755         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1756         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1757     }
1758 }
1759
1760 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1761
1762 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1763
1764 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1765
1766 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1767 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1768 /// particular point.
1769 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TypeFoldable)]
1770 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1771     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1772     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1773     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1774     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1775
1776     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1777     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1778     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1779     pub reveal: traits::Reveal,
1780
1781     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1782     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1783     /// solver).
1784     pub def_id: Option<DefId>,
1785 }
1786
1787 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1788     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1789     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1790     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1791     /// type-checking.
1792     #[inline]
1793     pub fn empty() -> Self {
1794         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1795     }
1796
1797     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1798     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1799     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1800     /// environments like codegen or doing optimizations.
1801     ///
1802     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1803     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1804     #[inline]
1805     pub fn reveal_all() -> Self {
1806         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1807     }
1808
1809     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1810     #[inline]
1811     pub fn new(
1812         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1813         reveal: Reveal,
1814         def_id: Option<DefId>,
1815     ) -> Self {
1816         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1817     }
1818
1819     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1820     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1821     /// (even for associated types that are specializable). This is
1822     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1823     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1824     /// which is the default.
1825     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1826         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1827     }
1828
1829     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1830     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1831         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1832     }
1833
1834     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1835     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1836     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1837     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1838     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1839     /// invisible.
1840     ///
1841     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1842     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1843     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1844     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1845     /// although the surrounding function is never reachable.
1846     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1847         match self.reveal {
1848             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1849
1850             Reveal::All => {
1851                 if value.is_global() {
1852                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1853                 } else {
1854                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1855                 }
1856             }
1857         }
1858     }
1859 }
1860
1861 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1862 pub struct ConstnessAnd<T> {
1863     pub constness: Constness,
1864     pub value: T,
1865 }
1866
1867 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate()` to ensure that
1868 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1869 pub trait WithConstness: Sized {
1870     #[inline]
1871     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1872         ConstnessAnd { constness, value: self }
1873     }
1874
1875     #[inline]
1876     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1877         self.with_constness(Constness::Const)
1878     }
1879
1880     #[inline]
1881     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1882         self.with_constness(Constness::NotConst)
1883     }
1884 }
1885
1886 impl<T> WithConstness for T {}
1887
1888 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1889 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1890     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1891     pub value: T,
1892 }
1893
1894 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1895     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1896         (self.param_env, self.value)
1897     }
1898 }
1899
1900 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1901 where
1902     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1903 {
1904     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1905         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1906
1907         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1908         value.hash_stable(hcx, hasher);
1909     }
1910 }
1911
1912 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1913 pub struct Destructor {
1914     /// The `DefId` of the destructor method
1915     pub did: DefId,
1916 }
1917
1918 bitflags! {
1919     #[derive(HashStable)]
1920     pub struct AdtFlags: u32 {
1921         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1922         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1923         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1924         /// Indicates whether the ADT is a union.
1925         const IS_UNION            = 1 << 1;
1926         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1927         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1928         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1929         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1930         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1931         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1932         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1933         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1934         /// Indicates whether the type is `Box`.
1935         const IS_BOX              = 1 << 6;
1936         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1937         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1938         // FIXME(matthewjasper) replace these with diagnostic items
1939         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1940         const IS_ARC              = 1 << 8;
1941         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1942         const IS_RC               = 1 << 9;
1943         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1944         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1945         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 10;
1946     }
1947 }
1948
1949 bitflags! {
1950     #[derive(HashStable)]
1951     pub struct VariantFlags: u32 {
1952         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1953         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1954         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1955     }
1956 }
1957
1958 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1959 #[derive(Debug, HashStable)]
1960 pub struct VariantDef {
1961     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1962     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1963     pub def_id: DefId,
1964     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1965     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1966     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1967     /// Variant or struct name.
1968     #[stable_hasher(project(name))]
1969     pub ident: Ident,
1970     /// Discriminant of this variant.
1971     pub discr: VariantDiscr,
1972     /// Fields of this variant.
1973     pub fields: Vec<FieldDef>,
1974     /// Type of constructor of variant.
1975     pub ctor_kind: CtorKind,
1976     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1977     flags: VariantFlags,
1978     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1979     /// May be incomplete or bogus.
1980     pub recovered: bool,
1981 }
1982
1983 impl<'tcx> VariantDef {
1984     /// Creates a new `VariantDef`.
1985     ///
1986     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1987     /// represents an enum variant).
1988     ///
1989     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1990     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1991     ///
1992     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1993     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1994     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1995     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1996     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1997     ///
1998     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1999     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
2000     pub fn new(
2001         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2002         ident: Ident,
2003         variant_did: Option<DefId>,
2004         ctor_def_id: Option<DefId>,
2005         discr: VariantDiscr,
2006         fields: Vec<FieldDef>,
2007         ctor_kind: CtorKind,
2008         adt_kind: AdtKind,
2009         parent_did: DefId,
2010         recovered: bool,
2011     ) -> Self {
2012         debug!(
2013             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2014              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2015             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2016         );
2017
2018         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2019         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
2020             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
2021             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2022         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
2023             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
2024                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
2025                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2026             }
2027         }
2028
2029         VariantDef {
2030             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2031             ctor_def_id,
2032             ident,
2033             discr,
2034             fields,
2035             ctor_kind,
2036             flags,
2037             recovered,
2038         }
2039     }
2040
2041     /// Is this field list non-exhaustive?
2042     #[inline]
2043     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2044         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2045     }
2046 }
2047
2048 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2049 pub enum VariantDiscr {
2050     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2051     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2052     Explicit(DefId),
2053
2054     /// The previous variant's discriminant plus one.
2055     /// For efficiency reasons, the distance from the
2056     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2057     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2058     Relative(u32),
2059 }
2060
2061 #[derive(Debug, HashStable)]
2062 pub struct FieldDef {
2063     pub did: DefId,
2064     #[stable_hasher(project(name))]
2065     pub ident: Ident,
2066     pub vis: Visibility,
2067 }
2068
2069 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2070 ///
2071 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
2072 ///
2073 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2074 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2075 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2076 ///
2077 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2078 pub struct AdtDef {
2079     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2080     pub did: DefId,
2081     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2082     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
2083     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2084     flags: AdtFlags,
2085     /// Repr options provided by the user.
2086     pub repr: ReprOptions,
2087 }
2088
2089 impl PartialOrd for AdtDef {
2090     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2091         Some(self.cmp(&other))
2092     }
2093 }
2094
2095 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2096 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2097 impl Ord for AdtDef {
2098     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2099         self.did.cmp(&other.did)
2100     }
2101 }
2102
2103 impl PartialEq for AdtDef {
2104     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2105     #[inline]
2106     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2107         ptr::eq(self, other)
2108     }
2109 }
2110
2111 impl Eq for AdtDef {}
2112
2113 impl Hash for AdtDef {
2114     #[inline]
2115     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2116         (self as *const AdtDef).hash(s)
2117     }
2118 }
2119
2120 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
2121     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2122         self.did.encode(s)
2123     }
2124 }
2125
2126 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
2127
2128 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2129     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2130         thread_local! {
2131             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2132         }
2133
2134         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2135             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2136             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2137                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2138
2139                 let mut hasher = StableHasher::new();
2140                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2141                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2142                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2143                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2144
2145                 hasher.finish()
2146             })
2147         });
2148
2149         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2150     }
2151 }
2152
2153 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2154 pub enum AdtKind {
2155     Struct,
2156     Union,
2157     Enum,
2158 }
2159
2160 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2161     fn into(self) -> DataTypeKind {
2162         match self {
2163             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2164             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2165             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2166         }
2167     }
2168 }
2169
2170 bitflags! {
2171     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2172     pub struct ReprFlags: u8 {
2173         const IS_C               = 1 << 0;
2174         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2175         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2176         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2177         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2178         // If true, don't expose any niche to type's context.
2179         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2180         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2181         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2182                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2183                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2184     }
2185 }
2186
2187 /// Represents the repr options provided by the user,
2188 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2189 pub struct ReprOptions {
2190     pub int: Option<attr::IntType>,
2191     pub align: Option<Align>,
2192     pub pack: Option<Align>,
2193     pub flags: ReprFlags,
2194 }
2195
2196 impl ReprOptions {
2197     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2198         let mut flags = ReprFlags::empty();
2199         let mut size = None;
2200         let mut max_align: Option<Align> = None;
2201         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2202         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2203             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2204                 flags.insert(match r {
2205                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2206                     attr::ReprPacked(pack) => {
2207                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2208                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2209                             min_pack.min(pack)
2210                         } else {
2211                             pack
2212                         });
2213                         ReprFlags::empty()
2214                     }
2215                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2216                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2217                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2218                     attr::ReprInt(i) => {
2219                         size = Some(i);
2220                         ReprFlags::empty()
2221                     }
2222                     attr::ReprAlign(align) => {
2223                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2224                         ReprFlags::empty()
2225                     }
2226                 });
2227             }
2228         }
2229
2230         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2231         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2232             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2233         }
2234         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2235     }
2236
2237     #[inline]
2238     pub fn simd(&self) -> bool {
2239         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2240     }
2241     #[inline]
2242     pub fn c(&self) -> bool {
2243         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2244     }
2245     #[inline]
2246     pub fn packed(&self) -> bool {
2247         self.pack.is_some()
2248     }
2249     #[inline]
2250     pub fn transparent(&self) -> bool {
2251         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2252     }
2253     #[inline]
2254     pub fn linear(&self) -> bool {
2255         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2256     }
2257     #[inline]
2258     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2259         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2260     }
2261
2262     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2263         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2264     }
2265
2266     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2267     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2268     /// single pointer.
2269     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2270         self.c() || self.int.is_some()
2271     }
2272
2273     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2274     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2275     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2276         if let Some(pack) = self.pack {
2277             if pack.bytes() == 1 {
2278                 return true;
2279             }
2280         }
2281         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2282     }
2283
2284     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2285     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2286         self.c()
2287     }
2288 }
2289
2290 impl<'tcx> AdtDef {
2291     /// Creates a new `AdtDef`.
2292     fn new(
2293         tcx: TyCtxt<'_>,
2294         did: DefId,
2295         kind: AdtKind,
2296         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2297         repr: ReprOptions,
2298     ) -> Self {
2299         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2300         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2301
2302         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2303             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2304             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2305         }
2306
2307         flags |= match kind {
2308             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2309             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2310             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2311         };
2312
2313         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2314             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2315         }
2316
2317         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2318         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2319             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2320         }
2321         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2322             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2323         }
2324         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2325             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2326         }
2327         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2328             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2329         }
2330         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2331             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2332         }
2333         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2334             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2335         }
2336
2337         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2338     }
2339
2340     /// Returns `true` if this is a struct.
2341     #[inline]
2342     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2343         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2344     }
2345
2346     /// Returns `true` if this is a union.
2347     #[inline]
2348     pub fn is_union(&self) -> bool {
2349         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2350     }
2351
2352     /// Returns `true` if this is a enum.
2353     #[inline]
2354     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2355         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2356     }
2357
2358     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2359     #[inline]
2360     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2361         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2362     }
2363
2364     /// Returns the kind of the ADT.
2365     #[inline]
2366     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2367         if self.is_enum() {
2368             AdtKind::Enum
2369         } else if self.is_union() {
2370             AdtKind::Union
2371         } else {
2372             AdtKind::Struct
2373         }
2374     }
2375
2376     /// Returns a description of this abstract data type.
2377     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2378         match self.adt_kind() {
2379             AdtKind::Struct => "struct",
2380             AdtKind::Union => "union",
2381             AdtKind::Enum => "enum",
2382         }
2383     }
2384
2385     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2386     #[inline]
2387     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2388         match self.adt_kind() {
2389             AdtKind::Struct => "struct",
2390             AdtKind::Union => "union",
2391             AdtKind::Enum => "variant",
2392         }
2393     }
2394
2395     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2396     #[inline]
2397     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2398         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2399     }
2400
2401     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2402     /// of coherence checking.
2403     #[inline]
2404     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2405         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2406     }
2407
2408     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2409     #[inline]
2410     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2411         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2412     }
2413
2414     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2415     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2416         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2417     }
2418
2419     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2420     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2421         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2422     }
2423
2424     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2425     #[inline]
2426     pub fn is_box(&self) -> bool {
2427         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2428     }
2429
2430     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2431     #[inline]
2432     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2433         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2434     }
2435
2436     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2437     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2438         self.destructor(tcx).is_some()
2439     }
2440
2441     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2442     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2443         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2444         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2445     }
2446
2447     #[inline]
2448     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2449         tcx.predicates_of(self.did)
2450     }
2451
2452     /// Returns an iterator over all fields contained
2453     /// by this ADT.
2454     #[inline]
2455     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2456         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2457     }
2458
2459     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2460         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2461     }
2462
2463     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2464     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2465         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2466     }
2467
2468     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2469     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2470         self.variants
2471             .iter()
2472             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2473             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2474     }
2475
2476     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2477     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2478         self.variants
2479             .iter_enumerated()
2480             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2481             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2482             .0
2483     }
2484
2485     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2486     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2487         self.variants
2488             .iter_enumerated()
2489             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2490             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2491             .0
2492     }
2493
2494     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2495         match res {
2496             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2497             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2498             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2499             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2500             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2501             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2502             | Res::SelfTy(..)
2503             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2504             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2505         }
2506     }
2507
2508     #[inline]
2509     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2510         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2511         let repr_type = self.repr.discr_type();
2512         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2513             Ok(val) => {
2514                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2515                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2516                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2517                     Some(Discr { val: b, ty })
2518                 } else {
2519                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2520                     crate::mir::interpret::struct_error(
2521                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2522                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2523                     )
2524                     .emit();
2525                     None
2526                 }
2527             }
2528             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2529                 if !expr_did.is_local() {
2530                     span_bug!(
2531                         tcx.def_span(expr_did),
2532                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2533                          in its crate but failed locally"
2534                     );
2535                 }
2536                 None
2537             }
2538             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => {
2539                 span_bug!(tcx.def_span(expr_did), "enum discriminant depends on generic arguments",)
2540             }
2541         }
2542     }
2543
2544     #[inline]
2545     pub fn discriminants(
2546         &'tcx self,
2547         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2548     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2549         let repr_type = self.repr.discr_type();
2550         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2551         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2552         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2553             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2554             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2555                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2556                     discr = new_discr;
2557                 }
2558             }
2559             prev_discr = Some(discr);
2560
2561             (i, discr)
2562         })
2563     }
2564
2565     #[inline]
2566     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2567         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2568     }
2569
2570     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2571     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2572     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2573     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2574     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2575     #[inline]
2576     pub fn discriminant_for_variant(
2577         &self,
2578         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2579         variant_index: VariantIdx,
2580     ) -> Discr<'tcx> {
2581         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2582         let explicit_value = val
2583             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2584             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2585         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2586     }
2587
2588     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2589     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2590     /// inferred discriminant directly.
2591     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2592         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2593         let expr_did;
2594         loop {
2595             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2596                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2597                     expr_did = None;
2598                     break;
2599                 }
2600                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2601                     explicit_index -= distance;
2602                 }
2603                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2604                     expr_did = Some(did);
2605                     break;
2606                 }
2607             }
2608         }
2609         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2610     }
2611
2612     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2613         tcx.adt_destructor(self.did)
2614     }
2615
2616     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2617     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2618     ///
2619     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2620     /// actually more expressive than checking all members:
2621     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2622     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2623     ///
2624     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2625     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2626     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2627         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2628     }
2629 }
2630
2631 impl<'tcx> FieldDef {
2632     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2633     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2634     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2635         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2636     }
2637 }
2638
2639 /// Represents the various closure traits in the language. This
2640 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2641 /// desugaring) argument that the closure expects.
2642 ///
2643 /// You can get the environment type of a closure using
2644 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2645 #[derive(
2646     Clone,
2647     Copy,
2648     PartialOrd,
2649     Ord,
2650     PartialEq,
2651     Eq,
2652     Hash,
2653     Debug,
2654     RustcEncodable,
2655     RustcDecodable,
2656     HashStable
2657 )]
2658 pub enum ClosureKind {
2659     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2660     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2661     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2662     Fn,
2663     FnMut,
2664     FnOnce,
2665 }
2666
2667 impl<'tcx> ClosureKind {
2668     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2669     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2670
2671     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2672         match *self {
2673             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2674             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None),
2675             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None),
2676         }
2677     }
2678
2679     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2680     /// must also implement `other`.
2681     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2682         match (self, other) {
2683             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2684             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2685             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2686             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2687             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2688             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2689             _ => false,
2690         }
2691     }
2692
2693     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2694     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2695     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2696         match self {
2697             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2698             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2699             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2700         }
2701     }
2702 }
2703
2704 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2705     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2706     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2707     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2708     /// structs or variants. For example:
2709     ///
2710     /// ```notrust
2711     /// isize => { isize }
2712     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2713     /// [isize] => { [isize], isize }
2714     /// ```
2715     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2716         TypeWalker::new(self)
2717     }
2718
2719     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2720     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2721     /// (but not `i32`, like `walk`).
2722     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2723         walk::walk_shallow(self)
2724     }
2725
2726     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2727     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2728     /// children of the current type are ignored.
2729     ///
2730     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2731     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2732     where
2733         F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool,
2734     {
2735         let mut walker = self.walk();
2736         while let Some(ty) = walker.next() {
2737             if !f(ty) {
2738                 walker.skip_current_subtree();
2739             }
2740         }
2741     }
2742 }
2743
2744 impl BorrowKind {
2745     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2746         match m {
2747             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2748             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2749         }
2750     }
2751
2752     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2753     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2754     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2755     /// question.
2756     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2757         match self {
2758             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2759             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2760
2761             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2762             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2763             // and hence is a safe "over approximation".
2764             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2765         }
2766     }
2767
2768     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2769         match *self {
2770             MutBorrow => "mutable",
2771             ImmBorrow => "immutable",
2772             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2773         }
2774     }
2775 }
2776
2777 #[derive(Debug, Clone)]
2778 pub enum Attributes<'tcx> {
2779     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2780     Borrowed(&'tcx [ast::Attribute]),
2781 }
2782
2783 impl<'tcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'tcx> {
2784     type Target = [ast::Attribute];
2785
2786     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2787         match self {
2788             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2789             &Attributes::Borrowed(data) => data,
2790         }
2791     }
2792 }
2793
2794 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2795 pub enum ImplOverlapKind {
2796     /// These impls are always allowed to overlap.
2797     Permitted {
2798         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2799         marker: bool,
2800     },
2801     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2802     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2803     ///
2804     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2805     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2806     ///
2807     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2808     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2809     ///
2810     /// ```
2811     /// trait Trait {}
2812     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2813     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2814     /// ```
2815     ///
2816     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2817     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2818     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2819     /// overlapping impls for it is sound.
2820     ///
2821     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2822     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2823     /// it has the following restrictions:
2824     ///
2825     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2826     /// positive impls.
2827     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2828     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2829     /// marker traits.
2830     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2831     ///
2832     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2833     Issue33140,
2834 }
2835
2836 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2837     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckTables<'tcx> {
2838         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2839     }
2840
2841     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2842     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2843     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2844     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2845         self.hir()
2846             .krate()
2847             .body_ids
2848             .iter()
2849             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2850     }
2851
2852     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2853         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2854             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2855     }
2856
2857     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2858         self.associated_items(id)
2859             .in_definition_order()
2860             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Method && item.defaultness.has_value())
2861     }
2862
2863     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2864         self.associated_items(did).in_definition_order().any(|item| item.relevant_for_never())
2865     }
2866
2867     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2868         self.hir().as_local_hir_id(def_id).and_then(|hir_id| self.hir().get(hir_id).ident())
2869     }
2870
2871     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssocItem> {
2872         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2873             match self.hir().get(hir_id) {
2874                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2875                 _ => false,
2876             }
2877         } else {
2878             match self.def_kind(def_id).expect("no def for `DefId`") {
2879                 DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy => true,
2880                 _ => false,
2881             }
2882         };
2883
2884         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2885     }
2886
2887     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2888         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2889     }
2890
2891     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2892         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2893     }
2894
2895     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2896     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2897     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2898         self,
2899         def_id1: DefId,
2900         def_id2: DefId,
2901     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2902         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2903         // as one of them essentially doesn't exist.
2904         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2905             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2906         {
2907             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2908         }
2909
2910         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2911             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2912                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2913                 debug!(
2914                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2915                     def_id1, def_id2
2916                 );
2917                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2918             }
2919             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2920             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2921                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2922                 debug!(
2923                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2924                     def_id1, def_id2
2925                 );
2926                 return None;
2927             }
2928             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2929             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2930         };
2931
2932         let is_marker_overlap = {
2933             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2934                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2935                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2936             };
2937             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2938         };
2939
2940         if is_marker_overlap {
2941             debug!(
2942                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2943                 def_id1, def_id2
2944             );
2945             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2946         } else {
2947             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2948                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2949                     if self_ty1 == self_ty2 {
2950                         debug!(
2951                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2952                             def_id1, def_id2
2953                         );
2954                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2955                     } else {
2956                         debug!(
2957                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2958                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2959                         );
2960                     }
2961                 }
2962             }
2963
2964             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2965             None
2966         }
2967     }
2968
2969     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2970     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2971     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2972         match res {
2973             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2974                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2975                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2976             }
2977             Res::Def(DefKind::Struct, did) | Res::Def(DefKind::Union, did) => {
2978                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2979             }
2980             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2981                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2982                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2983                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2984             }
2985             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2986                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2987                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2988             }
2989             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2990         }
2991     }
2992
2993     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2994         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2995             self.original_crate_name(id.krate)
2996         } else {
2997             let def_key = self.def_key(id);
2998             match def_key.disambiguated_data.data {
2999                 // The name of a constructor is that of its parent.
3000                 hir_map::DefPathData::Ctor => {
3001                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
3002                 }
3003                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
3004                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
3005                 }),
3006             }
3007         }
3008     }
3009
3010     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
3011     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> ReadOnlyBodyAndCache<'tcx, 'tcx> {
3012         match instance {
3013             ty::InstanceDef::Item(did) => self.optimized_mir(did).unwrap_read_only(),
3014             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
3015             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
3016             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
3017             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
3018             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
3019             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
3020             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
3021             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance).unwrap_read_only(),
3022         }
3023     }
3024
3025     /// Gets the attributes of a definition.
3026     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3027         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3028             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
3029         } else {
3030             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3031         }
3032     }
3033
3034     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3035     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3036         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3037     }
3038
3039     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3040     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3041         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3042     }
3043
3044     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3045         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3046     }
3047
3048     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3049     /// If it implements no trait, returns `None`.
3050     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3051         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3052     }
3053
3054     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3055     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3056     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3057         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3058             if let Some(DefKind::AssocFn) = self.def_kind(def_id) {
3059                 Some(self.associated_item(def_id))
3060             } else {
3061                 None
3062             }
3063         } else {
3064             self.opt_associated_item(def_id)
3065         };
3066
3067         item.and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3068             TraitContainer(_) => None,
3069             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3070         })
3071     }
3072
3073     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3074     /// with the name of the crate containing the impl.
3075     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3076         if impl_did.is_local() {
3077             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3078             Ok(self.hir().span(hir_id))
3079         } else {
3080             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3081         }
3082     }
3083
3084     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3085     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3086     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3087     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3088         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3089         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3090         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3091         use_name.name == def_name.name
3092             && use_name
3093                 .span
3094                 .ctxt()
3095                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3096     }
3097
3098     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3099         match scope.as_local() {
3100             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3101             None => ExpnId::root(),
3102         }
3103     }
3104
3105     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3106         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3107         ident
3108     }
3109
3110     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3111         self,
3112         mut ident: Ident,
3113         scope: DefId,
3114         block: hir::HirId,
3115     ) -> (Ident, DefId) {
3116         let scope =
3117             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3118             {
3119                 Some(actual_expansion) => {
3120                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3121                 }
3122                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3123             };
3124         (ident, scope)
3125     }
3126
3127     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3128         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3129     }
3130 }
3131
3132 #[derive(Clone, HashStable)]
3133 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3134
3135 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3136 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3137     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3138         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(hir_id) {
3139             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3140                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3141             }
3142         }
3143     }
3144     None
3145 }
3146
3147 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3148     context::provide(providers);
3149     erase_regions::provide(providers);
3150     layout::provide(providers);
3151     *providers = ty::query::Providers {
3152         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3153         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3154         ..*providers
3155     };
3156 }
3157
3158 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3159 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3160 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3161 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3162 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3163 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3164 pub struct CrateInherentImpls {
3165     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3166 }
3167
3168 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
3169 pub struct SymbolName {
3170     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3171     // this be a `&'tcx str`.
3172     pub name: Symbol,
3173 }
3174
3175 impl SymbolName {
3176     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3177         SymbolName { name: Symbol::intern(name) }
3178     }
3179 }
3180
3181 impl PartialOrd for SymbolName {
3182     fn partial_cmp(&self, other: &SymbolName) -> Option<Ordering> {
3183         self.name.as_str().partial_cmp(&other.name.as_str())
3184     }
3185 }
3186
3187 /// Ordering must use the chars to ensure reproducible builds.
3188 impl Ord for SymbolName {
3189     fn cmp(&self, other: &SymbolName) -> Ordering {
3190         self.name.as_str().cmp(&other.name.as_str())
3191     }
3192 }
3193
3194 impl fmt::Display for SymbolName {
3195     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3196         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3197     }
3198 }
3199
3200 impl fmt::Debug for SymbolName {
3201     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3202         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3203     }
3204 }