]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
a2c96e7cf9f662d1897c7010002a878023c5cdca
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 pub use self::Variance::*;
2 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
3 pub use self::BorrowKind::*;
4 pub use self::IntVarValue::*;
5 pub use self::fold::TypeFoldable;
6
7 use hir::{map as hir_map, FreevarMap, TraitMap};
8 use hir::Node;
9 use hir::def::{Def, CtorKind, ExportMap};
10 use hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
11 use hir::map::DefPathData;
12 use rustc_data_structures::svh::Svh;
13 use ich::Fingerprint;
14 use ich::StableHashingContext;
15 use infer::canonical::Canonical;
16 use middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
17 use middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
18 use mir::Mir;
19 use mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
20 use mir::GeneratorLayout;
21 use session::CrateDisambiguator;
22 use traits::{self, Reveal};
23 use ty;
24 use ty::layout::VariantIdx;
25 use ty::subst::{Subst, Substs};
26 use ty::util::{IntTypeExt, Discr};
27 use ty::walk::TypeWalker;
28 use util::captures::Captures;
29 use util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
30 use arena::SyncDroplessArena;
31 use session::DataTypeKind;
32
33 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
34 use std::cell::RefCell;
35 use std::cmp::{self, Ordering};
36 use std::fmt;
37 use std::hash::{Hash, Hasher};
38 use std::ops::Deref;
39 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
40 use std::slice;
41 use std::{mem, ptr};
42 use syntax::ast::{self, DUMMY_NODE_ID, Name, Ident, NodeId};
43 use syntax::attr;
44 use syntax::ext::hygiene::Mark;
45 use syntax::symbol::{keywords, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
46 use syntax_pos::{DUMMY_SP, Span};
47
48 use smallvec;
49 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
50 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
51                                            HashStable};
52
53 use hir;
54
55 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
56 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
57 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
58 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
59 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
60 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
61 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const, LazyConst};
62 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
63 pub use self::sty::RegionKind;
64 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, RegionVid};
65 pub use self::sty::BoundRegion::*;
66 pub use self::sty::InferTy::*;
67 pub use self::sty::RegionKind::*;
68 pub use self::sty::TyKind::*;
69
70 pub use self::binding::BindingMode;
71 pub use self::binding::BindingMode::*;
72
73 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
74 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners};
75 pub use self::context::{
76     UserTypeAnnotationIndex, UserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotation,
77     CanonicalUserTypeAnnotations,
78 };
79
80 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
81
82 pub use self::trait_def::TraitDef;
83
84 pub use self::query::queries;
85
86 pub mod adjustment;
87 pub mod binding;
88 pub mod cast;
89 #[macro_use]
90 pub mod codec;
91 mod constness;
92 pub mod error;
93 mod erase_regions;
94 pub mod fast_reject;
95 pub mod fold;
96 pub mod inhabitedness;
97 pub mod item_path;
98 pub mod layout;
99 pub mod _match;
100 pub mod outlives;
101 pub mod query;
102 pub mod relate;
103 pub mod steal;
104 pub mod subst;
105 pub mod trait_def;
106 pub mod walk;
107 pub mod wf;
108 pub mod util;
109
110 mod context;
111 mod flags;
112 mod instance;
113 mod structural_impls;
114 mod sty;
115
116 // Data types
117
118 /// The complete set of all analyses described in this module. This is
119 /// produced by the driver and fed to codegen and later passes.
120 ///
121 /// N.B., these contents are being migrated into queries using the
122 /// *on-demand* infrastructure.
123 #[derive(Clone)]
124 pub struct CrateAnalysis {
125     pub glob_map: Option<hir::GlobMap>,
126 }
127
128 #[derive(Clone)]
129 pub struct Resolutions {
130     pub freevars: FreevarMap,
131     pub trait_map: TraitMap,
132     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
133     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
134     pub export_map: ExportMap,
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)]
141 pub enum AssociatedItemContainer {
142     TraitContainer(DefId),
143     ImplContainer(DefId),
144 }
145
146 impl AssociatedItemContainer {
147     /// Asserts that this is the def-id of an associated item declared
148     /// in a trait, and returns the trait def-id.
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, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
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, Debug, PartialEq)]
176 pub struct AssociatedItem {
177     pub def_id: DefId,
178     pub ident: Ident,
179     pub kind: AssociatedKind,
180     pub vis: Visibility,
181     pub defaultness: hir::Defaultness,
182     pub container: AssociatedItemContainer,
183
184     /// Whether this is a method with an explicit self
185     /// as its first argument, allowing method calls.
186     pub method_has_self_argument: bool,
187 }
188
189 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
190 pub enum AssociatedKind {
191     Const,
192     Method,
193     Existential,
194     Type
195 }
196
197 impl AssociatedItem {
198     pub fn def(&self) -> Def {
199         match self.kind {
200             AssociatedKind::Const => Def::AssociatedConst(self.def_id),
201             AssociatedKind::Method => Def::Method(self.def_id),
202             AssociatedKind::Type => Def::AssociatedTy(self.def_id),
203             AssociatedKind::Existential => Def::AssociatedExistential(self.def_id),
204         }
205     }
206
207     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
208     /// for !
209     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
210         match self.kind {
211             AssociatedKind::Existential |
212             AssociatedKind::Const |
213             AssociatedKind::Type => true,
214             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
215             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
216         }
217     }
218
219     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: &TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
220         match self.kind {
221             ty::AssociatedKind::Method => {
222                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
223                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
224                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
225                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
226                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
227             }
228             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
229             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
230             ty::AssociatedKind::Const => {
231                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
232             }
233         }
234     }
235 }
236
237 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
238 pub enum Visibility {
239     /// Visible everywhere (including in other crates).
240     Public,
241     /// Visible only in the given crate-local module.
242     Restricted(DefId),
243     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
244     Invisible,
245 }
246
247 pub trait DefIdTree: Copy {
248     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
249
250     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
251         if descendant.krate != ancestor.krate {
252             return false;
253         }
254
255         while descendant != ancestor {
256             match self.parent(descendant) {
257                 Some(parent) => descendant = parent,
258                 None => return false,
259             }
260         }
261         true
262     }
263 }
264
265 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
266     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
267         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
268     }
269 }
270
271 impl Visibility {
272     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: NodeId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
273         match visibility.node {
274             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
275             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
276             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
277                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
278                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
279                 Def::Err => Visibility::Public,
280                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
281             },
282             hir::VisibilityKind::Inherited => {
283                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent(id))
284             }
285         }
286     }
287
288     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
289     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
290         let restriction = match self {
291             // Public items are visible everywhere.
292             Visibility::Public => return true,
293             // Private items from other crates are visible nowhere.
294             Visibility::Invisible => return false,
295             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
296             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
297             Visibility::Restricted(module) => module,
298         };
299
300         tree.is_descendant_of(module, restriction)
301     }
302
303     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
304     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
305         let vis_restriction = match vis {
306             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
307             Visibility::Invisible => return true,
308             Visibility::Restricted(module) => module,
309         };
310
311         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
312     }
313
314     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
315     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
316         match self {
317             Visibility::Public => true,
318             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
319             Visibility::Invisible => false,
320         }
321     }
322 }
323
324 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash)]
325 pub enum Variance {
326     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
327     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
328     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
329     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
330 }
331
332 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
333 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
334 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
335 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
336 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
337 /// item.
338 pub struct CrateVariancesMap {
339     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
340     /// of its generics.  If an item has no generics, it will have no
341     /// entry.
342     pub variances: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Variance>>>,
343
344     /// An empty vector, useful for cloning.
345     pub empty_variance: Lrc<Vec<ty::Variance>>,
346 }
347
348 impl Variance {
349     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
350     /// variance of a type with the following meaning.  If we are in a
351     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
352     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
353     /// variance with which the argument appears.
354     ///
355     /// Example 1:
356     ///
357     ///     *mut Vec<i32>
358     ///
359     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
360     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
361     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
362     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
363     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
364     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
365     /// (again) in `Invariant`.
366     ///
367     /// Example 2:
368     ///
369     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
370     ///
371     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
372     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
373     /// within which both pointer types appear is
374     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`.  `*const
375     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
376     /// which the first `Vec<i32>` appears is
377     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`.  The same
378     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
379     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
380     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
381     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
382     ///
383     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
384     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
385     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
386         match (self, v) {
387             // Figure 1, column 1.
388             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
389             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
390             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
391             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
392
393             // Figure 1, column 2.
394             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
395             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
396             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
397             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
398
399             // Figure 1, column 3.
400             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
401
402             // Figure 1, column 4.
403             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
404         }
405     }
406 }
407
408 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
409 // the types of AST nodes.
410 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
411 pub struct CReaderCacheKey {
412     pub cnum: CrateNum,
413     pub pos: usize,
414 }
415
416 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
417 // through the type during type construction, so that we can quickly
418 // check whether the type has various kinds of types in it without
419 // recursing over the type itself.
420 bitflags! {
421     pub struct TypeFlags: u32 {
422         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
423         const HAS_SELF           = 1 << 1;
424         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
425         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
426         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 4;
427
428         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
429         /// determine whether substitition is required, since those
430         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
431         /// hence may be substituted.
432         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
433
434         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
435         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
436         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
437
438         /// Is an error type reachable?
439         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
440         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
441
442         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
443         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
444
445         // `true` if there are "names" of types and regions and so forth
446         // that are local to a particular fn
447         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
448
449         // Present if the type belongs in a local type context.
450         // Only set for Infer other than Fresh.
451         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
452
453         // Is there a projection that does not involve a bound region?
454         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
455         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
456
457         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
458         /// if a global bound is safe to evaluate.
459         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
460
461         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 14;
462
463         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
464                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
465                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
466
467         // Flags representing the nominal content of a type,
468         // computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
469         // flag, it should be added here too.
470         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
472                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
478                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
481                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
482                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
483                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits;
484     }
485 }
486
487 pub struct TyS<'tcx> {
488     pub sty: TyKind<'tcx>,
489     pub flags: TypeFlags,
490
491     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
492     /// binder such that
493     ///
494     /// (a) the binder itself captures nothing but
495     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
496     ///     by some sub-binder.
497     ///
498     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
499     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
500     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
501     /// late-bound region with debruijn index `D`, this would be `D + 1`
502     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
503     /// by an inner binder.
504     ///
505     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
506     /// debruijn indices within the type are contained within `0..D`
507     /// (exclusive).
508     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
509 }
510
511 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
512 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
513 static_assert!(MEM_SIZE_OF_TY_S: ::std::mem::size_of::<TyS<'_>>() == 32);
514
515 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
516     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
517         self.sty.cmp(&other.sty)
518     }
519 }
520
521 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
522     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
523         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
524     }
525 }
526
527 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
528     #[inline]
529     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
530         ptr::eq(self, other)
531     }
532 }
533 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
534
535 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
536     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
537         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
538     }
539 }
540
541 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
542     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
543         match self.sty {
544             TyKind::Bool |
545             TyKind::Char |
546             TyKind::Int(_) |
547             TyKind::Uint(_) |
548             TyKind::Float(_) |
549             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
550             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
551             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
552             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
553             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
554             _ => false,
555         }
556     }
557
558     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
559         match self.sty {
560             TyKind::Opaque(..) |
561             TyKind::FnDef(..) |
562             TyKind::FnPtr(..) |
563             TyKind::Dynamic(..) |
564             TyKind::Closure(..) |
565             TyKind::Infer(..) |
566             TyKind::Projection(..) => false,
567             _ => true,
568         }
569     }
570 }
571
572 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
573     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
574                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
575                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
576         let ty::TyS {
577             ref sty,
578
579             // The other fields just provide fast access to information that is
580             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
581             flags: _,
582
583             outer_exclusive_binder: _,
584         } = *self;
585
586         sty.hash_stable(hcx, hasher);
587     }
588 }
589
590 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
591
592 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
593 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
594
595 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
596
597 extern {
598     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
599     type OpaqueListContents;
600 }
601
602 /// A wrapper for slices with the additional invariant
603 /// that the slice is interned and no other slice with
604 /// the same contents can exist in the same context.
605 /// This means we can use pointer for both
606 /// equality comparisons and hashing.
607 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
608 #[repr(C)]
609 pub struct List<T> {
610     len: usize,
611     data: [T; 0],
612     opaque: OpaqueListContents,
613 }
614
615 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
616
617 impl<T: Copy> List<T> {
618     #[inline]
619     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
620         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
621         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
622         assert!(slice.len() != 0);
623
624         // Align up the size of the len (usize) field
625         let align = mem::align_of::<T>();
626         let align_mask = align - 1;
627         let offset = mem::size_of::<usize>();
628         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
629
630         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
631
632         let mem = arena.alloc_raw(
633             size,
634             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
635         unsafe {
636             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
637             // Write the length
638             result.len = slice.len();
639
640             // Write the elements
641             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
642             arena_slice.copy_from_slice(slice);
643
644             result
645         }
646     }
647 }
648
649 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
650     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
651         (**self).fmt(f)
652     }
653 }
654
655 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
656     #[inline]
657     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
658         (**self).encode(s)
659     }
660 }
661
662 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
663     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
664         if self == other { Ordering::Equal } else {
665             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
666         }
667     }
668 }
669
670 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
671     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
672         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
673             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
674         }
675     }
676 }
677
678 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
679     #[inline]
680     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
681         ptr::eq(self, other)
682     }
683 }
684 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
685
686 impl<T> Hash for List<T> {
687     #[inline]
688     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
689         (self as *const List<T>).hash(s)
690     }
691 }
692
693 impl<T> Deref for List<T> {
694     type Target = [T];
695     #[inline(always)]
696     fn deref(&self) -> &[T] {
697         unsafe {
698             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
699         }
700     }
701 }
702
703 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
704     type Item = &'a T;
705     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
706     #[inline(always)]
707     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
708         self[..].iter()
709     }
710 }
711
712 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
713
714 impl<T> List<T> {
715     #[inline(always)]
716     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
717         #[repr(align(64), C)]
718         struct EmptySlice([u8; 64]);
719         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
720         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
721         unsafe {
722             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
723         }
724     }
725 }
726
727 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
728 pub struct UpvarPath {
729     pub hir_id: hir::HirId,
730 }
731
732 /// Upvars do not get their own node-id. Instead, we use the pair of
733 /// the original var id (that is, the root variable that is referenced
734 /// by the upvar) and the id of the closure expression.
735 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
736 pub struct UpvarId {
737     pub var_path: UpvarPath,
738     pub closure_expr_id: LocalDefId,
739 }
740
741 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
742 pub enum BorrowKind {
743     /// Data must be immutable and is aliasable.
744     ImmBorrow,
745
746     /// Data must be immutable but not aliasable.  This kind of borrow
747     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
748     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
749     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
750     ///
751     ///    let x: &mut isize = ...;
752     ///    let y = || *x += 5;
753     ///
754     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
755     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
756     ///
757     ///    struct Env { x: & &mut isize }
758     ///    let x: &mut isize = ...;
759     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
760     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
761     ///
762     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
763     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
764     /// an `&mut` borrow:
765     ///
766     ///    struct Env { x: & &mut isize }
767     ///    let x: &mut isize = ...;
768     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
769     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
770     ///
771     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
772     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
773     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
774     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
775     /// borrow is hidden.
776     ///
777     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
778     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
779     /// simplicity, we don't give users the way to express this
780     /// borrow, it's just used when translating closures.
781     UniqueImmBorrow,
782
783     /// Data is mutable and not aliasable.
784     MutBorrow
785 }
786
787 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
788 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
789 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
790 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
791     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
792     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
793     /// depending on inference.
794     ByValue,
795
796     /// Upvar is captured by reference.
797     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
798 }
799
800 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
801 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
802     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
803     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
804     /// syntax.
805     pub kind: BorrowKind,
806
807     /// Region of the resulting reference.
808     pub region: ty::Region<'tcx>,
809 }
810
811 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
812
813 #[derive(Copy, Clone)]
814 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
815     pub def: Def,
816     pub span: Span,
817     pub ty: Ty<'tcx>,
818 }
819
820 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
821 pub enum IntVarValue {
822     IntType(ast::IntTy),
823     UintType(ast::UintTy),
824 }
825
826 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
827 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
828
829 impl ty::EarlyBoundRegion {
830     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
831         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
832     }
833
834     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
835     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
836     pub fn has_name(&self) -> bool {
837         self.name != keywords::UnderscoreLifetime.name().as_interned_str()
838     }
839 }
840
841 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
842 pub enum GenericParamDefKind {
843     Lifetime,
844     Type {
845         has_default: bool,
846         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
847         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
848     }
849 }
850
851 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable)]
852 pub struct GenericParamDef {
853     pub name: InternedString,
854     pub def_id: DefId,
855     pub index: u32,
856
857     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
858     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
859     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
860     pub pure_wrt_drop: bool,
861
862     pub kind: GenericParamDefKind,
863 }
864
865 impl GenericParamDef {
866     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
867         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
868             ty::EarlyBoundRegion {
869                 def_id: self.def_id,
870                 index: self.index,
871                 name: self.name,
872             }
873         } else {
874             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
875         }
876     }
877
878     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
879         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
880             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
881         } else {
882             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
883         }
884     }
885 }
886
887 #[derive(Default)]
888 pub struct GenericParamCount {
889     pub lifetimes: usize,
890     pub types: usize,
891 }
892
893 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
894 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
895 ///
896 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
897 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
898 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
899 pub struct Generics {
900     pub parent: Option<DefId>,
901     pub parent_count: usize,
902     pub params: Vec<GenericParamDef>,
903
904     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
905     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
906
907     pub has_self: bool,
908     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
909 }
910
911 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
912     pub fn count(&self) -> usize {
913         self.parent_count + self.params.len()
914     }
915
916     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
917         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
918         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
919         // presence of this method will be a constant reminder.
920         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
921
922         for param in &self.params {
923             match param.kind {
924                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
925                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
926             };
927         }
928
929         own_counts
930     }
931
932     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
933         for param in &self.params {
934             match param.kind {
935                 GenericParamDefKind::Type { .. } => return true,
936                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
937             }
938         }
939         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
940             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
941             parent.requires_monomorphization(tcx)
942         } else {
943             false
944         }
945     }
946
947     pub fn region_param(&'tcx self,
948                         param: &EarlyBoundRegion,
949                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
950                         -> &'tcx GenericParamDef
951     {
952         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
953             let param = &self.params[index as usize];
954             match param.kind {
955                 ty::GenericParamDefKind::Lifetime => param,
956                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
957             }
958         } else {
959             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
960                .region_param(param, tcx)
961         }
962     }
963
964     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
965     pub fn type_param(&'tcx self,
966                       param: &ParamTy,
967                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
968                       -> &'tcx GenericParamDef {
969         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
970             let param = &self.params[index as usize];
971             match param.kind {
972                 ty::GenericParamDefKind::Type {..} => param,
973                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
974             }
975         } else {
976             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
977                .type_param(param, tcx)
978         }
979     }
980 }
981
982 /// Bounds on generics.
983 #[derive(Clone, Default)]
984 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
985     pub parent: Option<DefId>,
986     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
987 }
988
989 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
990 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
991
992 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
993     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
994                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
995         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
996         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
997         instantiated
998     }
999
1000     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
1001                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1002         InstantiatedPredicates {
1003             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1004         }
1005     }
1006
1007     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1008                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1009                         substs: &Substs<'tcx>) {
1010         if let Some(def_id) = self.parent {
1011             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1012         }
1013         instantiated.predicates.extend(
1014             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1015         );
1016     }
1017
1018     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1019                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1020         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1021         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1022         instantiated
1023     }
1024
1025     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1026                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1027         if let Some(def_id) = self.parent {
1028             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1029         }
1030         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1031     }
1032
1033     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1034                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1035                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1036     {
1037         assert_eq!(self.parent, None);
1038         InstantiatedPredicates {
1039             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1040                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1041             }).collect()
1042         }
1043     }
1044 }
1045
1046 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1047 pub enum Predicate<'tcx> {
1048     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1049     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1050     /// would be the type parameters.
1051     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1052
1053     /// where `'a: 'b`
1054     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1055
1056     /// where `T: 'a`
1057     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1058
1059     /// where `<T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1060     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1061     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1062
1063     /// no syntax: `T` well-formed
1064     WellFormed(Ty<'tcx>),
1065
1066     /// trait must be object-safe
1067     ObjectSafe(DefId),
1068
1069     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1070     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1071     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1072     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1073
1074     /// `T1 <: T2`
1075     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1076
1077     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1078     ConstEvaluatable(DefId, &'tcx Substs<'tcx>),
1079 }
1080
1081 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1082 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1083 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1084 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1085 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1086 /// item.
1087 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1088     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1089     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1090     /// bounds, it will have no entry.
1091     pub predicates: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>>,
1092
1093     /// An empty vector, useful for cloning.
1094     pub empty_predicate: Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>,
1095 }
1096
1097 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1098     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1099         self
1100     }
1101 }
1102
1103 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1104     /// Performs a substitution suitable for going from a
1105     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1106     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1107     /// substitution in terms of what happens with bound regions.  See
1108     /// lengthy comment below for details.
1109     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1110                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1111                             -> ty::Predicate<'tcx>
1112     {
1113         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1114         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1115         //
1116         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1117         //
1118         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1119         //     trait Bar<'b,'c> { }
1120         //
1121         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1122         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1123         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1124         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1125         // normal substitution.
1126         //
1127         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1128         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1129         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1130         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1131         // `'a`.
1132         //
1133         // Another example to be careful of is this:
1134         //
1135         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1136         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1137         //
1138         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1139         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1140         // reason is similar to the previous example: any impl of
1141         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1142         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1143         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1144         //
1145         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1146         // consider the more complicated scenario:
1147         //
1148         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1149         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1150         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1151         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1152         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1153         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1154         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1155         //   DB index of 1.
1156         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1157         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1158         //   just as we wanted.
1159         //
1160         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1161         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1162         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1163         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1164         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1165         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1166         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1167         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1168         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1169         // substitution code expects equal binding levels in the values
1170         // from the substitution and the value being substituted into, and
1171         // this trick achieves that).
1172
1173         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1174         match *self {
1175             Predicate::Trait(ref binder) =>
1176                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1177             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1178                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1179             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1180                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1181             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1182                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1183             Predicate::Projection(ref binder) =>
1184                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1185             Predicate::WellFormed(data) =>
1186                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1187             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1188                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1189             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1190                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1191             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1192                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1193         }
1194     }
1195 }
1196
1197 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1198 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1199     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1200 }
1201
1202 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1203
1204 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1205     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1206         self.trait_ref.def_id
1207     }
1208
1209     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1210         self.trait_ref.input_types()
1211     }
1212
1213     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1214         self.trait_ref.self_ty()
1215     }
1216 }
1217
1218 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1219     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1220         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1221         self.skip_binder().def_id()
1222     }
1223 }
1224
1225 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1226 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1227 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1228 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1229                                                            ty::Region<'tcx>>;
1230 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1231                                                          ty::Region<'tcx>>;
1232 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1233 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1234
1235 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1236 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1237     pub a_is_expected: bool,
1238     pub a: Ty<'tcx>,
1239     pub b: Ty<'tcx>
1240 }
1241 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1242
1243 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1244 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1245 ///
1246 /// 1. `T: TraitRef<..., Item=Type>`
1247 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1248 ///
1249 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1250 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1251 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1252 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1253 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1254 /// instances to normalize the LHS.
1255 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1256 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1257     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1258     pub ty: Ty<'tcx>,
1259 }
1260
1261 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1262
1263 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1264     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1265     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1266         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1267     }
1268
1269     #[inline]
1270     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1271         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1272         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1273         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1274         // return value, so we are preserving the number of binding
1275         // levels.
1276         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1277     }
1278
1279     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1280         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1281     }
1282
1283     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1284     ///
1285     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1286     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1287     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1288         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1289         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1290     }
1291 }
1292
1293 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1294     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1295 }
1296
1297 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1298     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1299         ty::Binder::dummy(self.clone())
1300     }
1301 }
1302
1303 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1304     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1305         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1306     }
1307 }
1308
1309 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1310     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1311 }
1312
1313 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1314     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1315         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1316             trait_ref: self.clone()
1317         }))
1318     }
1319 }
1320
1321 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1322     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1323         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1324     }
1325 }
1326
1327 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1328     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1329         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1330     }
1331 }
1332
1333 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1334     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1335         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1336     }
1337 }
1338
1339 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1340     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1341         Predicate::Projection(self.clone())
1342     }
1343 }
1344
1345 // A custom iterator used by Predicate::walk_tys.
1346 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1347     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1348           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1349           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1350 {
1351     None,
1352     One(Ty<'tcx>),
1353     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1354     Types(I),
1355     InputTypes(J),
1356     ProjectionTypes(K)
1357 }
1358
1359 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1360     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1361           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1362           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1363 {
1364     type Item = Ty<'tcx>;
1365
1366     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1367         match *self {
1368             WalkTysIter::None => None,
1369             WalkTysIter::One(item) => {
1370                 *self = WalkTysIter::None;
1371                 Some(item)
1372             },
1373             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1374                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1375                 Some(item1)
1376             },
1377             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1378                 iter.next()
1379             },
1380             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1381                 iter.next()
1382             },
1383             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1384                 iter.next()
1385             }
1386         }
1387     }
1388 }
1389
1390 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1391     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1392     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1393     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1394     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1395         match *self {
1396             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1397                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1398             }
1399             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1400                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1401                 WalkTysIter::Two(a, b)
1402             }
1403             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1404                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1405             }
1406             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1407                 WalkTysIter::None
1408             }
1409             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1410                 let inner = data.skip_binder();
1411                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1412                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1413             }
1414             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1415                 WalkTysIter::One(data)
1416             }
1417             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1418                 WalkTysIter::None
1419             }
1420             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1421                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1422             }
1423             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1424                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1425             }
1426         }
1427     }
1428
1429     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1430         match *self {
1431             Predicate::Trait(ref t) => {
1432                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1433             }
1434             Predicate::Projection(..) |
1435             Predicate::Subtype(..) |
1436             Predicate::RegionOutlives(..) |
1437             Predicate::WellFormed(..) |
1438             Predicate::ObjectSafe(..) |
1439             Predicate::ClosureKind(..) |
1440             Predicate::TypeOutlives(..) |
1441             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1442                 None
1443             }
1444         }
1445     }
1446
1447     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1448         match *self {
1449             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1450                 Some(data)
1451             }
1452             Predicate::Trait(..) |
1453             Predicate::Projection(..) |
1454             Predicate::Subtype(..) |
1455             Predicate::RegionOutlives(..) |
1456             Predicate::WellFormed(..) |
1457             Predicate::ObjectSafe(..) |
1458             Predicate::ClosureKind(..) |
1459             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1460                 None
1461             }
1462         }
1463     }
1464 }
1465
1466 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1467 /// parameters.  Should eventually be generalized into a flag list of
1468 /// where clauses.  You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1469 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1470 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1471 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1472 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1473 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1474 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1475 /// their values.
1476 ///
1477 /// Example:
1478 ///
1479 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1480 ///
1481 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1482 /// `[[], [U:Bar<T>]]`.  Now if there were some particular reference
1483 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1484 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1485 #[derive(Clone)]
1486 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1487     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1488 }
1489
1490 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1491     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1492         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1493     }
1494
1495     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1496         self.predicates.is_empty()
1497     }
1498 }
1499
1500 /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1501 /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1502 /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1503 /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1504 /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1505 /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1506 /// new names.
1507 ///
1508 /// To make this more concrete, consider this program:
1509 ///
1510 /// ```
1511 /// struct Foo { }
1512 /// fn bar<T>(x: T) {
1513 ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1514 /// }
1515 /// ```
1516 ///
1517 /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1518 /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1519 /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1520 /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1521 /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1522 /// name it inside the fn type but not outside.
1523 ///
1524 /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1525 /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1526 /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1527 /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1528 /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1529 /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1530 /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1531 /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1532 /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1533 /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1534 /// use for checking generic functions.
1535 newtype_index! {
1536     pub struct UniverseIndex {
1537         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1538     }
1539 }
1540
1541 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1542
1543 impl UniverseIndex {
1544     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1545
1546     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1547     /// is considered to extend all previous universes. This
1548     /// corresponds to entering a `forall` quantifier.  So, for
1549     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1550     ///
1551     /// ```
1552     /// for<'a> fn(&'a u32)
1553     /// ```
1554     ///
1555     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1556     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1557     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1558     /// `U` because it was not in scope there.
1559     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1560         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1561     }
1562
1563     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1564     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1565     /// `other` (`self >= other`).
1566     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1567         self.private >= other.private
1568     }
1569
1570     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1571     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1572     /// those in `other` (`self < other`).
1573     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1574         self.private < other.private
1575     }
1576 }
1577
1578 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1579 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1580 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1581 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1582 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1583 /// another.
1584 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1585 pub struct Placeholder<T> {
1586     pub universe: UniverseIndex,
1587     pub name: T,
1588 }
1589
1590 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1591     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1592 {
1593     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1594         &self,
1595         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1596         hasher: &mut StableHasher<W>
1597     ) {
1598         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1599         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1600     }
1601 }
1602
1603 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1604
1605 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1606
1607 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1608 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1609 /// particular point.
1610 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1611 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1612     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1613     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1614     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1615     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1616
1617     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1618     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1619     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1620     pub reveal: traits::Reveal,
1621
1622     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1623     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1624     /// solver).
1625     pub def_id: Option<DefId>,
1626 }
1627
1628 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1629     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1630     /// there are no where clauses in scope. Hidden types (like `impl
1631     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1632     /// type-checking.
1633     #[inline]
1634     pub fn empty() -> Self {
1635         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1636     }
1637
1638     /// Construct a trait environment with no where clauses in scope
1639     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1640     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1641     /// environments like codegen or doing optimizations.
1642     ///
1643     /// N.B. If you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1644     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1645     #[inline]
1646     pub fn reveal_all() -> Self {
1647         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1648     }
1649
1650     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1651     #[inline]
1652     pub fn new(
1653         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1654         reveal: Reveal,
1655         def_id: Option<DefId>
1656     ) -> Self {
1657         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1658     }
1659
1660     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1661     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1662     /// (even for associated types that are specializable).  This is
1663     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1664     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1665     /// which is the default.
1666     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1667         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1668     }
1669
1670     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1671     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1672         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1673     }
1674
1675     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1676     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1677     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1678     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1679     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1680     /// invisible.
1681     ///
1682     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1683     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1684     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1685     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1686     /// although the surrounding function is never reachable.
1687     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1688         match self.reveal {
1689             Reveal::UserFacing => {
1690                 ParamEnvAnd {
1691                     param_env: self,
1692                     value,
1693                 }
1694             }
1695
1696             Reveal::All => {
1697                 if value.has_placeholders()
1698                     || value.needs_infer()
1699                     || value.has_param_types()
1700                     || value.has_self_ty()
1701                 {
1702                     ParamEnvAnd {
1703                         param_env: self,
1704                         value,
1705                     }
1706                 } else {
1707                     ParamEnvAnd {
1708                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1709                         value,
1710                     }
1711                 }
1712             }
1713         }
1714     }
1715 }
1716
1717 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1718 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1719     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1720     pub value: T,
1721 }
1722
1723 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1724     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1725         (self.param_env, self.value)
1726     }
1727 }
1728
1729 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1730     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1731 {
1732     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1733                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1734                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1735         let ParamEnvAnd {
1736             ref param_env,
1737             ref value
1738         } = *self;
1739
1740         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1741         value.hash_stable(hcx, hasher);
1742     }
1743 }
1744
1745 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
1746 pub struct Destructor {
1747     /// The def-id of the destructor method
1748     pub did: DefId,
1749 }
1750
1751 bitflags! {
1752     pub struct AdtFlags: u32 {
1753         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1754         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1755         const IS_UNION            = 1 << 1;
1756         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1757         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1758         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1759         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1760         const IS_BOX              = 1 << 6;
1761         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1762         const IS_ARC              = 1 << 7;
1763         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1764         const IS_RC               = 1 << 8;
1765         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1766         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1767         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1768     }
1769 }
1770
1771 bitflags! {
1772     pub struct VariantFlags: u32 {
1773         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1774         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1775         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1776     }
1777 }
1778
1779 #[derive(Debug)]
1780 pub struct VariantDef {
1781     /// The variant's `DefId`. If this is a tuple-like struct,
1782     /// this is the `DefId` of the struct's ctor.
1783     pub did: DefId,
1784     pub ident: Ident, // struct's name if this is a struct
1785     pub discr: VariantDiscr,
1786     pub fields: Vec<FieldDef>,
1787     pub ctor_kind: CtorKind,
1788     flags: VariantFlags,
1789 }
1790
1791 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1792     /// Create a new `VariantDef`.
1793     ///
1794     /// - `did` is the DefId used for the variant - for tuple-structs, it is the constructor DefId,
1795     /// and for everything else, it is the variant DefId.
1796     /// - `attribute_def_id` is the DefId that has the variant's attributes.
1797     /// this is the struct DefId for structs, and the variant DefId for variants.
1798     ///
1799     /// Note that we *could* use the constructor DefId, because the constructor attributes
1800     /// redirect to the base attributes, but compiling a small crate requires
1801     /// loading the AdtDefs for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1802     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1803     ///
1804     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1805     /// remove this hack and use the constructor DefId everywhere.
1806     pub fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1807                did: DefId,
1808                ident: Ident,
1809                discr: VariantDiscr,
1810                fields: Vec<FieldDef>,
1811                adt_kind: AdtKind,
1812                ctor_kind: CtorKind,
1813                attribute_def_id: DefId)
1814                -> Self
1815     {
1816         debug!("VariantDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, ident, discr,
1817                fields, adt_kind, ctor_kind, attribute_def_id);
1818         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1819         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(attribute_def_id, "non_exhaustive") {
1820             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", did);
1821             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1822         }
1823         VariantDef {
1824             did,
1825             ident,
1826             discr,
1827             fields,
1828             ctor_kind,
1829             flags
1830         }
1831     }
1832
1833     #[inline]
1834     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1835         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1836     }
1837 }
1838
1839 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1840     did,
1841     ident -> (ident.name),
1842     discr,
1843     fields,
1844     ctor_kind,
1845     flags
1846 });
1847
1848 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1849 pub enum VariantDiscr {
1850     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1851     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1852     Explicit(DefId),
1853
1854     /// The previous variant's discriminant plus one.
1855     /// For efficiency reasons, the distance from the
1856     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1857     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1858     Relative(u32),
1859 }
1860
1861 #[derive(Debug)]
1862 pub struct FieldDef {
1863     pub did: DefId,
1864     pub ident: Ident,
1865     pub vis: Visibility,
1866 }
1867
1868 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1869 ///
1870 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs`
1871 /// table.
1872 pub struct AdtDef {
1873     pub did: DefId,
1874     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1875     flags: AdtFlags,
1876     pub repr: ReprOptions,
1877 }
1878
1879 impl PartialOrd for AdtDef {
1880     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1881         Some(self.cmp(&other))
1882     }
1883 }
1884
1885 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1886 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1887 impl Ord for AdtDef {
1888     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1889         self.did.cmp(&other.did)
1890     }
1891 }
1892
1893 impl PartialEq for AdtDef {
1894     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1895     #[inline]
1896     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1897 }
1898
1899 impl Eq for AdtDef {}
1900
1901 impl Hash for AdtDef {
1902     #[inline]
1903     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1904         (self as *const AdtDef).hash(s)
1905     }
1906 }
1907
1908 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1909     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1910         self.did.encode(s)
1911     }
1912 }
1913
1914 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1915
1916
1917 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1918     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1919                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1920                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1921         thread_local! {
1922             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1923         }
1924
1925         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1926             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1927             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1928                 let ty::AdtDef {
1929                     did,
1930                     ref variants,
1931                     ref flags,
1932                     ref repr,
1933                 } = *self;
1934
1935                 let mut hasher = StableHasher::new();
1936                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1937                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1938                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1939                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1940
1941                 hasher.finish()
1942            })
1943         });
1944
1945         hash.hash_stable(hcx, hasher);
1946     }
1947 }
1948
1949 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
1950 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
1951
1952 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
1953     fn into(self) -> DataTypeKind {
1954         match self {
1955             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
1956             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
1957             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
1958         }
1959     }
1960 }
1961
1962 bitflags! {
1963     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1964     pub struct ReprFlags: u8 {
1965         const IS_C               = 1 << 0;
1966         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1967         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1968         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1969         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1970
1971         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1972         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
1973                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
1974                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1975     }
1976 }
1977
1978 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
1979     bits
1980 });
1981
1982 /// Represents the repr options provided by the user,
1983 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1984 pub struct ReprOptions {
1985     pub int: Option<attr::IntType>,
1986     pub align: u32,
1987     pub pack: u32,
1988     pub flags: ReprFlags,
1989 }
1990
1991 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
1992     align,
1993     pack,
1994     int,
1995     flags
1996 });
1997
1998 impl ReprOptions {
1999     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2000         let mut flags = ReprFlags::empty();
2001         let mut size = None;
2002         let mut max_align = 0;
2003         let mut min_pack = 0;
2004         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2005             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2006                 flags.insert(match r {
2007                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2008                     attr::ReprPacked(pack) => {
2009                         min_pack = if min_pack > 0 {
2010                             cmp::min(pack, min_pack)
2011                         } else {
2012                             pack
2013                         };
2014                         ReprFlags::empty()
2015                     },
2016                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2017                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2018                     attr::ReprInt(i) => {
2019                         size = Some(i);
2020                         ReprFlags::empty()
2021                     },
2022                     attr::ReprAlign(align) => {
2023                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2024                         ReprFlags::empty()
2025                     },
2026                 });
2027             }
2028         }
2029
2030         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2031         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.item_path_str(did))) {
2032             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2033         }
2034         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2035     }
2036
2037     #[inline]
2038     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2039     #[inline]
2040     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2041     #[inline]
2042     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2043     #[inline]
2044     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2045     #[inline]
2046     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2047
2048     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2049         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2050     }
2051
2052     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2053     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2054     /// single pointer.
2055     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2056         self.c() || self.int.is_some()
2057     }
2058
2059     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2060     /// optimizations, such as with repr(C), repr(packed(1)), or repr(<int>).
2061     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2062         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.pack == 1 ||
2063             self.int.is_some()
2064     }
2065
2066     /// Returns true if this `#[repr()]` should inhibit union abi optimisations
2067     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2068         self.c()
2069     }
2070
2071 }
2072
2073 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2074     fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2075            did: DefId,
2076            kind: AdtKind,
2077            variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2078            repr: ReprOptions) -> Self {
2079         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2080         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2081
2082         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
2083             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2084             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2085         }
2086         flags |= match kind {
2087             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2088             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2089             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2090         };
2091
2092         if let AdtKind::Struct = kind {
2093             let variant_def = &variants[VariantIdx::new(0)];
2094             let def_key = tcx.def_key(variant_def.did);
2095             match def_key.disambiguated_data.data {
2096                 DefPathData::StructCtor => flags |= AdtFlags::HAS_CTOR,
2097                 _ => (),
2098             }
2099         }
2100
2101         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2102         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
2103             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2104         }
2105         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2106             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2107         }
2108         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2109             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2110         }
2111         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2112             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2113         }
2114         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2115             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2116         }
2117
2118         AdtDef {
2119             did,
2120             variants,
2121             flags,
2122             repr,
2123         }
2124     }
2125
2126     #[inline]
2127     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2128         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2129     }
2130
2131     #[inline]
2132     pub fn is_union(&self) -> bool {
2133         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2134     }
2135
2136     #[inline]
2137     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2138         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2139     }
2140
2141     #[inline]
2142     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2143         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2144     }
2145
2146     /// Returns the kind of the ADT.
2147     #[inline]
2148     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2149         if self.is_enum() {
2150             AdtKind::Enum
2151         } else if self.is_union() {
2152             AdtKind::Union
2153         } else {
2154             AdtKind::Struct
2155         }
2156     }
2157
2158     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2159         match self.adt_kind() {
2160             AdtKind::Struct => "struct",
2161             AdtKind::Union => "union",
2162             AdtKind::Enum => "enum",
2163         }
2164     }
2165
2166     #[inline]
2167     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2168         match self.adt_kind() {
2169             AdtKind::Struct => "struct",
2170             AdtKind::Union => "union",
2171             AdtKind::Enum => "variant",
2172         }
2173     }
2174
2175     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2176     #[inline]
2177     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2178         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2179     }
2180
2181     /// Returns whether this type is `#[fundamental]` for the purposes
2182     /// of coherence checking.
2183     #[inline]
2184     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2185         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2186     }
2187
2188     /// Returns `true` if this is PhantomData<T>.
2189     #[inline]
2190     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2191         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2192     }
2193
2194     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2195     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2196         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2197     }
2198
2199     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2200     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2201         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2202     }
2203
2204     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2205     #[inline]
2206     pub fn is_box(&self) -> bool {
2207         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2208     }
2209
2210     /// Returns whether this type has a destructor.
2211     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2212         self.destructor(tcx).is_some()
2213     }
2214
2215     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2216     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2217         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2218         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2219     }
2220
2221     #[inline]
2222     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Lrc<GenericPredicates<'gcx>> {
2223         tcx.predicates_of(self.did)
2224     }
2225
2226     /// Returns an iterator over all fields contained
2227     /// by this ADT.
2228     #[inline]
2229     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2230         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2231     }
2232
2233     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2234         !self.variants.is_empty() &&
2235             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2236     }
2237
2238     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2239         self.variants
2240             .iter()
2241             .find(|v| v.did == vid)
2242             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2243     }
2244
2245     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2246         self.variants
2247             .iter_enumerated()
2248             .find(|(_, v)| v.did == vid)
2249             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2250             .0
2251     }
2252
2253     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
2254         match def {
2255             Def::Variant(vid) | Def::VariantCtor(vid, ..) => self.variant_with_id(vid),
2256             Def::Struct(..) | Def::StructCtor(..) | Def::Union(..) |
2257             Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) | Def::SelfTy(..) |
2258             Def::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2259             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
2260         }
2261     }
2262
2263     #[inline]
2264     pub fn eval_explicit_discr(
2265         &self,
2266         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2267         expr_did: DefId,
2268     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2269         let param_env = ParamEnv::empty();
2270         let repr_type = self.repr.discr_type();
2271         let substs = Substs::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2272         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2273         let cid = GlobalId {
2274             instance,
2275             promoted: None
2276         };
2277         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2278             Ok(val) => {
2279                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2280                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2281                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2282                     Some(Discr {
2283                         val: b,
2284                         ty: val.ty,
2285                     })
2286                 } else {
2287                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2288                     ::mir::interpret::struct_error(
2289                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2290                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2291                     ).emit();
2292                     None
2293                 }
2294             }
2295             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2296                 if !expr_did.is_local() {
2297                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2298                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2299                          in its crate but failed locally");
2300                 }
2301                 None
2302             }
2303             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2304                 tcx.def_span(expr_did),
2305                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2306             ),
2307         }
2308     }
2309
2310     #[inline]
2311     pub fn discriminants(
2312         &'a self,
2313         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2314     ) -> impl Iterator<Item=(VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2315         let repr_type = self.repr.discr_type();
2316         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2317         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2318         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2319             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2320             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2321                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2322                     discr = new_discr;
2323                 }
2324             }
2325             prev_discr = Some(discr);
2326
2327             (i, discr)
2328         })
2329     }
2330
2331     /// Compute the discriminant value used by a specific variant.
2332     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2333     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2334     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2335     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2336     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2337                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2338                                     variant_index: VariantIdx)
2339                                     -> Discr<'tcx> {
2340         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2341         let explicit_value = val
2342             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2343             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2344         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2345     }
2346
2347     /// Yields a DefId for the discriminant and an offset to add to it
2348     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2349     /// inferred discriminant directly
2350     pub fn discriminant_def_for_variant(
2351         &self,
2352         variant_index: VariantIdx,
2353     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2354         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2355         let expr_did;
2356         loop {
2357             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2358                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2359                     expr_did = None;
2360                     break;
2361                 },
2362                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2363                     explicit_index -= distance;
2364                 }
2365                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2366                     expr_did = Some(did);
2367                     break;
2368                 }
2369             }
2370         }
2371         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2372     }
2373
2374     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2375         tcx.adt_destructor(self.did)
2376     }
2377
2378     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2379     /// if that type is Sized, or `TyErr` if this type is recursive.
2380     ///
2381     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is Sized is
2382     /// actually more expressive than checking all members:
2383     /// the Sized trait is inductive, so an associated type that references
2384     /// Self would prevent its containing ADT from being Sized.
2385     ///
2386     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2387     /// the associated type is behind a pointer, e.g., issue #31299.
2388     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2389         match tcx.try_adt_sized_constraint(DUMMY_SP, self.did) {
2390             Ok(tys) => tys,
2391             Err(mut bug) => {
2392                 debug!("adt_sized_constraint: {:?} is recursive", self);
2393                 // This should be reported as an error by `check_representable`.
2394                 //
2395                 // Consider the type as Sized in the meanwhile to avoid
2396                 // further errors. Delay our `bug` diagnostic here to get
2397                 // emitted later as well in case we accidentally otherwise don't
2398                 // emit an error.
2399                 bug.delay_as_bug();
2400                 tcx.intern_type_list(&[tcx.types.err])
2401             }
2402         }
2403     }
2404
2405     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2406                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2407                                ty: Ty<'tcx>)
2408                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2409         let result = match ty.sty {
2410             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2411             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2412             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2413                 vec![]
2414             }
2415
2416             Str |
2417             Dynamic(..) |
2418             Slice(_) |
2419             Foreign(..) |
2420             Error |
2421             GeneratorWitness(..) => {
2422                 // these are never sized - return the target type
2423                 vec![ty]
2424             }
2425
2426             Tuple(ref tys) => {
2427                 match tys.last() {
2428                     None => vec![],
2429                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty)
2430                 }
2431             }
2432
2433             Adt(adt, substs) => {
2434                 // recursive case
2435                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2436                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2437                        ty, adt_tys);
2438                 adt_tys.iter()
2439                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2440                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2441                        .collect()
2442             }
2443
2444             Projection(..) | Opaque(..) => {
2445                 // must calculate explicitly.
2446                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2447                 vec![ty]
2448             }
2449
2450             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2451
2452             Param(..) => {
2453                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2454                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2455                 // it on the impl.
2456
2457                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2458                     Some(x) => x,
2459                     _ => return vec![ty]
2460                 };
2461                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2462                     def_id: sized_trait,
2463                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2464                 }).to_predicate();
2465                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2466                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2467                     vec![]
2468                 } else {
2469                     vec![ty]
2470                 }
2471             }
2472
2473             Placeholder(..) |
2474             Bound(..) |
2475             Infer(..) => {
2476                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2477                      ty)
2478             }
2479         };
2480         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2481         result
2482     }
2483 }
2484
2485 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2486     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: &Substs<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2487         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2488     }
2489 }
2490
2491 /// Represents the various closure traits in the Rust language. This
2492 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2493 /// desugaring) argument that the closure expects.
2494 ///
2495 /// You can get the environment type of a closure using
2496 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2497 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2498 pub enum ClosureKind {
2499     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2500     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2501     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2502     Fn,
2503     FnMut,
2504     FnOnce,
2505 }
2506
2507 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2508     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2509     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2510
2511     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2512         match *self {
2513             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2514             ClosureKind::FnMut => {
2515                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2516             }
2517             ClosureKind::FnOnce => {
2518                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2519             }
2520         }
2521     }
2522
2523     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2524     /// must also implement `other`.
2525     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2526         match (self, other) {
2527             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2528             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2529             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2530             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2531             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2532             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2533             _ => false,
2534         }
2535     }
2536
2537     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2538     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2539     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2540         match self {
2541             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2542             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2543             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2544         }
2545     }
2546 }
2547
2548 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2549     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2550     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2551     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2552     /// structs or variants. For example:
2553     ///
2554     /// ```notrust
2555     /// isize => { isize }
2556     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2557     /// [isize] => { [isize], isize }
2558     /// ```
2559     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2560         TypeWalker::new(self)
2561     }
2562
2563     /// Iterator that walks the immediate children of `self`.  Hence
2564     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2565     /// (but not `i32`, like `walk`).
2566     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2567         walk::walk_shallow(self)
2568     }
2569
2570     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2571     /// callback `f` on each type. If the callback returns false, then the
2572     /// children of the current type are ignored.
2573     ///
2574     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2575     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2576         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2577     {
2578         let mut walker = self.walk();
2579         while let Some(ty) = walker.next() {
2580             if !f(ty) {
2581                 walker.skip_current_subtree();
2582             }
2583         }
2584     }
2585 }
2586
2587 impl BorrowKind {
2588     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2589         match m {
2590             hir::MutMutable => MutBorrow,
2591             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2592         }
2593     }
2594
2595     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2596     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2597     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2598     /// question.
2599     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2600         match self {
2601             MutBorrow => hir::MutMutable,
2602             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2603
2604             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2605             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2606             // and hence is a safe "over approximation".
2607             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2608         }
2609     }
2610
2611     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2612         match *self {
2613             MutBorrow => "mutable",
2614             ImmBorrow => "immutable",
2615             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2616         }
2617     }
2618 }
2619
2620 #[derive(Debug, Clone)]
2621 pub enum Attributes<'gcx> {
2622     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2623     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2624 }
2625
2626 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2627     type Target = [ast::Attribute];
2628
2629     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2630         match self {
2631             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2632             &Attributes::Borrowed(data) => data
2633         }
2634     }
2635 }
2636
2637 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2638 pub enum ImplOverlapKind {
2639     /// These impls are always allowed to overlap.
2640     Permitted,
2641     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2642     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2643     ///
2644     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2645     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2646     ///
2647     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2648     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2649     ///
2650     /// ```
2651     /// trait Trait {}
2652     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2653     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2654     /// ```
2655     ///
2656     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2657     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2658     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2659     /// overlapping impls for it is sound.
2660     ///
2661     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2662     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2663     /// it has the following restrictions:
2664     ///
2665     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2666     /// positive impls.
2667     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2668     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2669     /// marker traits.
2670     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2671     ///
2672     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2673     Issue33140
2674 }
2675
2676 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2677     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2678         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2679     }
2680
2681     /// Returns an iterator of the def-ids for all body-owners in this
2682     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2683     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2684     pub fn body_owners(
2685         self,
2686     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2687         self.hir().krate()
2688                   .body_ids
2689                   .iter()
2690                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2691     }
2692
2693     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2694         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2695             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2696         });
2697     }
2698
2699     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2700         match self.hir().find(id) {
2701             Some(Node::Expr(e)) => {
2702                 e.span
2703             }
2704             Some(f) => {
2705                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2706             }
2707             None => {
2708                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2709             }
2710         }
2711     }
2712
2713     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2714         self.associated_items(id)
2715             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2716             .collect()
2717     }
2718
2719     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2720         self.associated_items(did).any(|item| {
2721             item.relevant_for_never()
2722         })
2723     }
2724
2725     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2726         let is_associated_item = if let Some(node_id) = self.hir().as_local_node_id(def_id) {
2727             match self.hir().get(node_id) {
2728                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2729                 _ => false,
2730             }
2731         } else {
2732             match self.describe_def(def_id).expect("no def for def-id") {
2733                 Def::AssociatedConst(_) | Def::Method(_) | Def::AssociatedTy(_) => true,
2734                 _ => false,
2735             }
2736         };
2737
2738         if is_associated_item {
2739             Some(self.associated_item(def_id))
2740         } else {
2741             None
2742         }
2743     }
2744
2745     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2746                                            parent_def_id: DefId,
2747                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2748                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2749                                            -> AssociatedItem {
2750         let def_id = self.hir().local_def_id(trait_item_ref.id.node_id);
2751         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2752             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2753             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2754                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2755             }
2756             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2757             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2758         };
2759
2760         AssociatedItem {
2761             ident: trait_item_ref.ident,
2762             kind,
2763             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2764             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.node_id, self),
2765             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2766             def_id,
2767             container: TraitContainer(parent_def_id),
2768             method_has_self_argument: has_self
2769         }
2770     }
2771
2772     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2773                                           parent_def_id: DefId,
2774                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2775                                           -> AssociatedItem {
2776         let def_id = self.hir().local_def_id(impl_item_ref.id.node_id);
2777         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2778             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2779             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2780                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2781             }
2782             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2783             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2784         };
2785
2786         AssociatedItem {
2787             ident: impl_item_ref.ident,
2788             kind,
2789             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2790             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.node_id, self),
2791             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2792             def_id,
2793             container: ImplContainer(parent_def_id),
2794             method_has_self_argument: has_self
2795         }
2796     }
2797
2798     pub fn field_index(self, node_id: NodeId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2799         let hir_id = self.hir().node_to_hir_id(node_id);
2800         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2801     }
2802
2803     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2804         variant.fields.iter().position(|field| {
2805             self.adjust_ident(ident, variant.did, DUMMY_NODE_ID).0 == field.ident.modern()
2806         })
2807     }
2808
2809     pub fn associated_items(
2810         self,
2811         def_id: DefId,
2812     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2813         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2814         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2815         // in place, so we use a hand-written iterator.
2816         //
2817         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2818         AssociatedItemsIterator {
2819             tcx: self,
2820             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2821             next_index: 0,
2822         }
2823     }
2824
2825     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2826     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2827     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2828                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2829     {
2830         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2831             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2832                 .map_or(false, |trait_ref| {
2833                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2834                 });
2835             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2836                 .map_or(false, |trait_ref| {
2837                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2838                 });
2839             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2840                 && trait1_is_empty
2841                 && trait2_is_empty
2842         } else {
2843             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2844                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2845                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2846             };
2847             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2848                 && is_marker_impl(def_id1)
2849                 && is_marker_impl(def_id2)
2850         };
2851
2852         if is_legit {
2853             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2854                   def_id1, def_id2);
2855             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2856         } else {
2857             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2858                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2859                     if self_ty1 == self_ty2 {
2860                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2861                                def_id1, def_id2);
2862                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2863                     } else {
2864                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2865                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2866                     }
2867                 }
2868             }
2869
2870             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2871                   def_id1, def_id2);
2872             None
2873         }
2874     }
2875
2876     // Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2877     // or variant or their constructors, panics otherwise.
2878     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2879         match def {
2880             Def::Variant(did) | Def::VariantCtor(did, ..) => {
2881                 let enum_did = self.parent_def_id(did).unwrap();
2882                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2883             }
2884             Def::Struct(did) | Def::Union(did) => {
2885                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2886             }
2887             Def::StructCtor(ctor_did, ..) => {
2888                 let did = self.parent_def_id(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2889                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2890             }
2891             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2892         }
2893     }
2894
2895     /// Given a `VariantDef`, returns the def-id of the `AdtDef` of which it is a part.
2896     pub fn adt_def_id_of_variant(self, variant_def: &'tcx VariantDef) -> DefId {
2897         let def_key = self.def_key(variant_def.did);
2898         match def_key.disambiguated_data.data {
2899             // for enum variants and tuple structs, the def-id of the ADT itself
2900             // is the *parent* of the variant
2901             DefPathData::EnumVariant(..) | DefPathData::StructCtor =>
2902                 DefId { krate: variant_def.did.krate, index: def_key.parent.unwrap() },
2903
2904             // otherwise, for structs and unions, they share a def-id
2905             _ => variant_def.did,
2906         }
2907     }
2908
2909     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2910         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2911             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2912         } else {
2913             let def_key = self.def_key(id);
2914             // The name of a StructCtor is that of its struct parent.
2915             if let hir_map::DefPathData::StructCtor = def_key.disambiguated_data.data {
2916                 self.item_name(DefId {
2917                     krate: id.krate,
2918                     index: def_key.parent.unwrap()
2919                 })
2920             } else {
2921                 def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2922                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2923                 })
2924             }
2925         }
2926     }
2927
2928     /// Return the possibly-auto-generated MIR of a (DefId, Subst) pair.
2929     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
2930                         -> &'gcx Mir<'gcx>
2931     {
2932         match instance {
2933             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2934                 self.optimized_mir(did)
2935             }
2936             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2937             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2938             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2939             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2940             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2941             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
2942             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
2943                 self.mir_shims(instance)
2944             }
2945         }
2946     }
2947
2948     /// Given the DefId of an item, returns its MIR, borrowed immutably.
2949     /// Returns None if there is no MIR for the DefId
2950     pub fn maybe_optimized_mir(self, did: DefId) -> Option<&'gcx Mir<'gcx>> {
2951         if self.is_mir_available(did) {
2952             Some(self.optimized_mir(did))
2953         } else {
2954             None
2955         }
2956     }
2957
2958     /// Get the attributes of a definition.
2959     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
2960         if let Some(id) = self.hir().as_local_node_id(did) {
2961             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
2962         } else {
2963             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
2964         }
2965     }
2966
2967     /// Determine whether an item is annotated with an attribute.
2968     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
2969         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2970     }
2971
2972     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2973     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2974         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2975     }
2976
2977     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2978         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2979     }
2980
2981     /// Given the def-id of an impl, return the def_id of the trait it implements.
2982     /// If it implements no trait, return `None`.
2983     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2984         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2985     }
2986
2987     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, return the
2988     /// def-id of the impl that the method belongs to. Otherwise, return `None`.
2989     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2990         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
2991             if let Some(Def::Method(_)) = self.describe_def(def_id) {
2992                 Some(self.associated_item(def_id))
2993             } else {
2994                 None
2995             }
2996         } else {
2997             self.opt_associated_item(def_id)
2998         };
2999
3000         item.and_then(|trait_item|
3001             match trait_item.container {
3002                 TraitContainer(_) => None,
3003                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3004             }
3005         )
3006     }
3007
3008     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3009     /// with the name of the crate containing the impl.
3010     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3011         if impl_did.is_local() {
3012             let node_id = self.hir().as_local_node_id(impl_did).unwrap();
3013             Ok(self.hir().span(node_id))
3014         } else {
3015             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3016         }
3017     }
3018
3019     // Hygienically compare a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with its
3020     // supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3021     // definition's parent/scope to perform comparison.
3022     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3023         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, DUMMY_NODE_ID).0 == def_name.modern()
3024     }
3025
3026     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: NodeId) -> (Ident, DefId) {
3027         ident = ident.modern();
3028         let target_expansion = match scope.krate {
3029             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3030             _ => Mark::root(),
3031         };
3032         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
3033             Some(actual_expansion) =>
3034                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3035             None if block == DUMMY_NODE_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
3036             None => self.hir().get_module_parent(block),
3037         };
3038         (ident, scope)
3039     }
3040 }
3041
3042 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
3043     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
3044     def_ids: Lrc<Vec<DefId>>,
3045     next_index: usize,
3046 }
3047
3048 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
3049     type Item = AssociatedItem;
3050
3051     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
3052         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3053         self.next_index += 1;
3054         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3055     }
3056 }
3057
3058 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
3059     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: NodeId, f: F) -> T where
3060         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
3061     {
3062         let def_id = self.hir().local_def_id(fid);
3063         match self.freevars(def_id) {
3064             None => f(&[]),
3065             Some(d) => f(&d),
3066         }
3067     }
3068 }
3069
3070 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
3071     let id = tcx.hir().as_local_node_id(def_id).unwrap();
3072     let parent_id = tcx.hir().get_parent(id);
3073     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id(parent_id);
3074     let parent_item = tcx.hir().expect_item(parent_id);
3075     match parent_item.node {
3076         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3077             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
3078                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3079                                                                         impl_item_ref);
3080                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3081                 return assoc_item;
3082             }
3083         }
3084
3085         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3086             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
3087                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3088                                                                          &parent_item.vis,
3089                                                                          trait_item_ref);
3090                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3091                 return assoc_item;
3092             }
3093         }
3094
3095         _ => { }
3096     }
3097
3098     span_bug!(parent_item.span,
3099               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3100               parent_item.node)
3101 }
3102
3103 /// Calculates the Sized-constraint.
3104 ///
3105 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3106 ///     - an obviously-unsized type
3107 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3108 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3109 ///       such.
3110 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3111 ///       check should catch this case.
3112 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3113                                   def_id: DefId)
3114                                   -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
3115     let def = tcx.adt_def(def_id);
3116
3117     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3118         v.fields.last()
3119     }).flat_map(|f| {
3120         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3121     }));
3122
3123     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3124
3125     result
3126 }
3127
3128 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3129                                      def_id: DefId)
3130                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
3131     let id = tcx.hir().as_local_node_id(def_id).unwrap();
3132     let item = tcx.hir().expect_item(id);
3133     let vec: Vec<_> = match item.node {
3134         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3135             trait_item_refs.iter()
3136                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3137                            .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.node_id))
3138                            .collect()
3139         }
3140         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3141             impl_item_refs.iter()
3142                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3143                           .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.node_id))
3144                           .collect()
3145         }
3146         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => vec![],
3147         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3148     };
3149     Lrc::new(vec)
3150 }
3151
3152 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3153     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3154 }
3155
3156 /// If the given def ID describes an item belonging to a trait,
3157 /// return the ID of the trait that the trait item belongs to.
3158 /// Otherwise, return `None`.
3159 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3160     tcx.opt_associated_item(def_id)
3161         .and_then(|associated_item| {
3162             match associated_item.container {
3163                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3164                 ImplContainer(_) => None
3165             }
3166         })
3167 }
3168
3169 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3170 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3171     if let Some(node_id) = tcx.hir().as_local_node_id(def_id) {
3172         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(node_id) {
3173             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3174                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3175             }
3176         }
3177     }
3178     None
3179 }
3180
3181 /// Returns `true` if `def_id` is a trait alias.
3182 pub fn is_trait_alias(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> bool {
3183     if let Some(node_id) = tcx.hir().as_local_node_id(def_id) {
3184         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(node_id) {
3185             if let hir::ItemKind::TraitAlias(..) = item.node {
3186                 return true;
3187             }
3188         }
3189     }
3190     false
3191 }
3192
3193 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3194 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3195                        def_id: DefId)
3196                        -> ParamEnv<'tcx>
3197 {
3198     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3199     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3200         return param_env(tcx, parent);
3201     }
3202     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3203
3204     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3205         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3206
3207     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3208     // case they contain any associated type projections. This process
3209     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3210     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3211     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3212     // right to me, because constructing the environment feels like a
3213     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3214     // a better place. In practice, we construct environments for
3215     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3216     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3217     // sure that this will succeed without errors anyway.
3218
3219     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3220         tcx.intern_predicates(&predicates),
3221         traits::Reveal::UserFacing,
3222         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3223     );
3224
3225     let body_id = tcx.hir().as_local_node_id(def_id).map_or(DUMMY_NODE_ID, |id| {
3226         tcx.hir().maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.node_id)
3227     });
3228     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3229     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3230 }
3231
3232 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3233                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3234     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3235     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3236 }
3237
3238 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3239                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3240     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3241     tcx.crate_name.clone()
3242 }
3243
3244 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3245                         crate_num: CrateNum)
3246                         -> Svh {
3247     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3248     tcx.hir().crate_hash
3249 }
3250
3251 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3252                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3253                                         -> usize {
3254     match instance_def {
3255         InstanceDef::Item(..) |
3256         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3257             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3258             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3259         },
3260         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3261         _ => 1
3262     }
3263 }
3264
3265 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, return its self type. Otherwise
3266 /// return None.
3267 ///
3268 /// See ImplOverlapKind::Issue33140 for more details.
3269 fn issue33140_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3270                                 def_id: DefId)
3271                                 -> Option<Ty<'tcx>>
3272 {
3273     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3274
3275     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3276         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3277     });
3278
3279     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3280
3281     let is_marker_like =
3282         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3283         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3284
3285     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3286     if !is_marker_like {
3287         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3288         return None;
3289     }
3290
3291     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3292     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3293         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3294         return None;
3295     }
3296
3297     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3298     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3299         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3300         return None;
3301     }
3302
3303     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3304     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3305         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3306         _ => false
3307     };
3308
3309     if self_ty_matches {
3310         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3311         Some(self_ty)
3312     } else {
3313         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3314         None
3315     }
3316 }
3317
3318 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3319     context::provide(providers);
3320     erase_regions::provide(providers);
3321     layout::provide(providers);
3322     util::provide(providers);
3323     constness::provide(providers);
3324     *providers = ty::query::Providers {
3325         associated_item,
3326         associated_item_def_ids,
3327         adt_sized_constraint,
3328         def_span,
3329         param_env,
3330         trait_of_item,
3331         crate_disambiguator,
3332         original_crate_name,
3333         crate_hash,
3334         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3335         instance_def_size_estimate,
3336         issue33140_self_ty,
3337         ..*providers
3338     };
3339 }
3340
3341 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3342 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3343 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3344 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3345 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3346 #[derive(Clone, Debug, Default)]
3347 pub struct CrateInherentImpls {
3348     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
3349 }
3350
3351 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3352 pub struct SymbolName {
3353     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3354     // this be a `&'tcx str`.
3355     pub name: InternedString
3356 }
3357
3358 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3359     name
3360 });
3361
3362 impl SymbolName {
3363     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3364         SymbolName {
3365             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
3366         }
3367     }
3368
3369     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3370         self.name.as_str()
3371     }
3372 }
3373
3374 impl fmt::Display for SymbolName {
3375     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3376         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3377     }
3378 }
3379
3380 impl fmt::Debug for SymbolName {
3381     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3382         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3383     }
3384 }