]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Rollup merge of #63505 - jgalenson:sysroot-hash, r=alexcrichton
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 pub use self::Variance::*;
4 pub use self::AssocItemContainer::*;
5 pub use self::BorrowKind::*;
6 pub use self::IntVarValue::*;
7 pub use self::fold::TypeFoldable;
8
9 use crate::hir::{map as hir_map, GlobMap, TraitMap};
10 use crate::hir::Node;
11 use crate::hir::def::{Res, DefKind, CtorOf, CtorKind, ExportMap};
12 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
13 use rustc_data_structures::svh::Svh;
14 use rustc_macros::HashStable;
15 use crate::ich::Fingerprint;
16 use crate::ich::StableHashingContext;
17 use crate::infer::canonical::Canonical;
18 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
19 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
20 use crate::mir::Body;
21 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
22 use crate::mir::GeneratorLayout;
23 use crate::session::CrateDisambiguator;
24 use crate::traits::{self, Reveal};
25 use crate::ty;
26 use crate::ty::layout::VariantIdx;
27 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
28 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
29 use crate::ty::walk::TypeWalker;
30 use crate::util::captures::Captures;
31 use crate::util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
32 use arena::SyncDroplessArena;
33 use crate::session::DataTypeKind;
34
35 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
36 use std::cell::RefCell;
37 use std::cmp::{self, Ordering};
38 use std::fmt;
39 use std::hash::{Hash, Hasher};
40 use std::ops::Deref;
41 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
42 use std::slice;
43 use std::{mem, ptr};
44 use std::ops::Range;
45 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
46 use syntax::attr;
47 use syntax::ext::hygiene::ExpnId;
48 use syntax::symbol::{kw, sym, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
49 use syntax_pos::Span;
50
51 use smallvec;
52 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
53 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
54 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
55                                            HashStable};
56
57 use crate::hir;
58
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
61 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
63 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
64 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
65 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
66 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
67 pub use self::sty::RegionKind;
68 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
69 pub use self::sty::BoundRegion::*;
70 pub use self::sty::InferTy::*;
71 pub use self::sty::RegionKind::*;
72 pub use self::sty::TyKind::*;
73
74 pub use self::binding::BindingMode;
75 pub use self::binding::BindingMode::*;
76
77 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, AllArenas, tls, keep_local};
78 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
79 pub use self::context::{
80     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
81     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
82 };
83
84 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
85
86 pub use self::trait_def::TraitDef;
87
88 pub use self::query::queries;
89
90 pub mod adjustment;
91 pub mod binding;
92 pub mod cast;
93 #[macro_use]
94 pub mod codec;
95 mod constness;
96 pub mod error;
97 mod erase_regions;
98 pub mod fast_reject;
99 pub mod flags;
100 pub mod fold;
101 pub mod inhabitedness;
102 pub mod layout;
103 pub mod _match;
104 pub mod outlives;
105 pub mod print;
106 pub mod query;
107 pub mod relate;
108 pub mod steal;
109 pub mod subst;
110 pub mod trait_def;
111 pub mod walk;
112 pub mod wf;
113 pub mod util;
114
115 mod context;
116 mod instance;
117 mod structural_impls;
118 mod sty;
119
120 // Data types
121
122 #[derive(Clone)]
123 pub struct Resolutions {
124     pub trait_map: TraitMap,
125     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
126     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
127     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
128     pub glob_map: GlobMap,
129     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
130     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
131     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
132 }
133
134 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
135 pub enum AssocItemContainer {
136     TraitContainer(DefId),
137     ImplContainer(DefId),
138 }
139
140 impl AssocItemContainer {
141     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
142     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
143     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
144         match *self {
145             TraitContainer(id) => id,
146             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
147         }
148     }
149
150     pub fn id(&self) -> DefId {
151         match *self {
152             TraitContainer(id) => id,
153             ImplContainer(id) => id,
154         }
155     }
156 }
157
158 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
159 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
160 /// bounds / where-clauses).
161 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
162 pub struct ImplHeader<'tcx> {
163     pub impl_def_id: DefId,
164     pub self_ty: Ty<'tcx>,
165     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
166     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
167 }
168
169 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
170 pub struct AssocItem {
171     pub def_id: DefId,
172     #[stable_hasher(project(name))]
173     pub ident: Ident,
174     pub kind: AssocKind,
175     pub vis: Visibility,
176     pub defaultness: hir::Defaultness,
177     pub container: AssocItemContainer,
178
179     /// Whether this is a method with an explicit self
180     /// as its first argument, allowing method calls.
181     pub method_has_self_argument: bool,
182 }
183
184 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
185 pub enum AssocKind {
186     Const,
187     Method,
188     OpaqueTy,
189     Type
190 }
191
192 impl AssocItem {
193     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
194         match self.kind {
195             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
196             AssocKind::Method => DefKind::Method,
197             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
198             AssocKind::OpaqueTy => DefKind::AssocOpaqueTy,
199         }
200     }
201
202     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
203     /// for !
204     pub fn relevant_for_never(&self) -> bool {
205         match self.kind {
206             AssocKind::OpaqueTy |
207             AssocKind::Const |
208             AssocKind::Type => true,
209             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
210             AssocKind::Method => !self.method_has_self_argument,
211         }
212     }
213
214     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
215         match self.kind {
216             ty::AssocKind::Method => {
217                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
218                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
219                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
220                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
221                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
222             }
223             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
224             // FIXME(type_alias_impl_trait): we should print bounds here too.
225             ty::AssocKind::OpaqueTy => format!("type {};", self.ident),
226             ty::AssocKind::Const => {
227                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
228             }
229         }
230     }
231 }
232
233 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
234 pub enum Visibility {
235     /// Visible everywhere (including in other crates).
236     Public,
237     /// Visible only in the given crate-local module.
238     Restricted(DefId),
239     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
240     Invisible,
241 }
242
243 pub trait DefIdTree: Copy {
244     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
245
246     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
247         if descendant.krate != ancestor.krate {
248             return false;
249         }
250
251         while descendant != ancestor {
252             match self.parent(descendant) {
253                 Some(parent) => descendant = parent,
254                 None => return false,
255             }
256         }
257         true
258     }
259 }
260
261 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
262     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
263         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
264     }
265 }
266
267 impl Visibility {
268     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
269         match visibility.node {
270             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
271             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
272             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
273                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
274                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
275                 Res::Err => Visibility::Public,
276                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
277             },
278             hir::VisibilityKind::Inherited => {
279                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent(id))
280             }
281         }
282     }
283
284     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
285     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
286         let restriction = match self {
287             // Public items are visible everywhere.
288             Visibility::Public => return true,
289             // Private items from other crates are visible nowhere.
290             Visibility::Invisible => return false,
291             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
292             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
293             Visibility::Restricted(module) => module,
294         };
295
296         tree.is_descendant_of(module, restriction)
297     }
298
299     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
300     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
301         let vis_restriction = match vis {
302             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
303             Visibility::Invisible => return true,
304             Visibility::Restricted(module) => module,
305         };
306
307         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
308     }
309
310     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
311     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
312         match self {
313             Visibility::Public => true,
314             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
315             Visibility::Invisible => false,
316         }
317     }
318 }
319
320 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash, HashStable)]
321 pub enum Variance {
322     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
323     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
324     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
325     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
326 }
327
328 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
329 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
330 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
331 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
332 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
333 /// item.
334 #[derive(HashStable)]
335 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
336     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
337     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
338     /// entry.
339     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
340 }
341
342 impl Variance {
343     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
344     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
345     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
346     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
347     /// variance with which the argument appears.
348     ///
349     /// Example 1:
350     ///
351     ///     *mut Vec<i32>
352     ///
353     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
354     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
355     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
356     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
357     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
358     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
359     /// (again) in `Invariant`.
360     ///
361     /// Example 2:
362     ///
363     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
364     ///
365     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
366     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
367     /// within which both pointer types appear is
368     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
369     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
370     /// which the first `Vec<i32>` appears is
371     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
372     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
373     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
374     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
375     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
376     ///
377     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
378     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
379     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
380         match (self, v) {
381             // Figure 1, column 1.
382             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
383             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
384             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
385             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
386
387             // Figure 1, column 2.
388             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
389             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
390             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
391             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
392
393             // Figure 1, column 3.
394             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
395
396             // Figure 1, column 4.
397             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
398         }
399     }
400 }
401
402 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
403 // the types of AST nodes.
404 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
405 pub struct CReaderCacheKey {
406     pub cnum: CrateNum,
407     pub pos: usize,
408 }
409
410 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
411 // through the type during type construction, so that we can quickly
412 // check whether the type has various kinds of types in it without
413 // recursing over the type itself.
414 bitflags! {
415     pub struct TypeFlags: u32 {
416         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
417         const HAS_SELF           = 1 << 1;
418         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
419         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
420         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 4;
421
422         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
423         /// determine whether substitition is required, since those
424         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
425         /// hence may be substituted.
426         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
427
428         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
429         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
430         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
431
432         /// Is an error type reachable?
433         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
434         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
435
436         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
437         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
438
439         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
440         /// that are local to a particular fn
441         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
442
443         /// Present if the type belongs in a local type context.
444         /// Only set for Infer other than Fresh.
445         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
446
447         // Is there a projection that does not involve a bound region?
448         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
449         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
450
451         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
452         /// if a global bound is safe to evaluate.
453         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
454
455         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 14;
456
457         const HAS_CT_INFER = 1 << 15;
458         const HAS_CT_PLACEHOLDER = 1 << 16;
459
460         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
461                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
462                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
463
464         /// Flags representing the nominal content of a type,
465         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
466         /// flag, it should be added here too.
467         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
468                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
469                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
470                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
472                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
478                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
479                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
481                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits |
482                                   TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits;
483     }
484 }
485
486 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
487 pub struct TyS<'tcx> {
488     pub sty: TyKind<'tcx>,
489     pub flags: TypeFlags,
490
491     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
492     /// binder such that
493     ///
494     /// (a) the binder itself captures nothing but
495     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
496     ///     by some sub-binder.
497     ///
498     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
499     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
500     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
501     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
502     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
503     /// by an inner binder.
504     ///
505     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
506     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
507     /// (exclusive).
508     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
509 }
510
511 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
512 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
513 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
514
515 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
516     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
517         self.sty.cmp(&other.sty)
518     }
519 }
520
521 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
522     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
523         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
524     }
525 }
526
527 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
528     #[inline]
529     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
530         ptr::eq(self, other)
531     }
532 }
533 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
534
535 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
536     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
537         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
538     }
539 }
540
541 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
542     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
543         match self.sty {
544             Bool |
545             Char |
546             Int(_) |
547             Uint(_) |
548             Float(_) |
549             Infer(InferTy::IntVar(_)) |
550             Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
551             Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
552             Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
553             Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
554             _ => false,
555         }
556     }
557
558     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
559         match self.sty {
560             Opaque(..) |
561             FnDef(..) |
562             FnPtr(..) |
563             Dynamic(..) |
564             Closure(..) |
565             Infer(..) |
566             Projection(..) => false,
567             _ => true,
568         }
569     }
570 }
571
572 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'tcx> {
573     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
574                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
575                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
576         let ty::TyS {
577             ref sty,
578
579             // The other fields just provide fast access to information that is
580             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
581             flags: _,
582
583             outer_exclusive_binder: _,
584         } = *self;
585
586         sty.hash_stable(hcx, hasher);
587     }
588 }
589
590 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
591
592 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
593 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
594
595 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
596
597 extern {
598     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
599     type OpaqueListContents;
600 }
601
602 /// A wrapper for slices with the additional invariant
603 /// that the slice is interned and no other slice with
604 /// the same contents can exist in the same context.
605 /// This means we can use pointer for both
606 /// equality comparisons and hashing.
607 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
608 #[repr(C)]
609 pub struct List<T> {
610     len: usize,
611     data: [T; 0],
612     opaque: OpaqueListContents,
613 }
614
615 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
616
617 impl<T: Copy> List<T> {
618     #[inline]
619     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
620         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
621         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
622         assert!(slice.len() != 0);
623
624         // Align up the size of the len (usize) field
625         let align = mem::align_of::<T>();
626         let align_mask = align - 1;
627         let offset = mem::size_of::<usize>();
628         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
629
630         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
631
632         let mem = arena.alloc_raw(
633             size,
634             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
635         unsafe {
636             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
637             // Write the length
638             result.len = slice.len();
639
640             // Write the elements
641             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
642             arena_slice.copy_from_slice(slice);
643
644             result
645         }
646     }
647 }
648
649 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
650     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
651         (**self).fmt(f)
652     }
653 }
654
655 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
656     #[inline]
657     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
658         (**self).encode(s)
659     }
660 }
661
662 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
663     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
664         if self == other { Ordering::Equal } else {
665             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
666         }
667     }
668 }
669
670 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
671     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
672         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
673             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
674         }
675     }
676 }
677
678 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
679     #[inline]
680     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
681         ptr::eq(self, other)
682     }
683 }
684 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
685
686 impl<T> Hash for List<T> {
687     #[inline]
688     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
689         (self as *const List<T>).hash(s)
690     }
691 }
692
693 impl<T> Deref for List<T> {
694     type Target = [T];
695     #[inline(always)]
696     fn deref(&self) -> &[T] {
697         unsafe {
698             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
699         }
700     }
701 }
702
703 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
704     type Item = &'a T;
705     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
706     #[inline(always)]
707     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
708         self[..].iter()
709     }
710 }
711
712 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
713
714 impl<T> List<T> {
715     #[inline(always)]
716     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
717         #[repr(align(64), C)]
718         struct EmptySlice([u8; 64]);
719         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
720         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
721         unsafe {
722             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
723         }
724     }
725 }
726
727 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
728 pub struct UpvarPath {
729     pub hir_id: hir::HirId,
730 }
731
732 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
733 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
734 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
735 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
736 pub struct UpvarId {
737     pub var_path: UpvarPath,
738     pub closure_expr_id: LocalDefId,
739 }
740
741 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
742 pub enum BorrowKind {
743     /// Data must be immutable and is aliasable.
744     ImmBorrow,
745
746     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
747     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
748     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
749     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
750     ///
751     ///    let x: &mut isize = ...;
752     ///    let y = || *x += 5;
753     ///
754     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
755     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
756     ///
757     ///    struct Env { x: & &mut isize }
758     ///    let x: &mut isize = ...;
759     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
760     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
761     ///
762     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
763     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
764     /// an `&mut` borrow:
765     ///
766     ///    struct Env { x: & &mut isize }
767     ///    let x: &mut isize = ...;
768     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
769     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
770     ///
771     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
772     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
773     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
774     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
775     /// borrow is hidden.
776     ///
777     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
778     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
779     /// simplicity, we don't give users the way to express this
780     /// borrow, it's just used when translating closures.
781     UniqueImmBorrow,
782
783     /// Data is mutable and not aliasable.
784     MutBorrow
785 }
786
787 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
788 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
789 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
790 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
791     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
792     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
793     /// depending on inference.
794     ByValue,
795
796     /// Upvar is captured by reference.
797     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
798 }
799
800 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
801 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
802     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
803     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
804     /// syntax.
805     pub kind: BorrowKind,
806
807     /// Region of the resulting reference.
808     pub region: ty::Region<'tcx>,
809 }
810
811 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
812 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
813
814 #[derive(Copy, Clone)]
815 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
816     pub res: Res,
817     pub span: Span,
818     pub ty: Ty<'tcx>,
819 }
820
821 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
822 pub enum IntVarValue {
823     IntType(ast::IntTy),
824     UintType(ast::UintTy),
825 }
826
827 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
828 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
829
830 impl ty::EarlyBoundRegion {
831     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
832         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
833     }
834
835     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
836     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
837     pub fn has_name(&self) -> bool {
838         self.name != kw::UnderscoreLifetime.as_interned_str()
839     }
840 }
841
842 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
843 pub enum GenericParamDefKind {
844     Lifetime,
845     Type {
846         has_default: bool,
847         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
848         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
849     },
850     Const,
851 }
852
853 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
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     pub consts: usize,
894 }
895
896 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
897 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
898 ///
899 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
900 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
901 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
902 pub struct Generics {
903     pub parent: Option<DefId>,
904     pub parent_count: usize,
905     pub params: Vec<GenericParamDef>,
906
907     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
908     #[stable_hasher(ignore)]
909     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
910
911     pub has_self: bool,
912     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
913 }
914
915 impl<'tcx> Generics {
916     pub fn count(&self) -> usize {
917         self.parent_count + self.params.len()
918     }
919
920     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
921         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
922         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
923         // presence of this method will be a constant reminder.
924         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
925
926         for param in &self.params {
927             match param.kind {
928                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
929                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
930                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
931             };
932         }
933
934         own_counts
935     }
936
937     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
938         if self.own_requires_monomorphization() {
939             return true;
940         }
941
942         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
943             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
944             parent.requires_monomorphization(tcx)
945         } else {
946             false
947         }
948     }
949
950     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
951         for param in &self.params {
952             match param.kind {
953                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
954                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
955             }
956         }
957         false
958     }
959
960     pub fn region_param(
961         &'tcx self,
962         param: &EarlyBoundRegion,
963         tcx: TyCtxt<'tcx>,
964     ) -> &'tcx GenericParamDef {
965         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
966             let param = &self.params[index as usize];
967             match param.kind {
968                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
969                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
970             }
971         } else {
972             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
973                .region_param(param, tcx)
974         }
975     }
976
977     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
978     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
979         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
980             let param = &self.params[index as usize];
981             match param.kind {
982                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
983                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
984             }
985         } else {
986             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
987                .type_param(param, tcx)
988         }
989     }
990
991     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
992     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
993         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
994             let param = &self.params[index as usize];
995             match param.kind {
996                 GenericParamDefKind::Const => param,
997                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
998             }
999         } else {
1000             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
1001                 .const_param(param, tcx)
1002         }
1003     }
1004 }
1005
1006 /// Bounds on generics.
1007 #[derive(Clone, Default, Debug, HashStable)]
1008 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1009     pub parent: Option<DefId>,
1010     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
1011 }
1012
1013 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1014 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1015
1016 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1017     pub fn instantiate(
1018         &self,
1019         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1020         substs: SubstsRef<'tcx>,
1021     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1022         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1023         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1024         instantiated
1025     }
1026
1027     pub fn instantiate_own(
1028         &self,
1029         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1030         substs: SubstsRef<'tcx>,
1031     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1032         InstantiatedPredicates {
1033             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1034         }
1035     }
1036
1037     fn instantiate_into(
1038         &self,
1039         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1040         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1041         substs: SubstsRef<'tcx>,
1042     ) {
1043         if let Some(def_id) = self.parent {
1044             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1045         }
1046         instantiated.predicates.extend(
1047             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1048         );
1049     }
1050
1051     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1052         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1053         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1054         instantiated
1055     }
1056
1057     fn instantiate_identity_into(
1058         &self,
1059         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1060         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1061     ) {
1062         if let Some(def_id) = self.parent {
1063             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1064         }
1065         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1066     }
1067
1068     pub fn instantiate_supertrait(
1069         &self,
1070         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1071         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1072     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1073         assert_eq!(self.parent, None);
1074         InstantiatedPredicates {
1075             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1076                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1077             }).collect()
1078         }
1079     }
1080 }
1081
1082 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1083 pub enum Predicate<'tcx> {
1084     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1085     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1086     /// would be the type parameters.
1087     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1088
1089     /// `where 'a: 'b`
1090     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1091
1092     /// `where T: 'a`
1093     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1094
1095     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1096     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1097     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1098
1099     /// No syntax: `T` well-formed.
1100     WellFormed(Ty<'tcx>),
1101
1102     /// Trait must be object-safe.
1103     ObjectSafe(DefId),
1104
1105     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1106     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1107     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1108     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1109
1110     /// `T1 <: T2`
1111     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1112
1113     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1114     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1115 }
1116
1117 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1118 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1119 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1120 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1121 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1122 /// item.
1123 #[derive(HashStable)]
1124 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1125     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1126     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1127     /// bounds, it will have no entry.
1128     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Predicate<'tcx>]>,
1129 }
1130
1131 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1132     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1133         self
1134     }
1135 }
1136
1137 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1138     /// Performs a substitution suitable for going from a
1139     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1140     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1141     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1142     /// lengthy comment below for details.
1143     pub fn subst_supertrait(
1144         &self,
1145         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1146         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1147     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1148         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1149         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1150         //
1151         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1152         //
1153         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1154         //     trait Bar<'b,'c> { }
1155         //
1156         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1157         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1158         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1159         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1160         // normal substitution.
1161         //
1162         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1163         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1164         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1165         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1166         // `'a`.
1167         //
1168         // Another example to be careful of is this:
1169         //
1170         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1171         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1172         //
1173         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1174         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1175         // reason is similar to the previous example: any impl of
1176         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1177         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1178         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1179         //
1180         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1181         // consider the more complicated scenario:
1182         //
1183         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1184         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1185         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1186         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1187         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1188         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1189         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1190         //   DB index of 1.
1191         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1192         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1193         //   just as we wanted.
1194         //
1195         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1196         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1197         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1198         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1199         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1200         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1201         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1202         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1203         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1204         // substitution code expects equal binding levels in the values
1205         // from the substitution and the value being substituted into, and
1206         // this trick achieves that).
1207
1208         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1209         match *self {
1210             Predicate::Trait(ref binder) =>
1211                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1212             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1213                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1214             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1215                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1216             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1217                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1218             Predicate::Projection(ref binder) =>
1219                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1220             Predicate::WellFormed(data) =>
1221                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1222             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1223                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1224             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1225                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1226             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1227                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1228         }
1229     }
1230 }
1231
1232 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1233 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1234     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1235 }
1236
1237 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1238
1239 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1240     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1241         self.trait_ref.def_id
1242     }
1243
1244     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1245         self.trait_ref.input_types()
1246     }
1247
1248     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1249         self.trait_ref.self_ty()
1250     }
1251 }
1252
1253 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1254     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1255         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1256         self.skip_binder().def_id()
1257     }
1258 }
1259
1260 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1261          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1262 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1263 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1264 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1265 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1266 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1267 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1268
1269 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1270 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1271     pub a_is_expected: bool,
1272     pub a: Ty<'tcx>,
1273     pub b: Ty<'tcx>
1274 }
1275 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1276
1277 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1278 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1279 ///
1280 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1281 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1282 ///
1283 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1284 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1285 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1286 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1287 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1288 /// instances to normalize the LHS.
1289 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1290 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1291     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1292     pub ty: Ty<'tcx>,
1293 }
1294
1295 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1296
1297 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1298     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1299     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1300         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1301     }
1302
1303     #[inline]
1304     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1305         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1306         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1307         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1308         // return value, so we are preserving the number of binding
1309         // levels.
1310         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1311     }
1312
1313     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1314         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1315     }
1316
1317     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1318     ///
1319     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1320     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1321     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1322         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1323         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1324     }
1325 }
1326
1327 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1328     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1329 }
1330
1331 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1332     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1333         ty::Binder::dummy(self.clone())
1334     }
1335 }
1336
1337 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1338     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1339         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1340     }
1341 }
1342
1343 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1344     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1345 }
1346
1347 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1348     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1349         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1350             trait_ref: self.clone()
1351         }))
1352     }
1353 }
1354
1355 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1356     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1357         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1358     }
1359 }
1360
1361 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1362     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1363         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1364     }
1365 }
1366
1367 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1368     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1369         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1370     }
1371 }
1372
1373 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1374     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1375         Predicate::Projection(self.clone())
1376     }
1377 }
1378
1379 // A custom iterator used by `Predicate::walk_tys`.
1380 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1381     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1382           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1383           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1384 {
1385     None,
1386     One(Ty<'tcx>),
1387     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1388     Types(I),
1389     InputTypes(J),
1390     ProjectionTypes(K)
1391 }
1392
1393 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1394     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1395           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1396           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1397 {
1398     type Item = Ty<'tcx>;
1399
1400     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1401         match *self {
1402             WalkTysIter::None => None,
1403             WalkTysIter::One(item) => {
1404                 *self = WalkTysIter::None;
1405                 Some(item)
1406             },
1407             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1408                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1409                 Some(item1)
1410             },
1411             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1412                 iter.next()
1413             },
1414             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1415                 iter.next()
1416             },
1417             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1418                 iter.next()
1419             }
1420         }
1421     }
1422 }
1423
1424 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1425     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1426     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1427     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1428     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1429         match *self {
1430             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1431                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1432             }
1433             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1434                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1435                 WalkTysIter::Two(a, b)
1436             }
1437             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1438                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1439             }
1440             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1441                 WalkTysIter::None
1442             }
1443             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1444                 let inner = data.skip_binder();
1445                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1446                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1447             }
1448             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1449                 WalkTysIter::One(data)
1450             }
1451             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1452                 WalkTysIter::None
1453             }
1454             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1455                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1456             }
1457             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1458                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1459             }
1460         }
1461     }
1462
1463     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1464         match *self {
1465             Predicate::Trait(ref t) => {
1466                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1467             }
1468             Predicate::Projection(..) |
1469             Predicate::Subtype(..) |
1470             Predicate::RegionOutlives(..) |
1471             Predicate::WellFormed(..) |
1472             Predicate::ObjectSafe(..) |
1473             Predicate::ClosureKind(..) |
1474             Predicate::TypeOutlives(..) |
1475             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1476                 None
1477             }
1478         }
1479     }
1480
1481     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1482         match *self {
1483             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1484                 Some(data)
1485             }
1486             Predicate::Trait(..) |
1487             Predicate::Projection(..) |
1488             Predicate::Subtype(..) |
1489             Predicate::RegionOutlives(..) |
1490             Predicate::WellFormed(..) |
1491             Predicate::ObjectSafe(..) |
1492             Predicate::ClosureKind(..) |
1493             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1494                 None
1495             }
1496         }
1497     }
1498 }
1499
1500 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1501 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1502 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1503 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1504 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1505 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1506 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1507 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1508 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1509 /// their values.
1510 ///
1511 /// Example:
1512 ///
1513 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1514 ///
1515 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1516 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1517 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1518 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1519 #[derive(Clone, Debug)]
1520 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1521     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1522 }
1523
1524 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1525     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1526         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1527     }
1528
1529     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1530         self.predicates.is_empty()
1531     }
1532 }
1533
1534 newtype_index! {
1535     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1536     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1537     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1538     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1539     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1540     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1541     /// new names.
1542     ///
1543     /// To make this more concrete, consider this program:
1544     ///
1545     /// ```
1546     /// struct Foo { }
1547     /// fn bar<T>(x: T) {
1548     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1549     /// }
1550     /// ```
1551     ///
1552     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1553     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1554     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1555     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1556     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1557     /// name it inside the fn type but not outside.
1558     ///
1559     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1560     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1561     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1562     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1563     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1564     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1565     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1566     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1567     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1568     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1569     /// use for checking generic functions.
1570     pub struct UniverseIndex {
1571         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1572     }
1573 }
1574
1575 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1576
1577 impl UniverseIndex {
1578     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1579
1580     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1581     /// is considered to extend all previous universes. This
1582     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1583     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1584     ///
1585     /// ```
1586     /// for<'a> fn(&'a u32)
1587     /// ```
1588     ///
1589     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1590     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1591     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1592     /// `U` because it was not in scope there.
1593     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1594         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1595     }
1596
1597     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1598     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1599     /// `other` (`self >= other`).
1600     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1601         self.private >= other.private
1602     }
1603
1604     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1605     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1606     /// those in `other` (`self < other`).
1607     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1608         self.private < other.private
1609     }
1610 }
1611
1612 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1613 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1614 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1615 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1616 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1617 /// another.
1618 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1619 pub struct Placeholder<T> {
1620     pub universe: UniverseIndex,
1621     pub name: T,
1622 }
1623
1624 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1625 where
1626     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1627 {
1628     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1629         &self,
1630         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1631         hasher: &mut StableHasher<W>
1632     ) {
1633         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1634         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1635     }
1636 }
1637
1638 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1639
1640 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1641
1642 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1643
1644 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1645 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1646 /// particular point.
1647 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1648 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1649     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1650     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1651     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1652     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1653
1654     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1655     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1656     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1657     pub reveal: traits::Reveal,
1658
1659     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1660     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1661     /// solver).
1662     pub def_id: Option<DefId>,
1663 }
1664
1665 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1666     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1667     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1668     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1669     /// type-checking.
1670     #[inline]
1671     pub fn empty() -> Self {
1672         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1673     }
1674
1675     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1676     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1677     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1678     /// environments like codegen or doing optimizations.
1679     ///
1680     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1681     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1682     #[inline]
1683     pub fn reveal_all() -> Self {
1684         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1685     }
1686
1687     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1688     #[inline]
1689     pub fn new(
1690         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1691         reveal: Reveal,
1692         def_id: Option<DefId>
1693     ) -> Self {
1694         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1695     }
1696
1697     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1698     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1699     /// (even for associated types that are specializable). This is
1700     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1701     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1702     /// which is the default.
1703     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1704         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1705     }
1706
1707     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1708     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1709         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1710     }
1711
1712     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1713     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1714     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1715     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1716     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1717     /// invisible.
1718     ///
1719     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1720     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1721     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1722     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1723     /// although the surrounding function is never reachable.
1724     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1725         match self.reveal {
1726             Reveal::UserFacing => {
1727                 ParamEnvAnd {
1728                     param_env: self,
1729                     value,
1730                 }
1731             }
1732
1733             Reveal::All => {
1734                 if value.has_placeholders()
1735                     || value.needs_infer()
1736                     || value.has_param_types()
1737                     || value.has_self_ty()
1738                 {
1739                     ParamEnvAnd {
1740                         param_env: self,
1741                         value,
1742                     }
1743                 } else {
1744                     ParamEnvAnd {
1745                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1746                         value,
1747                     }
1748                 }
1749             }
1750         }
1751     }
1752 }
1753
1754 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1755 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1756     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1757     pub value: T,
1758 }
1759
1760 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1761     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1762         (self.param_env, self.value)
1763     }
1764 }
1765
1766 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1767 where
1768     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1769 {
1770     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1771                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1772                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1773         let ParamEnvAnd {
1774             ref param_env,
1775             ref value
1776         } = *self;
1777
1778         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1779         value.hash_stable(hcx, hasher);
1780     }
1781 }
1782
1783 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1784 pub struct Destructor {
1785     /// The `DefId` of the destructor method
1786     pub did: DefId,
1787 }
1788
1789 bitflags! {
1790     #[derive(HashStable)]
1791     pub struct AdtFlags: u32 {
1792         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1793         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1794         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1795         /// Indicates whether the ADT is a union.
1796         const IS_UNION            = 1 << 1;
1797         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1798         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1799         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1800         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1801         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1802         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1803         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1804         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1805         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1806         const IS_BOX              = 1 << 6;
1807         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1808         const IS_ARC              = 1 << 7;
1809         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1810         const IS_RC               = 1 << 8;
1811         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1812         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1813         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1814     }
1815 }
1816
1817 bitflags! {
1818     #[derive(HashStable)]
1819     pub struct VariantFlags: u32 {
1820         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1821         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1822         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1823     }
1824 }
1825
1826 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1827 #[derive(Debug)]
1828 pub struct VariantDef {
1829     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1830     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1831     pub def_id: DefId,
1832     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1833     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1834     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1835     /// Variant or struct name.
1836     pub ident: Ident,
1837     /// Discriminant of this variant.
1838     pub discr: VariantDiscr,
1839     /// Fields of this variant.
1840     pub fields: Vec<FieldDef>,
1841     /// Type of constructor of variant.
1842     pub ctor_kind: CtorKind,
1843     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1844     flags: VariantFlags,
1845     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1846     /// May be incomplete or bogus.
1847     pub recovered: bool,
1848 }
1849
1850 impl<'tcx> VariantDef {
1851     /// Creates a new `VariantDef`.
1852     ///
1853     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1854     /// represents an enum variant).
1855     ///
1856     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1857     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1858     ///
1859     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1860     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1861     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1862     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1863     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1864     ///
1865     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1866     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1867     pub fn new(
1868         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1869         ident: Ident,
1870         variant_did: Option<DefId>,
1871         ctor_def_id: Option<DefId>,
1872         discr: VariantDiscr,
1873         fields: Vec<FieldDef>,
1874         ctor_kind: CtorKind,
1875         adt_kind: AdtKind,
1876         parent_did: DefId,
1877         recovered: bool,
1878     ) -> Self {
1879         debug!(
1880             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1881              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1882              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1883         );
1884
1885         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1886         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
1887             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1888             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1889         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1890             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
1891                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1892                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1893             }
1894         }
1895
1896         VariantDef {
1897             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1898             ctor_def_id,
1899             ident,
1900             discr,
1901             fields,
1902             ctor_kind,
1903             flags,
1904             recovered,
1905         }
1906     }
1907
1908     /// Is this field list non-exhaustive?
1909     #[inline]
1910     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1911         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1912     }
1913 }
1914
1915 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1916     def_id,
1917     ctor_def_id,
1918     ident -> (ident.name),
1919     discr,
1920     fields,
1921     ctor_kind,
1922     flags,
1923     recovered
1924 });
1925
1926 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1927 pub enum VariantDiscr {
1928     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1929     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1930     Explicit(DefId),
1931
1932     /// The previous variant's discriminant plus one.
1933     /// For efficiency reasons, the distance from the
1934     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1935     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1936     Relative(u32),
1937 }
1938
1939 #[derive(Debug, HashStable)]
1940 pub struct FieldDef {
1941     pub did: DefId,
1942     #[stable_hasher(project(name))]
1943     pub ident: Ident,
1944     pub vis: Visibility,
1945 }
1946
1947 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1948 ///
1949 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1950 pub struct AdtDef {
1951     /// `DefId` of the struct, enum or union item.
1952     pub did: DefId,
1953     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
1954     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1955     /// Flags of the ADT (e.g. is this a struct? is this non-exhaustive?)
1956     flags: AdtFlags,
1957     /// Repr options provided by the user.
1958     pub repr: ReprOptions,
1959 }
1960
1961 impl PartialOrd for AdtDef {
1962     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1963         Some(self.cmp(&other))
1964     }
1965 }
1966
1967 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1968 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1969 impl Ord for AdtDef {
1970     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1971         self.did.cmp(&other.did)
1972     }
1973 }
1974
1975 impl PartialEq for AdtDef {
1976     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1977     #[inline]
1978     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1979 }
1980
1981 impl Eq for AdtDef {}
1982
1983 impl Hash for AdtDef {
1984     #[inline]
1985     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1986         (self as *const AdtDef).hash(s)
1987     }
1988 }
1989
1990 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1991     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1992         self.did.encode(s)
1993     }
1994 }
1995
1996 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1997
1998
1999 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2000     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
2001                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
2002                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
2003         thread_local! {
2004             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2005         }
2006
2007         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2008             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2009             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2010                 let ty::AdtDef {
2011                     did,
2012                     ref variants,
2013                     ref flags,
2014                     ref repr,
2015                 } = *self;
2016
2017                 let mut hasher = StableHasher::new();
2018                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2019                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2020                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2021                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2022
2023                 hasher.finish()
2024            })
2025         });
2026
2027         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2028     }
2029 }
2030
2031 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2032 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2033
2034 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2035     fn into(self) -> DataTypeKind {
2036         match self {
2037             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2038             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2039             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2040         }
2041     }
2042 }
2043
2044 bitflags! {
2045     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2046     pub struct ReprFlags: u8 {
2047         const IS_C               = 1 << 0;
2048         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2049         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2050         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2051         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2052
2053         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2054         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2055                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2056                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2057     }
2058 }
2059
2060 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2061     bits
2062 });
2063
2064 /// Represents the repr options provided by the user,
2065 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2066 pub struct ReprOptions {
2067     pub int: Option<attr::IntType>,
2068     pub align: u32,
2069     pub pack: u32,
2070     pub flags: ReprFlags,
2071 }
2072
2073 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2074     align,
2075     pack,
2076     int,
2077     flags
2078 });
2079
2080 impl ReprOptions {
2081     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2082         let mut flags = ReprFlags::empty();
2083         let mut size = None;
2084         let mut max_align = 0;
2085         let mut min_pack = 0;
2086         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2087             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2088                 flags.insert(match r {
2089                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2090                     attr::ReprPacked(pack) => {
2091                         min_pack = if min_pack > 0 {
2092                             cmp::min(pack, min_pack)
2093                         } else {
2094                             pack
2095                         };
2096                         ReprFlags::empty()
2097                     },
2098                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2099                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2100                     attr::ReprInt(i) => {
2101                         size = Some(i);
2102                         ReprFlags::empty()
2103                     },
2104                     attr::ReprAlign(align) => {
2105                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2106                         ReprFlags::empty()
2107                     },
2108                 });
2109             }
2110         }
2111
2112         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2113         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2114             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2115         }
2116         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2117     }
2118
2119     #[inline]
2120     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2121     #[inline]
2122     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2123     #[inline]
2124     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2125     #[inline]
2126     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2127     #[inline]
2128     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2129
2130     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2131         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2132     }
2133
2134     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2135     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2136     /// single pointer.
2137     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2138         self.c() || self.int.is_some()
2139     }
2140
2141     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2142     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2143     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2144         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.pack == 1 ||
2145             self.int.is_some()
2146     }
2147
2148     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2149     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2150         self.c()
2151     }
2152 }
2153
2154 impl<'tcx> AdtDef {
2155     /// Creates a new `AdtDef`.
2156     fn new(
2157         tcx: TyCtxt<'_>,
2158         did: DefId,
2159         kind: AdtKind,
2160         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2161         repr: ReprOptions,
2162     ) -> Self {
2163         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2164         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2165
2166         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2167             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2168             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2169         }
2170
2171         flags |= match kind {
2172             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2173             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2174             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2175         };
2176
2177         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2178             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2179         }
2180
2181         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2182         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2183             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2184         }
2185         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2186             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2187         }
2188         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2189             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2190         }
2191         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2192             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2193         }
2194         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2195             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2196         }
2197
2198         AdtDef {
2199             did,
2200             variants,
2201             flags,
2202             repr,
2203         }
2204     }
2205
2206     /// Returns `true` if this is a struct.
2207     #[inline]
2208     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2209         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2210     }
2211
2212     /// Returns `true` if this is a union.
2213     #[inline]
2214     pub fn is_union(&self) -> bool {
2215         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2216     }
2217
2218     /// Returns `true` if this is a enum.
2219     #[inline]
2220     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2221         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2222     }
2223
2224     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2225     #[inline]
2226     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2227         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2228     }
2229
2230     /// Returns the kind of the ADT.
2231     #[inline]
2232     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2233         if self.is_enum() {
2234             AdtKind::Enum
2235         } else if self.is_union() {
2236             AdtKind::Union
2237         } else {
2238             AdtKind::Struct
2239         }
2240     }
2241
2242     /// Returns a description of this abstract data type.
2243     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2244         match self.adt_kind() {
2245             AdtKind::Struct => "struct",
2246             AdtKind::Union => "union",
2247             AdtKind::Enum => "enum",
2248         }
2249     }
2250
2251     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2252     #[inline]
2253     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2254         match self.adt_kind() {
2255             AdtKind::Struct => "struct",
2256             AdtKind::Union => "union",
2257             AdtKind::Enum => "variant",
2258         }
2259     }
2260
2261     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2262     #[inline]
2263     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2264         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2265     }
2266
2267     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2268     /// of coherence checking.
2269     #[inline]
2270     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2271         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2272     }
2273
2274     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2275     #[inline]
2276     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2277         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2278     }
2279
2280     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2281     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2282         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2283     }
2284
2285     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2286     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2287         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2288     }
2289
2290     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2291     #[inline]
2292     pub fn is_box(&self) -> bool {
2293         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2294     }
2295
2296     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2297     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2298         self.destructor(tcx).is_some()
2299     }
2300
2301     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2302     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2303         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2304         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2305     }
2306
2307     #[inline]
2308     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericPredicates<'tcx> {
2309         tcx.predicates_of(self.did)
2310     }
2311
2312     /// Returns an iterator over all fields contained
2313     /// by this ADT.
2314     #[inline]
2315     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item=&FieldDef> + Clone {
2316         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2317     }
2318
2319     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2320         !self.variants.is_empty() &&
2321             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2322     }
2323
2324     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2325     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2326         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2327             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2328     }
2329
2330     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2331     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2332         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2333             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2334     }
2335
2336     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2337     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2338         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2339             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2340     }
2341
2342     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2343     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2344         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2345             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2346     }
2347
2348     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2349         match res {
2350             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2351             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2352             Res::Def(DefKind::Struct, _) | Res::Def(DefKind::Union, _) |
2353             Res::Def(DefKind::TyAlias, _) | Res::Def(DefKind::AssocTy, _) | Res::SelfTy(..) |
2354             Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2355             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res)
2356         }
2357     }
2358
2359     #[inline]
2360     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2361         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2362         let repr_type = self.repr.discr_type();
2363         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2364         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2365         let cid = GlobalId {
2366             instance,
2367             promoted: None
2368         };
2369         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2370             Ok(val) => {
2371                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2372                 if let Some(b) = val.try_eval_bits(tcx.global_tcx(), param_env, val.ty) {
2373                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2374                     Some(Discr {
2375                         val: b,
2376                         ty: val.ty,
2377                     })
2378                 } else {
2379                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2380                     crate::mir::interpret::struct_error(
2381                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2382                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2383                     ).emit();
2384                     None
2385                 }
2386             }
2387             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2388                 if !expr_did.is_local() {
2389                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2390                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2391                          in its crate but failed locally");
2392                 }
2393                 None
2394             }
2395             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2396                 tcx.def_span(expr_did),
2397                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2398             ),
2399         }
2400     }
2401
2402     #[inline]
2403     pub fn discriminants(
2404         &'tcx self,
2405         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2406     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2407         let repr_type = self.repr.discr_type();
2408         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2409         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2410         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2411             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2412             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2413                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2414                     discr = new_discr;
2415                 }
2416             }
2417             prev_discr = Some(discr);
2418
2419             (i, discr)
2420         })
2421     }
2422
2423     #[inline]
2424     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2425         (VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len()))
2426     }
2427
2428     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2429     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2430     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2431     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2432     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2433     #[inline]
2434     pub fn discriminant_for_variant(
2435         &self,
2436         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2437         variant_index: VariantIdx,
2438     ) -> Discr<'tcx> {
2439         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2440         let explicit_value = val
2441             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2442             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2443         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2444     }
2445
2446     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2447     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2448     /// inferred discriminant directly.
2449     pub fn discriminant_def_for_variant(
2450         &self,
2451         variant_index: VariantIdx,
2452     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2453         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2454         let expr_did;
2455         loop {
2456             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2457                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2458                     expr_did = None;
2459                     break;
2460                 },
2461                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2462                     explicit_index -= distance;
2463                 }
2464                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2465                     expr_did = Some(did);
2466                     break;
2467                 }
2468             }
2469         }
2470         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2471     }
2472
2473     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2474         tcx.adt_destructor(self.did)
2475     }
2476
2477     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2478     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2479     ///
2480     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2481     /// actually more expressive than checking all members:
2482     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2483     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2484     ///
2485     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2486     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2487     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2488         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2489     }
2490
2491     fn sized_constraint_for_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Vec<Ty<'tcx>> {
2492         let result = match ty.sty {
2493             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2494             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2495             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2496                 vec![]
2497             }
2498
2499             Str |
2500             Dynamic(..) |
2501             Slice(_) |
2502             Foreign(..) |
2503             Error |
2504             GeneratorWitness(..) => {
2505                 // these are never sized - return the target type
2506                 vec![ty]
2507             }
2508
2509             Tuple(ref tys) => {
2510                 match tys.last() {
2511                     None => vec![],
2512                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty.expect_ty()),
2513                 }
2514             }
2515
2516             Adt(adt, substs) => {
2517                 // recursive case
2518                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2519                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2520                        ty, adt_tys);
2521                 adt_tys.iter()
2522                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2523                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2524                        .collect()
2525             }
2526
2527             Projection(..) | Opaque(..) => {
2528                 // must calculate explicitly.
2529                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2530                 vec![ty]
2531             }
2532
2533             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2534
2535             Param(..) => {
2536                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2537                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2538                 // it on the impl.
2539
2540                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2541                     Some(x) => x,
2542                     _ => return vec![ty]
2543                 };
2544                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2545                     def_id: sized_trait,
2546                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2547                 }).to_predicate();
2548                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2549                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2550                     vec![]
2551                 } else {
2552                     vec![ty]
2553                 }
2554             }
2555
2556             Placeholder(..) |
2557             Bound(..) |
2558             Infer(..) => {
2559                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2560                      ty)
2561             }
2562         };
2563         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2564         result
2565     }
2566 }
2567
2568 impl<'tcx> FieldDef {
2569     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2570     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2571     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2572         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2573     }
2574 }
2575
2576 /// Represents the various closure traits in the language. This
2577 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2578 /// desugaring) argument that the closure expects.
2579 ///
2580 /// You can get the environment type of a closure using
2581 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2582 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2583          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2584 pub enum ClosureKind {
2585     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2586     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2587     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2588     Fn,
2589     FnMut,
2590     FnOnce,
2591 }
2592
2593 impl<'tcx> ClosureKind {
2594     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2595     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2596
2597     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2598         match *self {
2599             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2600             ClosureKind::FnMut => {
2601                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2602             }
2603             ClosureKind::FnOnce => {
2604                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2605             }
2606         }
2607     }
2608
2609     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2610     /// must also implement `other`.
2611     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2612         match (self, other) {
2613             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2614             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2615             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2616             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2617             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2618             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2619             _ => false,
2620         }
2621     }
2622
2623     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2624     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2625     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2626         match self {
2627             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2628             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2629             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2630         }
2631     }
2632 }
2633
2634 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2635     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2636     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2637     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2638     /// structs or variants. For example:
2639     ///
2640     /// ```notrust
2641     /// isize => { isize }
2642     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2643     /// [isize] => { [isize], isize }
2644     /// ```
2645     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2646         TypeWalker::new(self)
2647     }
2648
2649     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2650     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2651     /// (but not `i32`, like `walk`).
2652     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2653         walk::walk_shallow(self)
2654     }
2655
2656     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2657     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2658     /// children of the current type are ignored.
2659     ///
2660     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2661     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2662         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2663     {
2664         let mut walker = self.walk();
2665         while let Some(ty) = walker.next() {
2666             if !f(ty) {
2667                 walker.skip_current_subtree();
2668             }
2669         }
2670     }
2671 }
2672
2673 impl BorrowKind {
2674     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2675         match m {
2676             hir::MutMutable => MutBorrow,
2677             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2678         }
2679     }
2680
2681     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2682     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2683     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2684     /// question.
2685     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2686         match self {
2687             MutBorrow => hir::MutMutable,
2688             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2689
2690             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2691             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2692             // and hence is a safe "over approximation".
2693             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2694         }
2695     }
2696
2697     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2698         match *self {
2699             MutBorrow => "mutable",
2700             ImmBorrow => "immutable",
2701             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2702         }
2703     }
2704 }
2705
2706 #[derive(Debug, Clone)]
2707 pub enum Attributes<'tcx> {
2708     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2709     Borrowed(&'tcx [ast::Attribute]),
2710 }
2711
2712 impl<'tcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'tcx> {
2713     type Target = [ast::Attribute];
2714
2715     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2716         match self {
2717             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2718             &Attributes::Borrowed(data) => data
2719         }
2720     }
2721 }
2722
2723 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2724 pub enum ImplOverlapKind {
2725     /// These impls are always allowed to overlap.
2726     Permitted,
2727     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2728     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2729     ///
2730     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2731     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2732     ///
2733     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2734     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2735     ///
2736     /// ```
2737     /// trait Trait {}
2738     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2739     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2740     /// ```
2741     ///
2742     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2743     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2744     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2745     /// overlapping impls for it is sound.
2746     ///
2747     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2748     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2749     /// it has the following restrictions:
2750     ///
2751     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2752     /// positive impls.
2753     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2754     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2755     /// marker traits.
2756     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2757     ///
2758     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2759     Issue33140
2760 }
2761
2762 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2763     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckTables<'tcx> {
2764         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2765     }
2766
2767     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2768     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2769     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2770     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2771         self.hir().krate()
2772                   .body_ids
2773                   .iter()
2774                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2775     }
2776
2777     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2778         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2779             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2780         });
2781     }
2782
2783     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssocItem> {
2784         self.associated_items(id)
2785             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Method && item.defaultness.has_value())
2786             .collect()
2787     }
2788
2789     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2790         self.associated_items(did).any(|item| {
2791             item.relevant_for_never()
2792         })
2793     }
2794
2795     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssocItem> {
2796         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2797             match self.hir().get(hir_id) {
2798                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2799                 _ => false,
2800             }
2801         } else {
2802             match self.def_kind(def_id).expect("no def for `DefId`") {
2803                 DefKind::AssocConst
2804                 | DefKind::Method
2805                 | DefKind::AssocTy => true,
2806                 _ => false,
2807             }
2808         };
2809
2810         if is_associated_item {
2811             Some(self.associated_item(def_id))
2812         } else {
2813             None
2814         }
2815     }
2816
2817     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2818                                            parent_def_id: DefId,
2819                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2820                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2821                                            -> AssocItem {
2822         let def_id = self.hir().local_def_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2823         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2824             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2825             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2826                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2827             }
2828             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2829             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => bug!("only impls can have opaque types"),
2830         };
2831
2832         AssocItem {
2833             ident: trait_item_ref.ident,
2834             kind,
2835             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2836             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2837             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2838             def_id,
2839             container: TraitContainer(parent_def_id),
2840             method_has_self_argument: has_self
2841         }
2842     }
2843
2844     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2845                                           parent_def_id: DefId,
2846                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2847                                           -> AssocItem {
2848         let def_id = self.hir().local_def_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2849         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2850             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2851             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2852                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2853             }
2854             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2855             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => (ty::AssocKind::OpaqueTy, false),
2856         };
2857
2858         AssocItem {
2859             ident: impl_item_ref.ident,
2860             kind,
2861             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2862             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2863             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2864             def_id,
2865             container: ImplContainer(parent_def_id),
2866             method_has_self_argument: has_self
2867         }
2868     }
2869
2870     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2871         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2872     }
2873
2874     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2875         variant.fields.iter().position(|field| {
2876             self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id)
2877         })
2878     }
2879
2880     pub fn associated_items(self, def_id: DefId) -> AssocItemsIterator<'tcx> {
2881         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2882         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2883         // in place, so we use a hand-written iterator.
2884         //
2885         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2886         AssocItemsIterator {
2887             tcx: self,
2888             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2889             next_index: 0,
2890         }
2891     }
2892
2893     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2894     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2895     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2896                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2897     {
2898         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2899             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2900                 .map_or(false, |trait_ref| {
2901                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2902                 });
2903             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2904                 .map_or(false, |trait_ref| {
2905                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2906                 });
2907             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2908                 && trait1_is_empty
2909                 && trait2_is_empty
2910         } else {
2911             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2912                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2913                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2914             };
2915             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2916                 && is_marker_impl(def_id1)
2917                 && is_marker_impl(def_id2)
2918         };
2919
2920         if is_legit {
2921             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2922                   def_id1, def_id2);
2923             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2924         } else {
2925             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2926                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2927                     if self_ty1 == self_ty2 {
2928                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2929                                def_id1, def_id2);
2930                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2931                     } else {
2932                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2933                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2934                     }
2935                 }
2936             }
2937
2938             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2939                   def_id1, def_id2);
2940             None
2941         }
2942     }
2943
2944     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2945     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2946     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2947         match res {
2948             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2949                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2950                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2951             }
2952             Res::Def(DefKind::Struct, did) | Res::Def(DefKind::Union, did) => {
2953                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2954             }
2955             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2956                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2957                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2958                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2959             }
2960             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2961                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2962                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2963             }
2964             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res)
2965         }
2966     }
2967
2968     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2969         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2970             self.original_crate_name(id.krate)
2971         } else {
2972             let def_key = self.def_key(id);
2973             match def_key.disambiguated_data.data {
2974                 // The name of a constructor is that of its parent.
2975                 hir_map::DefPathData::Ctor =>
2976                     self.item_name(DefId {
2977                         krate: id.krate,
2978                         index: def_key.parent.unwrap()
2979                     }),
2980                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2981                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2982                 }).as_symbol(),
2983             }
2984         }
2985     }
2986
2987     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2988     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2989         match instance {
2990             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2991                 self.optimized_mir(did)
2992             }
2993             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2994             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2995             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2996             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2997             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2998             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
2999             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
3000                 self.mir_shims(instance)
3001             }
3002         }
3003     }
3004
3005     /// Gets the attributes of a definition.
3006     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3007         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3008             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
3009         } else {
3010             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3011         }
3012     }
3013
3014     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3015     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3016         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3017     }
3018
3019     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3020     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3021         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3022     }
3023
3024     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3025         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3026     }
3027
3028     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3029     /// If it implements no trait, returns `None`.
3030     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3031         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3032     }
3033
3034     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3035     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3036     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3037         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3038             if let Some(DefKind::Method) = self.def_kind(def_id) {
3039                 Some(self.associated_item(def_id))
3040             } else {
3041                 None
3042             }
3043         } else {
3044             self.opt_associated_item(def_id)
3045         };
3046
3047         item.and_then(|trait_item|
3048             match trait_item.container {
3049                 TraitContainer(_) => None,
3050                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3051             }
3052         )
3053     }
3054
3055     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3056     /// with the name of the crate containing the impl.
3057     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3058         if impl_did.is_local() {
3059             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3060             Ok(self.hir().span(hir_id))
3061         } else {
3062             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3063         }
3064     }
3065
3066     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3067     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3068     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3069     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3070         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3071         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3072         // `modern()` calls required for the span comparison whenever possible.
3073         use_name.name == def_name.name &&
3074         use_name.span.ctxt().hygienic_eq(def_name.span.ctxt(),
3075                                          self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3076     }
3077
3078     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3079         match scope.krate {
3080             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3081             _ => ExpnId::root(),
3082         }
3083     }
3084
3085     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3086         ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3087         ident
3088     }
3089
3090     pub fn adjust_ident_and_get_scope(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId)
3091                                       -> (Ident, DefId) {
3092         let scope = match ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope)) {
3093             Some(actual_expansion) =>
3094                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3095             None => self.hir().get_module_parent(block),
3096         };
3097         (ident, scope)
3098     }
3099 }
3100
3101 pub struct AssocItemsIterator<'tcx> {
3102     tcx: TyCtxt<'tcx>,
3103     def_ids: &'tcx [DefId],
3104     next_index: usize,
3105 }
3106
3107 impl Iterator for AssocItemsIterator<'_> {
3108     type Item = AssocItem;
3109
3110     fn next(&mut self) -> Option<AssocItem> {
3111         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3112         self.next_index += 1;
3113         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3114     }
3115 }
3116
3117 fn associated_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AssocItem {
3118     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3119     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3120     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id(parent_id);
3121     let parent_item = tcx.hir().expect_item(parent_id);
3122     match parent_item.node {
3123         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3124             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3125                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3126                                                                         impl_item_ref);
3127                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3128                 return assoc_item;
3129             }
3130         }
3131
3132         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3133             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3134                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3135                                                                          &parent_item.vis,
3136                                                                          trait_item_ref);
3137                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3138                 return assoc_item;
3139             }
3140         }
3141
3142         _ => { }
3143     }
3144
3145     span_bug!(parent_item.span,
3146               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3147               parent_item.node)
3148 }
3149
3150 #[derive(Clone, HashStable)]
3151 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3152
3153 /// Calculates the `Sized` constraint.
3154 ///
3155 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3156 ///     - an obviously-unsized type
3157 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3158 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3159 ///       such.
3160 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3161 ///       check should catch this case.
3162 fn adt_sized_constraint(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AdtSizedConstraint<'_> {
3163     let def = tcx.adt_def(def_id);
3164
3165     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3166         v.fields.last()
3167     }).flat_map(|f| {
3168         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3169     }));
3170
3171     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3172
3173     AdtSizedConstraint(result)
3174 }
3175
3176 fn associated_item_def_ids(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> &[DefId] {
3177     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3178     let item = tcx.hir().expect_item(id);
3179     match item.node {
3180         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3181             tcx.arena.alloc_from_iter(
3182                 trait_item_refs.iter()
3183                                .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3184                                .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3185             )
3186         }
3187         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3188             tcx.arena.alloc_from_iter(
3189                 impl_item_refs.iter()
3190                               .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3191                               .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3192             )
3193         }
3194         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => &[],
3195         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3196     }
3197 }
3198
3199 fn def_span(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Span {
3200     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3201 }
3202
3203 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3204 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3205 /// otherwise, returns `None`.
3206 fn trait_of_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3207     tcx.opt_associated_item(def_id)
3208         .and_then(|associated_item| {
3209             match associated_item.container {
3210                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3211                 ImplContainer(_) => None
3212             }
3213         })
3214 }
3215
3216 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3217 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3218     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3219         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(hir_id) {
3220             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.node {
3221                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3222             }
3223         }
3224     }
3225     None
3226 }
3227
3228 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3229 fn param_env(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> ParamEnv<'_> {
3230     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3231     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3232         return param_env(tcx, parent);
3233     }
3234     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3235
3236     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3237         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3238
3239     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3240     // case they contain any associated type projections. This process
3241     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3242     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3243     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3244     // right to me, because constructing the environment feels like a
3245     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3246     // a better place. In practice, we construct environments for
3247     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3248     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3249     // sure that this will succeed without errors anyway.
3250
3251     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3252         tcx.intern_predicates(&predicates),
3253         traits::Reveal::UserFacing,
3254         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3255     );
3256
3257     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3258         tcx.hir().maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3259     });
3260     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3261     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3262 }
3263
3264 fn crate_disambiguator(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3265     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3266     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3267 }
3268
3269 fn original_crate_name(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3270     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3271     tcx.crate_name.clone()
3272 }
3273
3274 fn crate_hash(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Svh {
3275     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3276     tcx.hir().crate_hash
3277 }
3278
3279 fn instance_def_size_estimate<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, instance_def: InstanceDef<'tcx>) -> usize {
3280     match instance_def {
3281         InstanceDef::Item(..) |
3282         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3283             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3284             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3285         },
3286         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3287         _ => 1
3288     }
3289 }
3290
3291 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3292 ///
3293 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3294 fn issue33140_self_ty(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<Ty<'_>> {
3295     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3296
3297     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3298         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3299     });
3300
3301     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3302
3303     let is_marker_like =
3304         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3305         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3306
3307     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3308     if !is_marker_like {
3309         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3310         return None;
3311     }
3312
3313     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3314     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3315         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3316         return None;
3317     }
3318
3319     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3320     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3321         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3322         return None;
3323     }
3324
3325     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3326     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3327         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3328         _ => false
3329     };
3330
3331     if self_ty_matches {
3332         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3333         Some(self_ty)
3334     } else {
3335         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3336         None
3337     }
3338 }
3339
3340 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3341     context::provide(providers);
3342     erase_regions::provide(providers);
3343     layout::provide(providers);
3344     util::provide(providers);
3345     constness::provide(providers);
3346     *providers = ty::query::Providers {
3347         associated_item,
3348         associated_item_def_ids,
3349         adt_sized_constraint,
3350         def_span,
3351         param_env,
3352         trait_of_item,
3353         crate_disambiguator,
3354         original_crate_name,
3355         crate_hash,
3356         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3357         instance_def_size_estimate,
3358         issue33140_self_ty,
3359         ..*providers
3360     };
3361 }
3362
3363 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3364 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3365 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3366 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3367 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3368 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3369 pub struct CrateInherentImpls {
3370     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3371 }
3372
3373 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3374 pub struct SymbolName {
3375     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3376     // this be a `&'tcx str`.
3377     pub name: InternedString
3378 }
3379
3380 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3381     name
3382 });
3383
3384 impl SymbolName {
3385     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3386         SymbolName {
3387             name: InternedString::intern(name)
3388         }
3389     }
3390
3391     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3392         self.name.as_str()
3393     }
3394 }
3395
3396 impl fmt::Display for SymbolName {
3397     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3398         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3399     }
3400 }
3401
3402 impl fmt::Debug for SymbolName {
3403     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3404         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3405     }
3406 }