]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Rollup merge of #55834 - ogoffart:union-abi, r=eddyb
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // Copyright 2012-2015 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 pub use self::Variance::*;
12 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
13 pub use self::BorrowKind::*;
14 pub use self::IntVarValue::*;
15 pub use self::fold::TypeFoldable;
16
17 use hir::{map as hir_map, FreevarMap, TraitMap};
18 use hir::Node;
19 use hir::def::{Def, CtorKind, ExportMap};
20 use hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
21 use hir::map::DefPathData;
22 use rustc_data_structures::svh::Svh;
23 use ich::Fingerprint;
24 use ich::StableHashingContext;
25 use infer::canonical::Canonical;
26 use middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
27 use middle::privacy::AccessLevels;
28 use middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
29 use mir::Mir;
30 use mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
31 use mir::GeneratorLayout;
32 use session::CrateDisambiguator;
33 use traits::{self, Reveal};
34 use ty;
35 use ty::layout::VariantIdx;
36 use ty::subst::{Subst, Substs};
37 use ty::util::{IntTypeExt, Discr};
38 use ty::walk::TypeWalker;
39 use util::captures::Captures;
40 use util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
41 use arena::SyncDroplessArena;
42 use session::DataTypeKind;
43
44 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
45 use std::cell::RefCell;
46 use std::cmp::{self, Ordering};
47 use std::fmt;
48 use std::hash::{Hash, Hasher};
49 use std::ops::Deref;
50 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
51 use std::slice;
52 use std::vec::IntoIter;
53 use std::{mem, ptr};
54 use syntax::ast::{self, DUMMY_NODE_ID, Name, Ident, NodeId};
55 use syntax::attr;
56 use syntax::ext::hygiene::Mark;
57 use syntax::symbol::{keywords, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
58 use syntax_pos::{DUMMY_SP, Span};
59
60 use smallvec;
61 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
62 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
63                                            HashStable};
64
65 use hir;
66
67 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
68 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
69 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
70 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
71 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
72 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
73 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
74 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
75 pub use self::sty::RegionKind;
76 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, RegionVid};
77 pub use self::sty::BoundRegion::*;
78 pub use self::sty::InferTy::*;
79 pub use self::sty::RegionKind::*;
80 pub use self::sty::TyKind::*;
81
82 pub use self::binding::BindingMode;
83 pub use self::binding::BindingMode::*;
84
85 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
86 pub use self::context::{Lift, TypeckTables};
87
88 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
89
90 pub use self::trait_def::TraitDef;
91
92 pub use self::query::queries;
93
94 pub mod adjustment;
95 pub mod binding;
96 pub mod cast;
97 #[macro_use]
98 pub mod codec;
99 mod constness;
100 pub mod error;
101 mod erase_regions;
102 pub mod fast_reject;
103 pub mod fold;
104 pub mod inhabitedness;
105 pub mod item_path;
106 pub mod layout;
107 pub mod _match;
108 pub mod outlives;
109 pub mod query;
110 pub mod relate;
111 pub mod steal;
112 pub mod subst;
113 pub mod trait_def;
114 pub mod walk;
115 pub mod wf;
116 pub mod util;
117
118 mod context;
119 mod flags;
120 mod instance;
121 mod structural_impls;
122 mod sty;
123
124 // Data types
125
126 /// The complete set of all analyses described in this module. This is
127 /// produced by the driver and fed to codegen and later passes.
128 ///
129 /// NB: These contents are being migrated into queries using the
130 /// *on-demand* infrastructure.
131 #[derive(Clone)]
132 pub struct CrateAnalysis {
133     pub access_levels: Lrc<AccessLevels>,
134     pub name: String,
135     pub glob_map: Option<hir::GlobMap>,
136 }
137
138 #[derive(Clone)]
139 pub struct Resolutions {
140     pub freevars: FreevarMap,
141     pub trait_map: TraitMap,
142     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
143     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
144     pub export_map: ExportMap,
145     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
146     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
147     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
148 }
149
150 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug)]
151 pub enum AssociatedItemContainer {
152     TraitContainer(DefId),
153     ImplContainer(DefId),
154 }
155
156 impl AssociatedItemContainer {
157     /// Asserts that this is the def-id of an associated item declared
158     /// in a trait, and returns the trait def-id.
159     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
160         match *self {
161             TraitContainer(id) => id,
162             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
163         }
164     }
165
166     pub fn id(&self) -> DefId {
167         match *self {
168             TraitContainer(id) => id,
169             ImplContainer(id) => id,
170         }
171     }
172 }
173
174 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
175 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
176 /// bounds/where clauses).
177 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
178 pub struct ImplHeader<'tcx> {
179     pub impl_def_id: DefId,
180     pub self_ty: Ty<'tcx>,
181     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
182     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
183 }
184
185 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq)]
186 pub struct AssociatedItem {
187     pub def_id: DefId,
188     pub ident: Ident,
189     pub kind: AssociatedKind,
190     pub vis: Visibility,
191     pub defaultness: hir::Defaultness,
192     pub container: AssociatedItemContainer,
193
194     /// Whether this is a method with an explicit self
195     /// as its first argument, allowing method calls.
196     pub method_has_self_argument: bool,
197 }
198
199 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
200 pub enum AssociatedKind {
201     Const,
202     Method,
203     Existential,
204     Type
205 }
206
207 impl AssociatedItem {
208     pub fn def(&self) -> Def {
209         match self.kind {
210             AssociatedKind::Const => Def::AssociatedConst(self.def_id),
211             AssociatedKind::Method => Def::Method(self.def_id),
212             AssociatedKind::Type => Def::AssociatedTy(self.def_id),
213             AssociatedKind::Existential => Def::AssociatedExistential(self.def_id),
214         }
215     }
216
217     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
218     /// for !
219     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
220         match self.kind {
221             AssociatedKind::Existential |
222             AssociatedKind::Const |
223             AssociatedKind::Type => true,
224             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
225             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
226         }
227     }
228
229     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: &TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
230         match self.kind {
231             ty::AssociatedKind::Method => {
232                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
233                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
234                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
235                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
236                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
237             }
238             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
239             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
240             ty::AssociatedKind::Const => {
241                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
242             }
243         }
244     }
245 }
246
247 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
248 pub enum Visibility {
249     /// Visible everywhere (including in other crates).
250     Public,
251     /// Visible only in the given crate-local module.
252     Restricted(DefId),
253     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
254     Invisible,
255 }
256
257 pub trait DefIdTree: Copy {
258     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
259
260     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
261         if descendant.krate != ancestor.krate {
262             return false;
263         }
264
265         while descendant != ancestor {
266             match self.parent(descendant) {
267                 Some(parent) => descendant = parent,
268                 None => return false,
269             }
270         }
271         true
272     }
273 }
274
275 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
276     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
277         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
278     }
279 }
280
281 impl Visibility {
282     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: NodeId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
283         match visibility.node {
284             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
285             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
286             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
287                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
288                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
289                 Def::Err => Visibility::Public,
290                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
291             },
292             hir::VisibilityKind::Inherited => {
293                 Visibility::Restricted(tcx.hir.get_module_parent(id))
294             }
295         }
296     }
297
298     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
299     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
300         let restriction = match self {
301             // Public items are visible everywhere.
302             Visibility::Public => return true,
303             // Private items from other crates are visible nowhere.
304             Visibility::Invisible => return false,
305             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
306             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
307             Visibility::Restricted(module) => module,
308         };
309
310         tree.is_descendant_of(module, restriction)
311     }
312
313     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
314     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
315         let vis_restriction = match vis {
316             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
317             Visibility::Invisible => return true,
318             Visibility::Restricted(module) => module,
319         };
320
321         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
322     }
323
324     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
325     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
326         match self {
327             Visibility::Public => true,
328             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
329             Visibility::Invisible => false,
330         }
331     }
332 }
333
334 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash)]
335 pub enum Variance {
336     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
337     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
338     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
339     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
340 }
341
342 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
343 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
344 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
345 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
346 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
347 /// item.
348 pub struct CrateVariancesMap {
349     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
350     /// of its generics.  If an item has no generics, it will have no
351     /// entry.
352     pub variances: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Variance>>>,
353
354     /// An empty vector, useful for cloning.
355     pub empty_variance: Lrc<Vec<ty::Variance>>,
356 }
357
358 impl Variance {
359     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
360     /// variance of a type with the following meaning.  If we are in a
361     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
362     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
363     /// variance with which the argument appears.
364     ///
365     /// Example 1:
366     ///
367     ///     *mut Vec<i32>
368     ///
369     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
370     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
371     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
372     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
373     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
374     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
375     /// (again) in `Invariant`.
376     ///
377     /// Example 2:
378     ///
379     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
380     ///
381     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
382     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
383     /// within which both pointer types appear is
384     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`.  `*const
385     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
386     /// which the first `Vec<i32>` appears is
387     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`.  The same
388     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
389     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
390     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
391     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
392     ///
393     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
394     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
395     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
396         match (self, v) {
397             // Figure 1, column 1.
398             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
399             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
400             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
401             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
402
403             // Figure 1, column 2.
404             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
405             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
406             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
407             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
408
409             // Figure 1, column 3.
410             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
411
412             // Figure 1, column 4.
413             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
414         }
415     }
416 }
417
418 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
419 // the types of AST nodes.
420 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
421 pub struct CReaderCacheKey {
422     pub cnum: CrateNum,
423     pub pos: usize,
424 }
425
426 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
427 // through the type during type construction, so that we can quickly
428 // check whether the type has various kinds of types in it without
429 // recursing over the type itself.
430 bitflags! {
431     pub struct TypeFlags: u32 {
432         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
433         const HAS_SELF           = 1 << 1;
434         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
435         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
436         const HAS_RE_SKOL        = 1 << 4;
437
438         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
439         /// determine whether substitition is required, since those
440         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
441         /// hence may be substituted.
442         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
443
444         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
445         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
446         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
447
448         /// Is an error type reachable?
449         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
450         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
451
452         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
453         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
454
455         // `true` if there are "names" of types and regions and so forth
456         // that are local to a particular fn
457         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
458
459         // Present if the type belongs in a local type context.
460         // Only set for Infer other than Fresh.
461         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
462
463         // Is there a projection that does not involve a bound region?
464         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
465         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
466
467         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
468         /// if a global bound is safe to evaluate.
469         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
470
471         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
472                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
473                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
474
475         // Flags representing the nominal content of a type,
476         // computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
477         // flag, it should be added here too.
478         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
481                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
482                                   TypeFlags::HAS_RE_SKOL.bits |
483                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
484                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
485                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
486                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
487                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
488                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
489                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
490                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits;
491     }
492 }
493
494 pub struct TyS<'tcx> {
495     pub sty: TyKind<'tcx>,
496     pub flags: TypeFlags,
497
498     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
499     /// binder such that
500     ///
501     /// (a) the binder itself captures nothing but
502     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
503     ///     by some sub-binder.
504     ///
505     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
506     /// will be INNERMOST, because that is the innermost binder that
507     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
508     /// late-bound region with debruijn index D, this would be D+1 --
509     /// the binder itself does not capture D, but D is captured by an
510     /// inner binder.
511     ///
512     /// We call this concept an "exclusive" binder D (because all
513     /// debruijn indices within the type are contained within `0..D`
514     /// (exclusive)).
515     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
516 }
517
518 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
519 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
520 static_assert!(MEM_SIZE_OF_TY_S: ::std::mem::size_of::<TyS<'_>>() == 32);
521
522 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
523     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
524         self.sty.cmp(&other.sty)
525     }
526 }
527
528 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
529     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
530         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
531     }
532 }
533
534 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
535     #[inline]
536     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
537         ptr::eq(self, other)
538     }
539 }
540 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
541
542 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
543     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
544         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
545     }
546 }
547
548 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
549     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
550         match self.sty {
551             TyKind::Bool |
552             TyKind::Char |
553             TyKind::Int(_) |
554             TyKind::Uint(_) |
555             TyKind::Float(_) |
556             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
557             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
558             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
559             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
560             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
561             _ => false,
562         }
563     }
564
565     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
566         match self.sty {
567             TyKind::Opaque(..) |
568             TyKind::FnDef(..) |
569             TyKind::FnPtr(..) |
570             TyKind::Dynamic(..) |
571             TyKind::Closure(..) |
572             TyKind::Infer(..) |
573             TyKind::Projection(..) => false,
574             _ => true,
575         }
576     }
577 }
578
579 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
580     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
581                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
582                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
583         let ty::TyS {
584             ref sty,
585
586             // The other fields just provide fast access to information that is
587             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
588             flags: _,
589
590             outer_exclusive_binder: _,
591         } = *self;
592
593         sty.hash_stable(hcx, hasher);
594     }
595 }
596
597 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
598
599 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
600 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
601
602 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
603
604 extern {
605     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
606     type OpaqueListContents;
607 }
608
609 /// A wrapper for slices with the additional invariant
610 /// that the slice is interned and no other slice with
611 /// the same contents can exist in the same context.
612 /// This means we can use pointer for both
613 /// equality comparisons and hashing.
614 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
615 #[repr(C)]
616 pub struct List<T> {
617     len: usize,
618     data: [T; 0],
619     opaque: OpaqueListContents,
620 }
621
622 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
623
624 impl<T: Copy> List<T> {
625     #[inline]
626     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
627         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
628         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
629         assert!(slice.len() != 0);
630
631         // Align up the size of the len (usize) field
632         let align = mem::align_of::<T>();
633         let align_mask = align - 1;
634         let offset = mem::size_of::<usize>();
635         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
636
637         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
638
639         let mem = arena.alloc_raw(
640             size,
641             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
642         unsafe {
643             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
644             // Write the length
645             result.len = slice.len();
646
647             // Write the elements
648             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
649             arena_slice.copy_from_slice(slice);
650
651             result
652         }
653     }
654 }
655
656 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
657     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
658         (**self).fmt(f)
659     }
660 }
661
662 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
663     #[inline]
664     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
665         (**self).encode(s)
666     }
667 }
668
669 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
670     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
671         if self == other { Ordering::Equal } else {
672             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
673         }
674     }
675 }
676
677 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
678     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
679         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
680             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
681         }
682     }
683 }
684
685 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
686     #[inline]
687     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
688         ptr::eq(self, other)
689     }
690 }
691 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
692
693 impl<T> Hash for List<T> {
694     #[inline]
695     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
696         (self as *const List<T>).hash(s)
697     }
698 }
699
700 impl<T> Deref for List<T> {
701     type Target = [T];
702     #[inline(always)]
703     fn deref(&self) -> &[T] {
704         unsafe {
705             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
706         }
707     }
708 }
709
710 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
711     type Item = &'a T;
712     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
713     #[inline(always)]
714     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
715         self[..].iter()
716     }
717 }
718
719 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
720
721 impl<T> List<T> {
722     #[inline(always)]
723     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
724         #[repr(align(64), C)]
725         struct EmptySlice([u8; 64]);
726         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
727         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
728         unsafe {
729             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
730         }
731     }
732 }
733
734 /// Upvars do not get their own node-id. Instead, we use the pair of
735 /// the original var id (that is, the root variable that is referenced
736 /// by the upvar) and the id of the closure expression.
737 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
738 pub struct UpvarId {
739     pub var_id: hir::HirId,
740     pub closure_expr_id: LocalDefId,
741 }
742
743 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
744 pub enum BorrowKind {
745     /// Data must be immutable and is aliasable.
746     ImmBorrow,
747
748     /// Data must be immutable but not aliasable.  This kind of borrow
749     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
750     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
751     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
752     ///
753     ///    let x: &mut isize = ...;
754     ///    let y = || *x += 5;
755     ///
756     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
757     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
758     ///
759     ///    struct Env { x: & &mut isize }
760     ///    let x: &mut isize = ...;
761     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
762     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
763     ///
764     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
765     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
766     /// an `&mut` borrow:
767     ///
768     ///    struct Env { x: & &mut isize }
769     ///    let x: &mut isize = ...;
770     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
771     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
772     ///
773     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
774     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
775     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
776     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
777     /// borrow is hidden.
778     ///
779     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
780     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
781     /// simplicity, we don't give users the way to express this
782     /// borrow, it's just used when translating closures.
783     UniqueImmBorrow,
784
785     /// Data is mutable and not aliasable.
786     MutBorrow
787 }
788
789 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
790 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
791 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
792 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
793     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
794     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
795     /// depending on inference.
796     ByValue,
797
798     /// Upvar is captured by reference.
799     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
800 }
801
802 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
803 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
804     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
805     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
806     /// syntax.
807     pub kind: BorrowKind,
808
809     /// Region of the resulting reference.
810     pub region: ty::Region<'tcx>,
811 }
812
813 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
814
815 #[derive(Copy, Clone)]
816 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
817     pub def: Def,
818     pub span: Span,
819     pub ty: Ty<'tcx>,
820 }
821
822 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
823 pub enum IntVarValue {
824     IntType(ast::IntTy),
825     UintType(ast::UintTy),
826 }
827
828 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
829 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
830
831 impl ty::EarlyBoundRegion {
832     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
833         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
834     }
835
836     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
837     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
838     pub fn has_name(&self) -> bool {
839         self.name != keywords::UnderscoreLifetime.name().as_interned_str()
840     }
841 }
842
843 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
844 pub enum GenericParamDefKind {
845     Lifetime,
846     Type {
847         has_default: bool,
848         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
849         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
850     }
851 }
852
853 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable)]
854 pub struct GenericParamDef {
855     pub name: InternedString,
856     pub def_id: DefId,
857     pub index: u32,
858
859     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
860     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
861     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
862     pub pure_wrt_drop: bool,
863
864     pub kind: GenericParamDefKind,
865 }
866
867 impl GenericParamDef {
868     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
869         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
870             ty::EarlyBoundRegion {
871                 def_id: self.def_id,
872                 index: self.index,
873                 name: self.name,
874             }
875         } else {
876             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
877         }
878     }
879
880     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
881         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
882             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
883         } else {
884             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
885         }
886     }
887 }
888
889 #[derive(Default)]
890 pub struct GenericParamCount {
891     pub lifetimes: usize,
892     pub types: usize,
893 }
894
895 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
896 /// with an item or method. Analogous to hir::Generics.
897 ///
898 /// The ordering of parameters is the same as in Subst (excluding child generics):
899 /// Self (optionally), Lifetime params..., Type params...
900 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
901 pub struct Generics {
902     pub parent: Option<DefId>,
903     pub parent_count: usize,
904     pub params: Vec<GenericParamDef>,
905
906     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
907     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
908
909     pub has_self: bool,
910     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
911 }
912
913 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
914     pub fn count(&self) -> usize {
915         self.parent_count + self.params.len()
916     }
917
918     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
919         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
920         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
921         // presence of this method will be a constant reminder.
922         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
923
924         for param in &self.params {
925             match param.kind {
926                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
927                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
928             };
929         }
930
931         own_counts
932     }
933
934     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
935         for param in &self.params {
936             match param.kind {
937                 GenericParamDefKind::Type { .. } => return true,
938                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
939             }
940         }
941         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
942             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
943             parent.requires_monomorphization(tcx)
944         } else {
945             false
946         }
947     }
948
949     pub fn region_param(&'tcx self,
950                         param: &EarlyBoundRegion,
951                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
952                         -> &'tcx GenericParamDef
953     {
954         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
955             let param = &self.params[index as usize];
956             match param.kind {
957                 ty::GenericParamDefKind::Lifetime => param,
958                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
959             }
960         } else {
961             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
962                .region_param(param, tcx)
963         }
964     }
965
966     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
967     pub fn type_param(&'tcx self,
968                       param: &ParamTy,
969                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
970                       -> &'tcx GenericParamDef {
971         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
972             let param = &self.params[index as usize];
973             match param.kind {
974                 ty::GenericParamDefKind::Type {..} => param,
975                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
976             }
977         } else {
978             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
979                .type_param(param, tcx)
980         }
981     }
982 }
983
984 /// Bounds on generics.
985 #[derive(Clone, Default)]
986 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
987     pub parent: Option<DefId>,
988     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
989 }
990
991 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
992 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
993
994 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
995     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
996                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
997         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
998         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
999         instantiated
1000     }
1001
1002     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
1003                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1004         InstantiatedPredicates {
1005             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1006         }
1007     }
1008
1009     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1010                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1011                         substs: &Substs<'tcx>) {
1012         if let Some(def_id) = self.parent {
1013             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1014         }
1015         instantiated.predicates.extend(
1016             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1017         );
1018     }
1019
1020     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1021                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1022         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1023         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1024         instantiated
1025     }
1026
1027     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1028                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1029         if let Some(def_id) = self.parent {
1030             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1031         }
1032         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1033     }
1034
1035     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1036                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1037                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1038     {
1039         assert_eq!(self.parent, None);
1040         InstantiatedPredicates {
1041             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1042                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1043             }).collect()
1044         }
1045     }
1046 }
1047
1048 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1049 pub enum Predicate<'tcx> {
1050     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1051     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1052     /// would be the type parameters.
1053     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1054
1055     /// where `'a: 'b`
1056     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1057
1058     /// where `T: 'a`
1059     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1060
1061     /// where `<T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1062     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1063     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1064
1065     /// no syntax: `T` well-formed
1066     WellFormed(Ty<'tcx>),
1067
1068     /// trait must be object-safe
1069     ObjectSafe(DefId),
1070
1071     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1072     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1073     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1074     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1075
1076     /// `T1 <: T2`
1077     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1078
1079     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1080     ConstEvaluatable(DefId, &'tcx Substs<'tcx>),
1081 }
1082
1083 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1084 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1085 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1086 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1087 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1088 /// item.
1089 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1090     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1091     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1092     /// bounds, it will have no entry.
1093     pub predicates: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>>,
1094
1095     /// An empty vector, useful for cloning.
1096     pub empty_predicate: Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>,
1097 }
1098
1099 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1100     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1101         self
1102     }
1103 }
1104
1105 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1106     /// Performs a substitution suitable for going from a
1107     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1108     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1109     /// substitution in terms of what happens with bound regions.  See
1110     /// lengthy comment below for details.
1111     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1112                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1113                             -> ty::Predicate<'tcx>
1114     {
1115         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1116         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1117         //
1118         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1119         //
1120         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1121         //     trait Bar<'b,'c> { }
1122         //
1123         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1124         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1125         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1126         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1127         // normal substitution.
1128         //
1129         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1130         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1131         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1132         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1133         // `'a`.
1134         //
1135         // Another example to be careful of is this:
1136         //
1137         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1138         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1139         //
1140         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1141         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1142         // reason is similar to the previous example: any impl of
1143         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1144         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1145         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1146         //
1147         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1148         // consider the more complicated scenario:
1149         //
1150         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1151         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1152         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1153         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1154         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1155         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1156         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1157         //   DB index of 1.
1158         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1159         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1160         //   just as we wanted.
1161         //
1162         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1163         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1164         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1165         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1166         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1167         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1168         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1169         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1170         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1171         // substitution code expects equal binding levels in the values
1172         // from the substitution and the value being substituted into, and
1173         // this trick achieves that).
1174
1175         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1176         match *self {
1177             Predicate::Trait(ref binder) =>
1178                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1179             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1180                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1181             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1182                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1183             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1184                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1185             Predicate::Projection(ref binder) =>
1186                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1187             Predicate::WellFormed(data) =>
1188                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1189             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1190                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1191             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1192                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1193             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1194                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1195         }
1196     }
1197 }
1198
1199 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1200 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1201     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1202 }
1203
1204 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1205
1206 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1207     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1208         self.trait_ref.def_id
1209     }
1210
1211     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1212         self.trait_ref.input_types()
1213     }
1214
1215     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1216         self.trait_ref.self_ty()
1217     }
1218 }
1219
1220 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1221     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1222         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1223         self.skip_binder().def_id()
1224     }
1225 }
1226
1227 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1228 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1229 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1230 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1231                                                            ty::Region<'tcx>>;
1232 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1233                                                          ty::Region<'tcx>>;
1234 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1235 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1236
1237 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1238 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1239     pub a_is_expected: bool,
1240     pub a: Ty<'tcx>,
1241     pub b: Ty<'tcx>
1242 }
1243 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1244
1245 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1246 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1247 ///
1248 /// 1. `T: TraitRef<..., Item=Type>`
1249 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1250 ///
1251 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1252 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1253 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1254 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1255 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1256 /// instances to normalize the LHS.
1257 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1258 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1259     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1260     pub ty: Ty<'tcx>,
1261 }
1262
1263 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1264
1265 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1266     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1267     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1268         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1269     }
1270
1271     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1272         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1273         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1274         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1275         // return value, so we are preserving the number of binding
1276         // levels.
1277         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1278     }
1279
1280     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1281         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1282     }
1283
1284     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1285     ///
1286     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1287     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1288     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1289         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1290         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1291     }
1292 }
1293
1294 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1295     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1296 }
1297
1298 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1299     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1300         ty::Binder::dummy(self.clone())
1301     }
1302 }
1303
1304 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1305     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1306         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1307     }
1308 }
1309
1310 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1311     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1312 }
1313
1314 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1315     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1316         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1317             trait_ref: self.clone()
1318         }))
1319     }
1320 }
1321
1322 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1323     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1324         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1325     }
1326 }
1327
1328 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1329     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1330         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1331     }
1332 }
1333
1334 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1335     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1336         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1337     }
1338 }
1339
1340 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1341     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1342         Predicate::Projection(self.clone())
1343     }
1344 }
1345
1346 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1347     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1348     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1349     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1350     pub fn walk_tys(&self) -> IntoIter<Ty<'tcx>> {
1351         let vec: Vec<_> = match *self {
1352             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1353                 data.skip_binder().input_types().collect()
1354             }
1355             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1356                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1357                 vec![a, b]
1358             }
1359             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1360                 vec![binder.skip_binder().0]
1361             }
1362             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1363                 vec![]
1364             }
1365             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1366                 let inner = data.skip_binder();
1367                 inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)).collect()
1368             }
1369             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1370                 vec![data]
1371             }
1372             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1373                 vec![]
1374             }
1375             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1376                 closure_substs.substs.types().collect()
1377             }
1378             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1379                 substs.types().collect()
1380             }
1381         };
1382
1383         // FIXME: The only reason to collect into a vector here is that I was
1384         // too lazy to make the full (somewhat complicated) iterator
1385         // type that would be needed here. But I wanted this fn to
1386         // return an iterator conceptually, rather than a `Vec`, so as
1387         // to be closer to `Ty::walk`.
1388         vec.into_iter()
1389     }
1390
1391     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1392         match *self {
1393             Predicate::Trait(ref t) => {
1394                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1395             }
1396             Predicate::Projection(..) |
1397             Predicate::Subtype(..) |
1398             Predicate::RegionOutlives(..) |
1399             Predicate::WellFormed(..) |
1400             Predicate::ObjectSafe(..) |
1401             Predicate::ClosureKind(..) |
1402             Predicate::TypeOutlives(..) |
1403             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1404                 None
1405             }
1406         }
1407     }
1408
1409     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1410         match *self {
1411             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1412                 Some(data)
1413             }
1414             Predicate::Trait(..) |
1415             Predicate::Projection(..) |
1416             Predicate::Subtype(..) |
1417             Predicate::RegionOutlives(..) |
1418             Predicate::WellFormed(..) |
1419             Predicate::ObjectSafe(..) |
1420             Predicate::ClosureKind(..) |
1421             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1422                 None
1423             }
1424         }
1425     }
1426 }
1427
1428 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1429 /// parameters.  Should eventually be generalized into a flag list of
1430 /// where clauses.  You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1431 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1432 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1433 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1434 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1435 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1436 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1437 /// their values.
1438 ///
1439 /// Example:
1440 ///
1441 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1442 ///
1443 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1444 /// `[[], [U:Bar<T>]]`.  Now if there were some particular reference
1445 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1446 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1447 #[derive(Clone)]
1448 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1449     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1450 }
1451
1452 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1453     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1454         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1455     }
1456
1457     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1458         self.predicates.is_empty()
1459     }
1460 }
1461
1462 /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1463 /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1464 /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1465 /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1466 /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1467 /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1468 /// new names.
1469 ///
1470 /// To make this more concrete, consider this program:
1471 ///
1472 /// ```
1473 /// struct Foo { }
1474 /// fn bar<T>(x: T) {
1475 ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1476 /// }
1477 /// ```
1478 ///
1479 /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1480 /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1481 /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1482 /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1483 /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1484 /// name it inside the fn type but not outside.
1485 ///
1486 /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1487 /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1488 /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1489 /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1490 /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1491 /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1492 /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1493 /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1494 /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1495 /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1496 /// use for checking generic functions.
1497 newtype_index! {
1498     pub struct UniverseIndex {
1499         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1500     }
1501 }
1502
1503 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1504
1505 impl UniverseIndex {
1506     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1507
1508     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1509     /// is considered to extend all previous universes. This
1510     /// corresponds to entering a `forall` quantifier.  So, for
1511     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1512     ///
1513     /// ```
1514     /// for<'a> fn(&'a u32)
1515     /// ```
1516     ///
1517     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1518     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1519     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1520     /// `U` because it was not in scope there.
1521     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1522         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1523     }
1524
1525     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1526     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1527     /// `other` (`self >= other`).
1528     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1529         self.private >= other.private
1530     }
1531
1532     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1533     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1534     /// those in `other` (`self < other`).
1535     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1536         self.private < other.private
1537     }
1538 }
1539
1540 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1541 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1542 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1543 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1544 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1545 /// another.
1546 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1547 pub struct Placeholder {
1548     pub universe: UniverseIndex,
1549     pub name: BoundRegion,
1550 }
1551
1552 impl_stable_hash_for!(struct Placeholder { universe, name });
1553
1554 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1555 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1556 /// particular point.
1557 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1558 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1559     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1560     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1561     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1562     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1563
1564     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1565     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1566     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1567     pub reveal: traits::Reveal,
1568 }
1569
1570 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1571     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1572     /// there are no where clauses in scope. Hidden types (like `impl
1573     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1574     /// type-checking.
1575     pub fn empty() -> Self {
1576         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing)
1577     }
1578
1579     /// Construct a trait environment with no where clauses in scope
1580     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1581     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1582     /// environments like codegen or doing optimizations.
1583     ///
1584     /// N.B. If you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1585     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1586     pub fn reveal_all() -> Self {
1587         Self::new(List::empty(), Reveal::All)
1588     }
1589
1590     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1591     pub fn new(caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1592                reveal: Reveal)
1593                -> Self {
1594         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal }
1595     }
1596
1597     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1598     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1599     /// (even for associated types that are specializable).  This is
1600     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1601     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1602     /// which is the default.
1603     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1604         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1605     }
1606
1607     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1608     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1609         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1610     }
1611
1612     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1613     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1614     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1615     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1616     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1617     /// invisible.
1618     ///
1619     /// NB: We preserve the environment when type-checking because it
1620     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1621     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1622     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1623     /// although the surrounding function is never reachable.
1624     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1625         match self.reveal {
1626             Reveal::UserFacing => {
1627                 ParamEnvAnd {
1628                     param_env: self,
1629                     value,
1630                 }
1631             }
1632
1633             Reveal::All => {
1634                 if value.has_skol()
1635                     || value.needs_infer()
1636                     || value.has_param_types()
1637                     || value.has_self_ty()
1638                 {
1639                     ParamEnvAnd {
1640                         param_env: self,
1641                         value,
1642                     }
1643                 } else {
1644                     ParamEnvAnd {
1645                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1646                         value,
1647                     }
1648                 }
1649             }
1650         }
1651     }
1652 }
1653
1654 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1655 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1656     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1657     pub value: T,
1658 }
1659
1660 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1661     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1662         (self.param_env, self.value)
1663     }
1664 }
1665
1666 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1667     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1668 {
1669     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1670                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1671                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1672         let ParamEnvAnd {
1673             ref param_env,
1674             ref value
1675         } = *self;
1676
1677         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1678         value.hash_stable(hcx, hasher);
1679     }
1680 }
1681
1682 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
1683 pub struct Destructor {
1684     /// The def-id of the destructor method
1685     pub did: DefId,
1686 }
1687
1688 bitflags! {
1689     pub struct AdtFlags: u32 {
1690         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1691         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1692         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 1;
1693         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 2;
1694         const IS_UNION            = 1 << 3;
1695         const IS_BOX              = 1 << 4;
1696         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1697         const IS_ARC              = 1 << 5;
1698         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1699         const IS_RC               = 1 << 6;
1700         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1701         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1702         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE   = 1 << 7;
1703     }
1704 }
1705
1706 bitflags! {
1707     pub struct VariantFlags: u32 {
1708         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1709         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1710         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1711     }
1712 }
1713
1714 #[derive(Debug)]
1715 pub struct VariantDef {
1716     /// The variant's DefId. If this is a tuple-like struct,
1717     /// this is the DefId of the struct's ctor.
1718     pub did: DefId,
1719     pub name: Name, // struct's name if this is a struct
1720     pub discr: VariantDiscr,
1721     pub fields: Vec<FieldDef>,
1722     pub ctor_kind: CtorKind,
1723     flags: VariantFlags,
1724 }
1725
1726 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1727     /// Create a new `VariantDef`.
1728     ///
1729     /// - `did` is the DefId used for the variant - for tuple-structs, it is the constructor DefId,
1730     /// and for everything else, it is the variant DefId.
1731     /// - `attribute_def_id` is the DefId that has the variant's attributes.
1732     /// this is the struct DefId for structs, and the variant DefId for variants.
1733     ///
1734     /// Note that we *could* use the constructor DefId, because the constructor attributes
1735     /// redirect to the base attributes, but compiling a small crate requires
1736     /// loading the AdtDefs for all the structs in the universe (e.g. coherence for any
1737     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1738     ///
1739     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1740     /// remove this hack and use the constructor DefId everywhere.
1741     pub fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1742                did: DefId,
1743                name: Name,
1744                discr: VariantDiscr,
1745                fields: Vec<FieldDef>,
1746                adt_kind: AdtKind,
1747                ctor_kind: CtorKind,
1748                attribute_def_id: DefId)
1749                -> Self
1750     {
1751         debug!("VariantDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, name, discr,
1752                fields, adt_kind, ctor_kind, attribute_def_id);
1753         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1754         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(attribute_def_id, "non_exhaustive") {
1755             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", did);
1756             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1757         }
1758         VariantDef {
1759             did,
1760             name,
1761             discr,
1762             fields,
1763             ctor_kind,
1764             flags
1765         }
1766     }
1767
1768     #[inline]
1769     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1770         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1771     }
1772 }
1773
1774 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1775     did,
1776     name,
1777     discr,
1778     fields,
1779     ctor_kind,
1780     flags
1781 });
1782
1783 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1784 pub enum VariantDiscr {
1785     /// Explicit value for this variant, i.e. `X = 123`.
1786     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1787     Explicit(DefId),
1788
1789     /// The previous variant's discriminant plus one.
1790     /// For efficiency reasons, the distance from the
1791     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1792     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1793     Relative(u32),
1794 }
1795
1796 #[derive(Debug)]
1797 pub struct FieldDef {
1798     pub did: DefId,
1799     pub ident: Ident,
1800     pub vis: Visibility,
1801 }
1802
1803 /// The definition of an abstract data type - a struct or enum.
1804 ///
1805 /// These are all interned (by intern_adt_def) into the adt_defs
1806 /// table.
1807 pub struct AdtDef {
1808     pub did: DefId,
1809     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1810     flags: AdtFlags,
1811     pub repr: ReprOptions,
1812 }
1813
1814 impl PartialOrd for AdtDef {
1815     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1816         Some(self.cmp(&other))
1817     }
1818 }
1819
1820 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1821 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1822 impl Ord for AdtDef {
1823     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1824         self.did.cmp(&other.did)
1825     }
1826 }
1827
1828 impl PartialEq for AdtDef {
1829     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1830     #[inline]
1831     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1832 }
1833
1834 impl Eq for AdtDef {}
1835
1836 impl Hash for AdtDef {
1837     #[inline]
1838     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1839         (self as *const AdtDef).hash(s)
1840     }
1841 }
1842
1843 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1844     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1845         self.did.encode(s)
1846     }
1847 }
1848
1849 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1850
1851
1852 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1853     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1854                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1855                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1856         thread_local! {
1857             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1858         }
1859
1860         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1861             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1862             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1863                 let ty::AdtDef {
1864                     did,
1865                     ref variants,
1866                     ref flags,
1867                     ref repr,
1868                 } = *self;
1869
1870                 let mut hasher = StableHasher::new();
1871                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1872                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1873                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1874                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1875
1876                 hasher.finish()
1877            })
1878         });
1879
1880         hash.hash_stable(hcx, hasher);
1881     }
1882 }
1883
1884 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
1885 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
1886
1887 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
1888     fn into(self) -> DataTypeKind {
1889         match self {
1890             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
1891             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
1892             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
1893         }
1894     }
1895 }
1896
1897 bitflags! {
1898     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1899     pub struct ReprFlags: u8 {
1900         const IS_C               = 1 << 0;
1901         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1902         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1903         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1904         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1905
1906         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1907         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
1908                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
1909                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1910     }
1911 }
1912
1913 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
1914     bits
1915 });
1916
1917
1918
1919 /// Represents the repr options provided by the user,
1920 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1921 pub struct ReprOptions {
1922     pub int: Option<attr::IntType>,
1923     pub align: u32,
1924     pub pack: u32,
1925     pub flags: ReprFlags,
1926 }
1927
1928 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
1929     align,
1930     pack,
1931     int,
1932     flags
1933 });
1934
1935 impl ReprOptions {
1936     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
1937         let mut flags = ReprFlags::empty();
1938         let mut size = None;
1939         let mut max_align = 0;
1940         let mut min_pack = 0;
1941         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
1942             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
1943                 flags.insert(match r {
1944                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
1945                     attr::ReprPacked(pack) => {
1946                         min_pack = if min_pack > 0 {
1947                             cmp::min(pack, min_pack)
1948                         } else {
1949                             pack
1950                         };
1951                         ReprFlags::empty()
1952                     },
1953                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
1954                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
1955                     attr::ReprInt(i) => {
1956                         size = Some(i);
1957                         ReprFlags::empty()
1958                     },
1959                     attr::ReprAlign(align) => {
1960                         max_align = cmp::max(align, max_align);
1961                         ReprFlags::empty()
1962                     },
1963                 });
1964             }
1965         }
1966
1967         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
1968         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.item_path_str(did))) {
1969             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
1970         }
1971         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
1972     }
1973
1974     #[inline]
1975     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
1976     #[inline]
1977     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
1978     #[inline]
1979     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
1980     #[inline]
1981     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
1982     #[inline]
1983     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
1984
1985     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
1986         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
1987     }
1988
1989     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
1990     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
1991     /// single pointer.
1992     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
1993         self.c() || self.int.is_some()
1994     }
1995
1996     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
1997     /// optimizations, such as with repr(C) or repr(packed(1)).
1998     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
1999         !(self.flags & ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE).is_empty() || (self.pack == 1)
2000     }
2001
2002     /// Returns true if this `#[repr()]` should inhibit union abi optimisations
2003     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2004         self.c()
2005     }
2006
2007 }
2008
2009 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2010     fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2011            did: DefId,
2012            kind: AdtKind,
2013            variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2014            repr: ReprOptions) -> Self {
2015         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2016         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2017         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2018         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
2019             flags = flags | AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2020         }
2021         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2022             flags = flags | AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2023         }
2024         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2025             flags = flags | AdtFlags::IS_BOX;
2026         }
2027         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2028             flags = flags | AdtFlags::IS_ARC;
2029         }
2030         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2031             flags = flags | AdtFlags::IS_RC;
2032         }
2033         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
2034             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2035             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2036         }
2037         match kind {
2038             AdtKind::Enum => flags = flags | AdtFlags::IS_ENUM,
2039             AdtKind::Union => flags = flags | AdtFlags::IS_UNION,
2040             AdtKind::Struct => {}
2041         }
2042         AdtDef {
2043             did,
2044             variants,
2045             flags,
2046             repr,
2047         }
2048     }
2049
2050     #[inline]
2051     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2052         !self.is_union() && !self.is_enum()
2053     }
2054
2055     #[inline]
2056     pub fn is_union(&self) -> bool {
2057         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_UNION)
2058     }
2059
2060     #[inline]
2061     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2062         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_ENUM)
2063     }
2064
2065     #[inline]
2066     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2067         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2068     }
2069
2070     /// Returns the kind of the ADT - Struct or Enum.
2071     #[inline]
2072     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2073         if self.is_enum() {
2074             AdtKind::Enum
2075         } else if self.is_union() {
2076             AdtKind::Union
2077         } else {
2078             AdtKind::Struct
2079         }
2080     }
2081
2082     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2083         match self.adt_kind() {
2084             AdtKind::Struct => "struct",
2085             AdtKind::Union => "union",
2086             AdtKind::Enum => "enum",
2087         }
2088     }
2089
2090     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2091         match self.adt_kind() {
2092             AdtKind::Struct => "struct",
2093             AdtKind::Union => "union",
2094             AdtKind::Enum => "variant",
2095         }
2096     }
2097
2098     /// Returns whether this type is #[fundamental] for the purposes
2099     /// of coherence checking.
2100     #[inline]
2101     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2102         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2103     }
2104
2105     /// Returns `true` if this is PhantomData<T>.
2106     #[inline]
2107     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2108         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2109     }
2110
2111     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2112     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2113         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_ARC)
2114     }
2115
2116     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2117     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2118         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_RC)
2119     }
2120
2121     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2122     #[inline]
2123     pub fn is_box(&self) -> bool {
2124         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_BOX)
2125     }
2126
2127     /// Returns whether this type has a destructor.
2128     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2129         self.destructor(tcx).is_some()
2130     }
2131
2132     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2133     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2134         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2135         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2136     }
2137
2138     #[inline]
2139     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Lrc<GenericPredicates<'gcx>> {
2140         tcx.predicates_of(self.did)
2141     }
2142
2143     /// Returns an iterator over all fields contained
2144     /// by this ADT.
2145     #[inline]
2146     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2147         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2148     }
2149
2150     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2151         !self.variants.is_empty() &&
2152             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2153     }
2154
2155     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2156         self.variants
2157             .iter()
2158             .find(|v| v.did == vid)
2159             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2160     }
2161
2162     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2163         self.variants
2164             .iter_enumerated()
2165             .find(|(_, v)| v.did == vid)
2166             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2167             .0
2168     }
2169
2170     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
2171         match def {
2172             Def::Variant(vid) | Def::VariantCtor(vid, ..) => self.variant_with_id(vid),
2173             Def::Struct(..) | Def::StructCtor(..) | Def::Union(..) |
2174             Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) | Def::SelfTy(..) |
2175             Def::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2176             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
2177         }
2178     }
2179
2180     #[inline]
2181     pub fn eval_explicit_discr(
2182         &self,
2183         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2184         expr_did: DefId,
2185     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2186         let param_env = ParamEnv::empty();
2187         let repr_type = self.repr.discr_type();
2188         let substs = Substs::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2189         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2190         let cid = GlobalId {
2191             instance,
2192             promoted: None
2193         };
2194         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2195             Ok(val) => {
2196                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2197                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2198                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2199                     Some(Discr {
2200                         val: b,
2201                         ty: val.ty,
2202                     })
2203                 } else {
2204                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2205                     ::mir::interpret::struct_error(
2206                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2207                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2208                     ).emit();
2209                     None
2210                 }
2211             }
2212             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2213                 if !expr_did.is_local() {
2214                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2215                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2216                          in its crate but failed locally");
2217                 }
2218                 None
2219             }
2220             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2221                 tcx.def_span(expr_did),
2222                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2223             ),
2224         }
2225     }
2226
2227     #[inline]
2228     pub fn discriminants(
2229         &'a self,
2230         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2231     ) -> impl Iterator<Item=(VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2232         let repr_type = self.repr.discr_type();
2233         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2234         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2235         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2236             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2237             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2238                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2239                     discr = new_discr;
2240                 }
2241             }
2242             prev_discr = Some(discr);
2243
2244             (i, discr)
2245         })
2246     }
2247
2248     /// Compute the discriminant value used by a specific variant.
2249     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2250     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2251     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2252     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2253     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2254                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2255                                     variant_index: VariantIdx)
2256                                     -> Discr<'tcx> {
2257         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2258         let explicit_value = val
2259             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2260             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2261         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2262     }
2263
2264     /// Yields a DefId for the discriminant and an offset to add to it
2265     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2266     /// inferred discriminant directly
2267     pub fn discriminant_def_for_variant(
2268         &self,
2269         variant_index: VariantIdx,
2270     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2271         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2272         let expr_did;
2273         loop {
2274             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2275                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2276                     expr_did = None;
2277                     break;
2278                 },
2279                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2280                     explicit_index -= distance;
2281                 }
2282                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2283                     expr_did = Some(did);
2284                     break;
2285                 }
2286             }
2287         }
2288         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2289     }
2290
2291     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2292         tcx.adt_destructor(self.did)
2293     }
2294
2295     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2296     /// if that type is Sized, or `TyErr` if this type is recursive.
2297     ///
2298     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is Sized is
2299     /// actually more expressive than checking all members:
2300     /// the Sized trait is inductive, so an associated type that references
2301     /// Self would prevent its containing ADT from being Sized.
2302     ///
2303     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2304     /// the associated type is behind a pointer, e.g. issue #31299.
2305     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2306         match tcx.try_adt_sized_constraint(DUMMY_SP, self.did) {
2307             Ok(tys) => tys,
2308             Err(mut bug) => {
2309                 debug!("adt_sized_constraint: {:?} is recursive", self);
2310                 // This should be reported as an error by `check_representable`.
2311                 //
2312                 // Consider the type as Sized in the meanwhile to avoid
2313                 // further errors. Delay our `bug` diagnostic here to get
2314                 // emitted later as well in case we accidentally otherwise don't
2315                 // emit an error.
2316                 bug.delay_as_bug();
2317                 tcx.intern_type_list(&[tcx.types.err])
2318             }
2319         }
2320     }
2321
2322     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2323                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2324                                ty: Ty<'tcx>)
2325                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2326         let result = match ty.sty {
2327             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2328             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2329             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2330                 vec![]
2331             }
2332
2333             Str |
2334             Dynamic(..) |
2335             Slice(_) |
2336             Foreign(..) |
2337             Error |
2338             GeneratorWitness(..) => {
2339                 // these are never sized - return the target type
2340                 vec![ty]
2341             }
2342
2343             Tuple(ref tys) => {
2344                 match tys.last() {
2345                     None => vec![],
2346                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty)
2347                 }
2348             }
2349
2350             Adt(adt, substs) => {
2351                 // recursive case
2352                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2353                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2354                        ty, adt_tys);
2355                 adt_tys.iter()
2356                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2357                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2358                        .collect()
2359             }
2360
2361             Projection(..) | Opaque(..) => {
2362                 // must calculate explicitly.
2363                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2364                 vec![ty]
2365             }
2366
2367             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2368
2369             Param(..) => {
2370                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2371                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2372                 // it on the impl.
2373
2374                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2375                     Some(x) => x,
2376                     _ => return vec![ty]
2377                 };
2378                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2379                     def_id: sized_trait,
2380                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2381                 }).to_predicate();
2382                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2383                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2384                     vec![]
2385                 } else {
2386                     vec![ty]
2387                 }
2388             }
2389
2390             Bound(..) |
2391             Infer(..) => {
2392                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2393                      ty)
2394             }
2395         };
2396         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2397         result
2398     }
2399 }
2400
2401 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2402     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: &Substs<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2403         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2404     }
2405 }
2406
2407 /// Represents the various closure traits in the Rust language. This
2408 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2409 /// desugaring) argument that the closure expects.
2410 ///
2411 /// You can get the environment type of a closure using
2412 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2413 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2414 pub enum ClosureKind {
2415     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2416     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2417     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2418     Fn,
2419     FnMut,
2420     FnOnce,
2421 }
2422
2423 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2424     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2425     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2426
2427     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2428         match *self {
2429             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2430             ClosureKind::FnMut => {
2431                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2432             }
2433             ClosureKind::FnOnce => {
2434                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2435             }
2436         }
2437     }
2438
2439     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2440     /// must also implement `other`.
2441     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2442         match (self, other) {
2443             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2444             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2445             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2446             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2447             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2448             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2449             _ => false,
2450         }
2451     }
2452
2453     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2454     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2455     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2456         match self {
2457             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2458             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2459             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2460         }
2461     }
2462 }
2463
2464 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2465     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2466     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2467     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2468     /// structs or variants. For example:
2469     ///
2470     /// ```notrust
2471     /// isize => { isize }
2472     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2473     /// [isize] => { [isize], isize }
2474     /// ```
2475     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2476         TypeWalker::new(self)
2477     }
2478
2479     /// Iterator that walks the immediate children of `self`.  Hence
2480     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2481     /// (but not `i32`, like `walk`).
2482     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2483         walk::walk_shallow(self)
2484     }
2485
2486     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2487     /// callback `f` on each type. If the callback returns false, then the
2488     /// children of the current type are ignored.
2489     ///
2490     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2491     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2492         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2493     {
2494         let mut walker = self.walk();
2495         while let Some(ty) = walker.next() {
2496             if !f(ty) {
2497                 walker.skip_current_subtree();
2498             }
2499         }
2500     }
2501 }
2502
2503 impl BorrowKind {
2504     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2505         match m {
2506             hir::MutMutable => MutBorrow,
2507             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2508         }
2509     }
2510
2511     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2512     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2513     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2514     /// question.
2515     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2516         match self {
2517             MutBorrow => hir::MutMutable,
2518             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2519
2520             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2521             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2522             // and hence is a safe "over approximation".
2523             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2524         }
2525     }
2526
2527     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2528         match *self {
2529             MutBorrow => "mutable",
2530             ImmBorrow => "immutable",
2531             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2532         }
2533     }
2534 }
2535
2536 #[derive(Debug, Clone)]
2537 pub enum Attributes<'gcx> {
2538     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2539     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2540 }
2541
2542 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2543     type Target = [ast::Attribute];
2544
2545     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2546         match self {
2547             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2548             &Attributes::Borrowed(data) => data
2549         }
2550     }
2551 }
2552
2553 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2554     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2555         self.typeck_tables_of(self.hir.body_owner_def_id(body))
2556     }
2557
2558     /// Returns an iterator of the def-ids for all body-owners in this
2559     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2560     /// themselves, you can do `self.hir.krate().body_ids.iter()`.
2561     pub fn body_owners(
2562         self,
2563     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2564         self.hir.krate()
2565                 .body_ids
2566                 .iter()
2567                 .map(move |&body_id| self.hir.body_owner_def_id(body_id))
2568     }
2569
2570     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2571         par_iter(&self.hir.krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2572             f(self.hir.body_owner_def_id(body_id))
2573         });
2574     }
2575
2576     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2577         match self.hir.find(id) {
2578             Some(Node::Expr(e)) => {
2579                 e.span
2580             }
2581             Some(f) => {
2582                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2583             }
2584             None => {
2585                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2586             }
2587         }
2588     }
2589
2590     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2591         self.associated_items(id)
2592             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2593             .collect()
2594     }
2595
2596     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2597         self.associated_items(did).any(|item| {
2598             item.relevant_for_never()
2599         })
2600     }
2601
2602     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2603         let is_associated_item = if let Some(node_id) = self.hir.as_local_node_id(def_id) {
2604             match self.hir.get(node_id) {
2605                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2606                 _ => false,
2607             }
2608         } else {
2609             match self.describe_def(def_id).expect("no def for def-id") {
2610                 Def::AssociatedConst(_) | Def::Method(_) | Def::AssociatedTy(_) => true,
2611                 _ => false,
2612             }
2613         };
2614
2615         if is_associated_item {
2616             Some(self.associated_item(def_id))
2617         } else {
2618             None
2619         }
2620     }
2621
2622     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2623                                            parent_def_id: DefId,
2624                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2625                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2626                                            -> AssociatedItem {
2627         let def_id = self.hir.local_def_id(trait_item_ref.id.node_id);
2628         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2629             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2630             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2631                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2632             }
2633             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2634             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2635         };
2636
2637         AssociatedItem {
2638             ident: trait_item_ref.ident,
2639             kind,
2640             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2641             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.node_id, self),
2642             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2643             def_id,
2644             container: TraitContainer(parent_def_id),
2645             method_has_self_argument: has_self
2646         }
2647     }
2648
2649     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2650                                           parent_def_id: DefId,
2651                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2652                                           -> AssociatedItem {
2653         let def_id = self.hir.local_def_id(impl_item_ref.id.node_id);
2654         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2655             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2656             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2657                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2658             }
2659             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2660             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2661         };
2662
2663         AssociatedItem {
2664             ident: impl_item_ref.ident,
2665             kind,
2666             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2667             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.node_id, self),
2668             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2669             def_id,
2670             container: ImplContainer(parent_def_id),
2671             method_has_self_argument: has_self
2672         }
2673     }
2674
2675     pub fn field_index(self, node_id: NodeId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2676         let hir_id = self.hir.node_to_hir_id(node_id);
2677         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2678     }
2679
2680     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2681         variant.fields.iter().position(|field| {
2682             self.adjust_ident(ident, variant.did, DUMMY_NODE_ID).0 == field.ident.modern()
2683         })
2684     }
2685
2686     pub fn associated_items(
2687         self,
2688         def_id: DefId,
2689     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2690         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2691         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2692         // in place, so we use a hand-written iterator.
2693         //
2694         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2695         AssociatedItemsIterator {
2696             tcx: self,
2697             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2698             next_index: 0,
2699         }
2700     }
2701
2702     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2703     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2704     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId) -> bool {
2705         if self.features().overlapping_marker_traits {
2706             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2707                 .map_or(false, |trait_ref| {
2708                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2709                 });
2710             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2711                 .map_or(false, |trait_ref| {
2712                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2713                 });
2714             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2715                 && trait1_is_empty
2716                 && trait2_is_empty
2717         } else if self.features().marker_trait_attr {
2718             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2719                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2720                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2721             };
2722             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2723                 && is_marker_impl(def_id1)
2724                 && is_marker_impl(def_id2)
2725         } else {
2726             false
2727         }
2728     }
2729
2730     // Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2731     // or variant or their constructors, panics otherwise.
2732     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2733         match def {
2734             Def::Variant(did) | Def::VariantCtor(did, ..) => {
2735                 let enum_did = self.parent_def_id(did).unwrap();
2736                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2737             }
2738             Def::Struct(did) | Def::Union(did) => {
2739                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2740             }
2741             Def::StructCtor(ctor_did, ..) => {
2742                 let did = self.parent_def_id(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2743                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2744             }
2745             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2746         }
2747     }
2748
2749     /// Given a `VariantDef`, returns the def-id of the `AdtDef` of which it is a part.
2750     pub fn adt_def_id_of_variant(self, variant_def: &'tcx VariantDef) -> DefId {
2751         let def_key = self.def_key(variant_def.did);
2752         match def_key.disambiguated_data.data {
2753             // for enum variants and tuple structs, the def-id of the ADT itself
2754             // is the *parent* of the variant
2755             DefPathData::EnumVariant(..) | DefPathData::StructCtor =>
2756                 DefId { krate: variant_def.did.krate, index: def_key.parent.unwrap() },
2757
2758             // otherwise, for structs and unions, they share a def-id
2759             _ => variant_def.did,
2760         }
2761     }
2762
2763     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2764         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2765             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2766         } else {
2767             let def_key = self.def_key(id);
2768             // The name of a StructCtor is that of its struct parent.
2769             if let hir_map::DefPathData::StructCtor = def_key.disambiguated_data.data {
2770                 self.item_name(DefId {
2771                     krate: id.krate,
2772                     index: def_key.parent.unwrap()
2773                 })
2774             } else {
2775                 def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2776                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2777                 })
2778             }
2779         }
2780     }
2781
2782     /// Return the possibly-auto-generated MIR of a (DefId, Subst) pair.
2783     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
2784                         -> &'gcx Mir<'gcx>
2785     {
2786         match instance {
2787             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2788                 self.optimized_mir(did)
2789             }
2790             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2791             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2792             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2793             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2794             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2795             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
2796             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
2797                 self.mir_shims(instance)
2798             }
2799         }
2800     }
2801
2802     /// Given the DefId of an item, returns its MIR, borrowed immutably.
2803     /// Returns None if there is no MIR for the DefId
2804     pub fn maybe_optimized_mir(self, did: DefId) -> Option<&'gcx Mir<'gcx>> {
2805         if self.is_mir_available(did) {
2806             Some(self.optimized_mir(did))
2807         } else {
2808             None
2809         }
2810     }
2811
2812     /// Get the attributes of a definition.
2813     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
2814         if let Some(id) = self.hir.as_local_node_id(did) {
2815             Attributes::Borrowed(self.hir.attrs(id))
2816         } else {
2817             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
2818         }
2819     }
2820
2821     /// Determine whether an item is annotated with an attribute.
2822     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
2823         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2824     }
2825
2826     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2827     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2828         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2829     }
2830
2831     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2832         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2833     }
2834
2835     /// Given the def-id of an impl, return the def_id of the trait it implements.
2836     /// If it implements no trait, return `None`.
2837     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2838         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2839     }
2840
2841     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, return the
2842     /// def-id of the impl that the method belongs to. Otherwise, return `None`.
2843     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2844         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
2845             if let Some(Def::Method(_)) = self.describe_def(def_id) {
2846                 Some(self.associated_item(def_id))
2847             } else {
2848                 None
2849             }
2850         } else {
2851             self.opt_associated_item(def_id)
2852         };
2853
2854         item.and_then(|trait_item|
2855             match trait_item.container {
2856                 TraitContainer(_) => None,
2857                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2858             }
2859         )
2860     }
2861
2862     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2863     /// with the name of the crate containing the impl.
2864     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2865         if impl_did.is_local() {
2866             let node_id = self.hir.as_local_node_id(impl_did).unwrap();
2867             Ok(self.hir.span(node_id))
2868         } else {
2869             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
2870         }
2871     }
2872
2873     // Hygienically compare a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with its
2874     // supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
2875     // definition's parent/scope to perform comparison.
2876     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
2877         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, DUMMY_NODE_ID).0 == def_name.modern()
2878     }
2879
2880     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: NodeId) -> (Ident, DefId) {
2881         ident = ident.modern();
2882         let target_expansion = match scope.krate {
2883             LOCAL_CRATE => self.hir.definitions().expansion_that_defined(scope.index),
2884             _ => Mark::root(),
2885         };
2886         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
2887             Some(actual_expansion) =>
2888                 self.hir.definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
2889             None if block == DUMMY_NODE_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
2890             None => self.hir.get_module_parent(block),
2891         };
2892         (ident, scope)
2893     }
2894 }
2895
2896 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
2897     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2898     def_ids: Lrc<Vec<DefId>>,
2899     next_index: usize,
2900 }
2901
2902 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
2903     type Item = AssociatedItem;
2904
2905     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
2906         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
2907         self.next_index += 1;
2908         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
2909     }
2910 }
2911
2912 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2913     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: NodeId, f: F) -> T where
2914         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
2915     {
2916         let def_id = self.hir.local_def_id(fid);
2917         match self.freevars(def_id) {
2918             None => f(&[]),
2919             Some(d) => f(&d),
2920         }
2921     }
2922 }
2923
2924 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
2925     let id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).unwrap();
2926     let parent_id = tcx.hir.get_parent(id);
2927     let parent_def_id = tcx.hir.local_def_id(parent_id);
2928     let parent_item = tcx.hir.expect_item(parent_id);
2929     match parent_item.node {
2930         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
2931             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
2932                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
2933                                                                         impl_item_ref);
2934                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
2935                 return assoc_item;
2936             }
2937         }
2938
2939         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
2940             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
2941                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
2942                                                                          &parent_item.vis,
2943                                                                          trait_item_ref);
2944                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
2945                 return assoc_item;
2946             }
2947         }
2948
2949         _ => { }
2950     }
2951
2952     span_bug!(parent_item.span,
2953               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
2954               parent_item.node)
2955 }
2956
2957 /// Calculates the Sized-constraint.
2958 ///
2959 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
2960 ///     - an obviously-unsized type
2961 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
2962 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
2963 ///       such.
2964 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
2965 ///       check should catch this case.
2966 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2967                                   def_id: DefId)
2968                                   -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2969     let def = tcx.adt_def(def_id);
2970
2971     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
2972         v.fields.last()
2973     }).flat_map(|f| {
2974         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
2975     }));
2976
2977     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
2978
2979     result
2980 }
2981
2982 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2983                                      def_id: DefId)
2984                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
2985     let id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).unwrap();
2986     let item = tcx.hir.expect_item(id);
2987     let vec: Vec<_> = match item.node {
2988         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
2989             trait_item_refs.iter()
2990                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
2991                            .map(|id| tcx.hir.local_def_id(id.node_id))
2992                            .collect()
2993         }
2994         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
2995             impl_item_refs.iter()
2996                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
2997                           .map(|id| tcx.hir.local_def_id(id.node_id))
2998                           .collect()
2999         }
3000         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => vec![],
3001         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3002     };
3003     Lrc::new(vec)
3004 }
3005
3006 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3007     tcx.hir.span_if_local(def_id).unwrap()
3008 }
3009
3010 /// If the given def ID describes an item belonging to a trait,
3011 /// return the ID of the trait that the trait item belongs to.
3012 /// Otherwise, return `None`.
3013 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3014     tcx.opt_associated_item(def_id)
3015         .and_then(|associated_item| {
3016             match associated_item.container {
3017                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3018                 ImplContainer(_) => None
3019             }
3020         })
3021 }
3022
3023 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3024 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3025     if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
3026         if let Node::Item(item) = tcx.hir.get(node_id) {
3027             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3028                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3029             }
3030         }
3031     }
3032     None
3033 }
3034
3035 /// Returns `true` if `def_id` is a trait alias.
3036 pub fn is_trait_alias(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> bool {
3037     if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
3038         if let Node::Item(item) = tcx.hir.get(node_id) {
3039             if let hir::ItemKind::TraitAlias(..) = item.node {
3040                 return true;
3041             }
3042         }
3043     }
3044     false
3045 }
3046
3047 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3048 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3049                        def_id: DefId)
3050                        -> ParamEnv<'tcx>
3051 {
3052     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3053     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3054         return param_env(tcx, parent);
3055     }
3056     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3057
3058     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3059         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3060
3061     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3062     // case they contain any associated type projections. This process
3063     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3064     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3065     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3066     // right to me, because constructing the environment feels like a
3067     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3068     // a better place. In practice, we construct environments for
3069     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3070     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3071     // sure that this will succeed without errors anyway.
3072
3073     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(tcx.intern_predicates(&predicates),
3074                                              traits::Reveal::UserFacing);
3075
3076     let body_id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).map_or(DUMMY_NODE_ID, |id| {
3077         tcx.hir.maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.node_id)
3078     });
3079     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3080     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3081 }
3082
3083 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3084                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3085     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3086     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3087 }
3088
3089 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3090                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3091     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3092     tcx.crate_name.clone()
3093 }
3094
3095 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3096                         crate_num: CrateNum)
3097                         -> Svh {
3098     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3099     tcx.hir.crate_hash
3100 }
3101
3102 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3103                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3104                                         -> usize {
3105     match instance_def {
3106         InstanceDef::Item(..) |
3107         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3108             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3109             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3110         },
3111         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3112         _ => 1
3113     }
3114 }
3115
3116 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3117     context::provide(providers);
3118     erase_regions::provide(providers);
3119     layout::provide(providers);
3120     util::provide(providers);
3121     constness::provide(providers);
3122     *providers = ty::query::Providers {
3123         associated_item,
3124         associated_item_def_ids,
3125         adt_sized_constraint,
3126         def_span,
3127         param_env,
3128         trait_of_item,
3129         crate_disambiguator,
3130         original_crate_name,
3131         crate_hash,
3132         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3133         instance_def_size_estimate,
3134         ..*providers
3135     };
3136 }
3137
3138 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3139 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3140 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3141 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3142 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3143 #[derive(Clone, Debug)]
3144 pub struct CrateInherentImpls {
3145     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
3146 }
3147
3148 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3149 pub struct SymbolName {
3150     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3151     // this be a `&'tcx str`.
3152     pub name: InternedString
3153 }
3154
3155 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3156     name
3157 });
3158
3159 impl SymbolName {
3160     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3161         SymbolName {
3162             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
3163         }
3164     }
3165
3166     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3167         self.name.as_str()
3168     }
3169 }
3170
3171 impl fmt::Display for SymbolName {
3172     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3173         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3174     }
3175 }
3176
3177 impl fmt::Debug for SymbolName {
3178     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3179         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3180     }
3181 }