]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Add note to src/ci/docker/README.md about multiple docker images
[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, TypeVisitor};
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::cstore::CrateStoreDyn;
19 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
20 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
21 use crate::mir::ReadOnlyBodyCache;
22 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
23 use crate::mir::GeneratorLayout;
24 use crate::session::CrateDisambiguator;
25 use crate::traits::{self, Reveal};
26 use crate::ty;
27 use crate::ty::layout::VariantIdx;
28 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
29 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
30 use crate::ty::walk::TypeWalker;
31 use crate::util::captures::Captures;
32 use crate::util::nodemap::{NodeMap, NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
33 use arena::SyncDroplessArena;
34 use crate::session::DataTypeKind;
35
36 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
37 use rustc_target::abi::Align;
38 use std::cell::RefCell;
39 use std::cmp::{self, Ordering};
40 use std::fmt;
41 use std::hash::{Hash, Hasher};
42 use std::ops::Deref;
43 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
44 use std::slice;
45 use std::{mem, ptr};
46 use std::ops::Range;
47 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
48 use syntax::attr;
49 use syntax_pos::symbol::{kw, sym, Symbol};
50 use syntax_pos::hygiene::ExpnId;
51 use syntax_pos::Span;
52
53 use smallvec;
54 use rustc_data_structures::fx::{FxIndexMap};
55 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, HashStable};
56 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
57
58 use crate::hir;
59
60 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
61 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
62 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
63 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
64 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
65 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
66 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const, ConstKind};
67 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
68 pub use self::sty::RegionKind;
69 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
70 pub use self::sty::BoundRegion::*;
71 pub use self::sty::InferTy::*;
72 pub use self::sty::RegionKind::*;
73 pub use self::sty::TyKind::*;
74 pub use crate::ty::diagnostics::*;
75
76 pub use self::binding::BindingMode;
77 pub use self::binding::BindingMode::*;
78
79 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, AllArenas, tls, keep_local};
80 pub use self::context::{Lift, GeneratorInteriorTypeCause, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
81 pub use self::context::{
82     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
83     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
84 };
85
86 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
87
88 pub use self::structural_match::search_for_structural_match_violation;
89 pub use self::structural_match::type_marked_structural;
90 pub use self::structural_match::NonStructuralMatchTy;
91
92 pub use self::trait_def::TraitDef;
93
94 pub use self::query::queries;
95
96 pub mod adjustment;
97 pub mod binding;
98 pub mod cast;
99 #[macro_use]
100 pub mod codec;
101 mod constness;
102 pub mod error;
103 mod erase_regions;
104 pub mod fast_reject;
105 pub mod flags;
106 pub mod fold;
107 pub mod inhabitedness;
108 pub mod layout;
109 pub mod _match;
110 pub mod outlives;
111 pub mod print;
112 pub mod query;
113 pub mod relate;
114 pub mod steal;
115 pub mod subst;
116 pub mod trait_def;
117 pub mod walk;
118 pub mod wf;
119 pub mod util;
120
121 mod context;
122 mod instance;
123 mod structural_impls;
124 mod structural_match;
125 mod sty;
126 mod diagnostics;
127
128 // Data types
129
130 pub struct ResolverOutputs {
131     pub definitions: hir_map::Definitions,
132     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
133     pub extern_crate_map: NodeMap<CrateNum>,
134     pub trait_map: TraitMap,
135     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
136     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
137     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
138     pub glob_map: GlobMap,
139     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
140     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
141     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
142 }
143
144 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
145 pub enum AssocItemContainer {
146     TraitContainer(DefId),
147     ImplContainer(DefId),
148 }
149
150 impl AssocItemContainer {
151     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
152     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
153     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
154         match *self {
155             TraitContainer(id) => id,
156             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
157         }
158     }
159
160     pub fn id(&self) -> DefId {
161         match *self {
162             TraitContainer(id) => id,
163             ImplContainer(id) => id,
164         }
165     }
166 }
167
168 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
169 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
170 /// bounds / where-clauses).
171 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
172 pub struct ImplHeader<'tcx> {
173     pub impl_def_id: DefId,
174     pub self_ty: Ty<'tcx>,
175     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
176     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
177 }
178
179 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
180 pub enum ImplPolarity {
181     /// `impl Trait for Type`
182     Positive,
183     /// `impl !Trait for Type`
184     Negative,
185     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
186     ///
187     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
188     /// See #64631 for details.
189     Reservation,
190 }
191
192 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
193 pub struct AssocItem {
194     pub def_id: DefId,
195     #[stable_hasher(project(name))]
196     pub ident: Ident,
197     pub kind: AssocKind,
198     pub vis: Visibility,
199     pub defaultness: hir::Defaultness,
200     pub container: AssocItemContainer,
201
202     /// Whether this is a method with an explicit self
203     /// as its first argument, allowing method calls.
204     pub method_has_self_argument: bool,
205 }
206
207 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable)]
208 pub enum AssocKind {
209     Const,
210     Method,
211     OpaqueTy,
212     Type
213 }
214
215 impl AssocItem {
216     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
217         match self.kind {
218             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
219             AssocKind::Method => DefKind::Method,
220             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
221             AssocKind::OpaqueTy => DefKind::AssocOpaqueTy,
222         }
223     }
224
225     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
226     /// for !
227     pub fn relevant_for_never(&self) -> bool {
228         match self.kind {
229             AssocKind::OpaqueTy |
230             AssocKind::Const |
231             AssocKind::Type => true,
232             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
233             AssocKind::Method => !self.method_has_self_argument,
234         }
235     }
236
237     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
238         match self.kind {
239             ty::AssocKind::Method => {
240                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
241                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
242                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
243                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
244                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
245             }
246             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
247             // FIXME(type_alias_impl_trait): we should print bounds here too.
248             ty::AssocKind::OpaqueTy => format!("type {};", self.ident),
249             ty::AssocKind::Const => {
250                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
251             }
252         }
253     }
254 }
255
256 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
257 pub enum Visibility {
258     /// Visible everywhere (including in other crates).
259     Public,
260     /// Visible only in the given crate-local module.
261     Restricted(DefId),
262     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
263     Invisible,
264 }
265
266 pub trait DefIdTree: Copy {
267     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
268
269     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
270         if descendant.krate != ancestor.krate {
271             return false;
272         }
273
274         while descendant != ancestor {
275             match self.parent(descendant) {
276                 Some(parent) => descendant = parent,
277                 None => return false,
278             }
279         }
280         true
281     }
282 }
283
284 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
285     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
286         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
287     }
288 }
289
290 impl Visibility {
291     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
292         match visibility.node {
293             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
294             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
295             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
296                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
297                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
298                 Res::Err => Visibility::Public,
299                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
300             },
301             hir::VisibilityKind::Inherited => {
302                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent(id))
303             }
304         }
305     }
306
307     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
308     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
309         let restriction = match self {
310             // Public items are visible everywhere.
311             Visibility::Public => return true,
312             // Private items from other crates are visible nowhere.
313             Visibility::Invisible => return false,
314             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
315             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
316             Visibility::Restricted(module) => module,
317         };
318
319         tree.is_descendant_of(module, restriction)
320     }
321
322     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
323     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
324         let vis_restriction = match vis {
325             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
326             Visibility::Invisible => return true,
327             Visibility::Restricted(module) => module,
328         };
329
330         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
331     }
332
333     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
334     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
335         match self {
336             Visibility::Public => true,
337             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
338             Visibility::Invisible => false,
339         }
340     }
341 }
342
343 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, HashStable)]
344 pub enum Variance {
345     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
346     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
347     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
348     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
349 }
350
351 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
352 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
353 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
354 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
355 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
356 /// item.
357 #[derive(HashStable)]
358 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
359     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
360     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
361     /// entry.
362     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
363 }
364
365 impl Variance {
366     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
367     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
368     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
369     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
370     /// variance with which the argument appears.
371     ///
372     /// Example 1:
373     ///
374     ///     *mut Vec<i32>
375     ///
376     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
377     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
378     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
379     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
380     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
381     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
382     /// (again) in `Invariant`.
383     ///
384     /// Example 2:
385     ///
386     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
387     ///
388     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
389     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
390     /// within which both pointer types appear is
391     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
392     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
393     /// which the first `Vec<i32>` appears is
394     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
395     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
396     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
397     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
398     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
399     ///
400     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
401     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
402     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
403         match (self, v) {
404             // Figure 1, column 1.
405             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
406             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
407             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
408             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
409
410             // Figure 1, column 2.
411             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
412             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
413             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
414             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
415
416             // Figure 1, column 3.
417             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
418
419             // Figure 1, column 4.
420             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
421         }
422     }
423 }
424
425 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
426 // the types of AST nodes.
427 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
428 pub struct CReaderCacheKey {
429     pub cnum: CrateNum,
430     pub pos: usize,
431 }
432
433 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
434 // through the type during type construction, so that we can quickly
435 // check whether the type has various kinds of types in it without
436 // recursing over the type itself.
437 bitflags! {
438     pub struct TypeFlags: u32 {
439         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
440         const HAS_TY_INFER       = 1 << 1;
441         const HAS_RE_INFER       = 1 << 2;
442         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 3;
443
444         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
445         /// determine whether substitition is required, since those
446         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
447         /// hence may be substituted.
448         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 4;
449
450         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
451         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
452         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 5;
453
454         /// Is an error type reachable?
455         const HAS_TY_ERR         = 1 << 6;
456         const HAS_PROJECTION     = 1 << 7;
457
458         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
459         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 8;
460
461         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
462         /// that are local to a particular fn
463         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES = 1 << 9;
464
465         /// Present if the type belongs in a local type context.
466         /// Only set for Infer other than Fresh.
467         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 10;
468
469         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
470         /// if a global bound is safe to evaluate.
471         const HAS_RE_LATE_BOUND  = 1 << 11;
472
473         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 12;
474
475         const HAS_CT_INFER       = 1 << 13;
476         const HAS_CT_PLACEHOLDER = 1 << 14;
477
478         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
479                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
480
481         /// Flags representing the nominal content of a type,
482         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
483         /// flag, it should be added here too.
484         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
485                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
486                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
487                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
488                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
489                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
490                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
491                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
492                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
493                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
494                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
495                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
496                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits |
497                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
498                                   TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits;
499     }
500 }
501
502 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
503 pub struct TyS<'tcx> {
504     pub kind: TyKind<'tcx>,
505     pub flags: TypeFlags,
506
507     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
508     /// binder such that
509     ///
510     /// (a) the binder itself captures nothing but
511     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
512     ///     by some sub-binder.
513     ///
514     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
515     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
516     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
517     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
518     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
519     /// by an inner binder.
520     ///
521     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
522     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
523     /// (exclusive).
524     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
525 }
526
527 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
528 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
529 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
530
531 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
532     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
533         self.kind.cmp(&other.kind)
534     }
535 }
536
537 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
538     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
539         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
540     }
541 }
542
543 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
544     #[inline]
545     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
546         ptr::eq(self, other)
547     }
548 }
549 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
550
551 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
552     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
553         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
554     }
555 }
556
557 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'tcx> {
558     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
559         let ty::TyS {
560             ref kind,
561
562             // The other fields just provide fast access to information that is
563             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
564             flags: _,
565
566             outer_exclusive_binder: _,
567         } = *self;
568
569         kind.hash_stable(hcx, hasher);
570     }
571 }
572
573 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
574 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
575
576 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
577 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
578
579 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
580
581 extern {
582     /// A dummy type used to force `List` to be unsized while not requiring references to it be wide
583     /// pointers.
584     type OpaqueListContents;
585 }
586
587 /// A wrapper for slices with the additional invariant
588 /// that the slice is interned and no other slice with
589 /// the same contents can exist in the same context.
590 /// This means we can use pointer for both
591 /// equality comparisons and hashing.
592 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
593 #[repr(C)]
594 pub struct List<T> {
595     len: usize,
596     data: [T; 0],
597     opaque: OpaqueListContents,
598 }
599
600 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
601
602 impl<T: Copy> List<T> {
603     #[inline]
604     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
605         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
606         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
607         assert!(slice.len() != 0);
608
609         // Align up the size of the len (usize) field
610         let align = mem::align_of::<T>();
611         let align_mask = align - 1;
612         let offset = mem::size_of::<usize>();
613         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
614
615         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
616
617         let mem = arena.alloc_raw(
618             size,
619             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
620         unsafe {
621             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
622             // Write the length
623             result.len = slice.len();
624
625             // Write the elements
626             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
627             arena_slice.copy_from_slice(slice);
628
629             result
630         }
631     }
632 }
633
634 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
635     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
636         (**self).fmt(f)
637     }
638 }
639
640 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
641     #[inline]
642     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
643         (**self).encode(s)
644     }
645 }
646
647 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
648     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
649         if self == other { Ordering::Equal } else {
650             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
651         }
652     }
653 }
654
655 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
656     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
657         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
658             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
659         }
660     }
661 }
662
663 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
664     #[inline]
665     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
666         ptr::eq(self, other)
667     }
668 }
669 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
670
671 impl<T> Hash for List<T> {
672     #[inline]
673     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
674         (self as *const List<T>).hash(s)
675     }
676 }
677
678 impl<T> Deref for List<T> {
679     type Target = [T];
680     #[inline(always)]
681     fn deref(&self) -> &[T] {
682         self.as_ref()
683     }
684 }
685
686 impl<T> AsRef<[T]> for List<T> {
687     #[inline(always)]
688     fn as_ref(&self) -> &[T] {
689         unsafe {
690             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
691         }
692     }
693 }
694
695 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
696     type Item = &'a T;
697     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
698     #[inline(always)]
699     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
700         self[..].iter()
701     }
702 }
703
704 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
705
706 impl<T> List<T> {
707     #[inline(always)]
708     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
709         #[repr(align(64), C)]
710         struct EmptySlice([u8; 64]);
711         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
712         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
713         unsafe {
714             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
715         }
716     }
717 }
718
719 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
720 pub struct UpvarPath {
721     pub hir_id: hir::HirId,
722 }
723
724 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
725 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
726 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
727 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
728 pub struct UpvarId {
729     pub var_path: UpvarPath,
730     pub closure_expr_id: LocalDefId,
731 }
732
733 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
734 pub enum BorrowKind {
735     /// Data must be immutable and is aliasable.
736     ImmBorrow,
737
738     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
739     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
740     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
741     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
742     ///
743     ///    let x: &mut isize = ...;
744     ///    let y = || *x += 5;
745     ///
746     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
747     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
748     ///
749     ///    struct Env { x: & &mut isize }
750     ///    let x: &mut isize = ...;
751     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
752     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
753     ///
754     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
755     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
756     /// an `&mut` borrow:
757     ///
758     ///    struct Env { x: & &mut isize }
759     ///    let x: &mut isize = ...;
760     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
761     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
762     ///
763     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
764     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
765     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
766     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
767     /// borrow is hidden.
768     ///
769     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
770     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
771     /// simplicity, we don't give users the way to express this
772     /// borrow, it's just used when translating closures.
773     UniqueImmBorrow,
774
775     /// Data is mutable and not aliasable.
776     MutBorrow
777 }
778
779 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
780 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
781 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
782 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
783     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
784     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
785     /// depending on inference.
786     ByValue,
787
788     /// Upvar is captured by reference.
789     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
790 }
791
792 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
793 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
794     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
795     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
796     /// syntax.
797     pub kind: BorrowKind,
798
799     /// Region of the resulting reference.
800     pub region: ty::Region<'tcx>,
801 }
802
803 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
804 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
805
806 #[derive(Copy, Clone, TypeFoldable)]
807 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
808     pub res: Res,
809     pub span: Span,
810     pub ty: Ty<'tcx>,
811 }
812
813 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
814 pub enum IntVarValue {
815     IntType(ast::IntTy),
816     UintType(ast::UintTy),
817 }
818
819 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
820 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
821
822 impl ty::EarlyBoundRegion {
823     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
824         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
825     }
826
827     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
828     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
829     pub fn has_name(&self) -> bool {
830         self.name != kw::UnderscoreLifetime
831     }
832 }
833
834 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
835 pub enum GenericParamDefKind {
836     Lifetime,
837     Type {
838         has_default: bool,
839         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
840         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
841     },
842     Const,
843 }
844
845 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
846 pub struct GenericParamDef {
847     pub name: Symbol,
848     pub def_id: DefId,
849     pub index: u32,
850
851     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
852     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
853     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
854     pub pure_wrt_drop: bool,
855
856     pub kind: GenericParamDefKind,
857 }
858
859 impl GenericParamDef {
860     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
861         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
862             ty::EarlyBoundRegion {
863                 def_id: self.def_id,
864                 index: self.index,
865                 name: self.name,
866             }
867         } else {
868             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
869         }
870     }
871
872     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
873         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
874             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
875         } else {
876             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
877         }
878     }
879 }
880
881 #[derive(Default)]
882 pub struct GenericParamCount {
883     pub lifetimes: usize,
884     pub types: usize,
885     pub consts: usize,
886 }
887
888 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
889 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
890 ///
891 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
892 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
893 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
894 pub struct Generics {
895     pub parent: Option<DefId>,
896     pub parent_count: usize,
897     pub params: Vec<GenericParamDef>,
898
899     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
900     #[stable_hasher(ignore)]
901     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
902
903     pub has_self: bool,
904     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
905 }
906
907 impl<'tcx> Generics {
908     pub fn count(&self) -> usize {
909         self.parent_count + self.params.len()
910     }
911
912     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
913         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
914         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
915         // presence of this method will be a constant reminder.
916         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
917
918         for param in &self.params {
919             match param.kind {
920                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
921                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
922                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
923             };
924         }
925
926         own_counts
927     }
928
929     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
930         if self.own_requires_monomorphization() {
931             return true;
932         }
933
934         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
935             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
936             parent.requires_monomorphization(tcx)
937         } else {
938             false
939         }
940     }
941
942     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
943         for param in &self.params {
944             match param.kind {
945                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
946                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
947             }
948         }
949         false
950     }
951
952     pub fn region_param(
953         &'tcx self,
954         param: &EarlyBoundRegion,
955         tcx: TyCtxt<'tcx>,
956     ) -> &'tcx GenericParamDef {
957         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
958             let param = &self.params[index as usize];
959             match param.kind {
960                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
961                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
962             }
963         } else {
964             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
965                .region_param(param, tcx)
966         }
967     }
968
969     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
970     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
971         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
972             let param = &self.params[index as usize];
973             match param.kind {
974                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
975                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
976             }
977         } else {
978             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
979                .type_param(param, tcx)
980         }
981     }
982
983     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
984     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
985         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
986             let param = &self.params[index as usize];
987             match param.kind {
988                 GenericParamDefKind::Const => param,
989                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
990             }
991         } else {
992             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
993                 .const_param(param, tcx)
994         }
995     }
996 }
997
998 /// Bounds on generics.
999 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1000 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1001     pub parent: Option<DefId>,
1002     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
1003 }
1004
1005 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1006     pub fn instantiate(
1007         &self,
1008         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1009         substs: SubstsRef<'tcx>,
1010     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1011         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1012         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1013         instantiated
1014     }
1015
1016     pub fn instantiate_own(
1017         &self,
1018         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1019         substs: SubstsRef<'tcx>,
1020     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1021         InstantiatedPredicates {
1022             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1023         }
1024     }
1025
1026     fn instantiate_into(
1027         &self,
1028         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1029         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1030         substs: SubstsRef<'tcx>,
1031     ) {
1032         if let Some(def_id) = self.parent {
1033             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1034         }
1035         instantiated.predicates.extend(
1036             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1037         );
1038     }
1039
1040     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1041         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1042         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1043         instantiated
1044     }
1045
1046     fn instantiate_identity_into(
1047         &self,
1048         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1049         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1050     ) {
1051         if let Some(def_id) = self.parent {
1052             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1053         }
1054         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1055     }
1056
1057     pub fn instantiate_supertrait(
1058         &self,
1059         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1060         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1061     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1062         assert_eq!(self.parent, None);
1063         InstantiatedPredicates {
1064             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1065                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1066             }).collect()
1067         }
1068     }
1069 }
1070
1071 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1072 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1073 pub enum Predicate<'tcx> {
1074     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1075     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1076     /// would be the type parameters.
1077     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1078
1079     /// `where 'a: 'b`
1080     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1081
1082     /// `where T: 'a`
1083     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1084
1085     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1086     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1087     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1088
1089     /// No syntax: `T` well-formed.
1090     WellFormed(Ty<'tcx>),
1091
1092     /// Trait must be object-safe.
1093     ObjectSafe(DefId),
1094
1095     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1096     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1097     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1098     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1099
1100     /// `T1 <: T2`
1101     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1102
1103     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1104     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1105 }
1106
1107 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1108 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1109 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1110 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1111 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1112 /// item.
1113 #[derive(HashStable)]
1114 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1115     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1116     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1117     /// bounds, it will have no entry.
1118     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(ty::Predicate<'tcx>, Span)]>,
1119 }
1120
1121 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1122     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1123         self
1124     }
1125 }
1126
1127 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1128     /// Performs a substitution suitable for going from a
1129     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1130     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1131     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1132     /// lengthy comment below for details.
1133     pub fn subst_supertrait(
1134         &self,
1135         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1136         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1137     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1138         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1139         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1140         //
1141         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1142         //
1143         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1144         //     trait Bar<'b,'c> { }
1145         //
1146         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1147         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1148         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1149         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1150         // normal substitution.
1151         //
1152         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1153         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1154         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1155         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1156         // `'a`.
1157         //
1158         // Another example to be careful of is this:
1159         //
1160         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1161         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1162         //
1163         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1164         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1165         // reason is similar to the previous example: any impl of
1166         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1167         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1168         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1169         //
1170         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1171         // consider the more complicated scenario:
1172         //
1173         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1174         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1175         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1176         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1177         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1178         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1179         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1180         //   DB index of 1.
1181         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1182         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1183         //   just as we wanted.
1184         //
1185         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1186         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1187         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1188         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1189         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1190         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1191         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1192         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1193         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1194         // substitution code expects equal binding levels in the values
1195         // from the substitution and the value being substituted into, and
1196         // this trick achieves that).
1197
1198         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1199         match *self {
1200             Predicate::Trait(ref binder) =>
1201                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1202             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1203                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1204             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1205                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1206             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1207                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1208             Predicate::Projection(ref binder) =>
1209                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1210             Predicate::WellFormed(data) =>
1211                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1212             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1213                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1214             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1215                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1216             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1217                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1218         }
1219     }
1220 }
1221
1222 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1223 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1224 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1225     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1226 }
1227
1228 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1229
1230 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1231     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1232         self.trait_ref.def_id
1233     }
1234
1235     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1236         self.trait_ref.input_types()
1237     }
1238
1239     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1240         self.trait_ref.self_ty()
1241     }
1242 }
1243
1244 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1245     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1246         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1247         self.skip_binder().def_id()
1248     }
1249 }
1250
1251 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1252 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1253 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1254 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1255 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1256 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1257 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1258 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1259
1260 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1261 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1262 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1263     pub a_is_expected: bool,
1264     pub a: Ty<'tcx>,
1265     pub b: Ty<'tcx>
1266 }
1267 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1268
1269 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1270 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1271 ///
1272 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1273 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1274 ///
1275 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1276 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1277 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1278 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1279 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1280 /// instances to normalize the LHS.
1281 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1282 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1283 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1284     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1285     pub ty: Ty<'tcx>,
1286 }
1287
1288 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1289
1290 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1291     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1292     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1293         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1294     }
1295
1296     #[inline]
1297     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1298         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1299         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1300         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1301         // return value, so we are preserving the number of binding
1302         // levels.
1303         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1304     }
1305
1306     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1307         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1308     }
1309
1310     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1311     ///
1312     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1313     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1314     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1315         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1316         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1317     }
1318 }
1319
1320 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1321     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1322 }
1323
1324 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1325     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1326         ty::Binder::dummy(self.clone())
1327     }
1328 }
1329
1330 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1331     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1332         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1333     }
1334 }
1335
1336 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1337     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1338 }
1339
1340 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1341     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1342         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1343             trait_ref: self.clone()
1344         }))
1345     }
1346 }
1347
1348 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1349     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1350         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1351     }
1352 }
1353
1354 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1355     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1356         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1357     }
1358 }
1359
1360 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1361     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1362         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1363     }
1364 }
1365
1366 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1367     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1368         Predicate::Projection(self.clone())
1369     }
1370 }
1371
1372 // A custom iterator used by `Predicate::walk_tys`.
1373 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1374     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1375           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1376           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1377 {
1378     None,
1379     One(Ty<'tcx>),
1380     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1381     Types(I),
1382     InputTypes(J),
1383     ProjectionTypes(K)
1384 }
1385
1386 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1387     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1388           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1389           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1390 {
1391     type Item = Ty<'tcx>;
1392
1393     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1394         match *self {
1395             WalkTysIter::None => None,
1396             WalkTysIter::One(item) => {
1397                 *self = WalkTysIter::None;
1398                 Some(item)
1399             },
1400             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1401                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1402                 Some(item1)
1403             },
1404             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1405                 iter.next()
1406             },
1407             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1408                 iter.next()
1409             },
1410             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1411                 iter.next()
1412             }
1413         }
1414     }
1415 }
1416
1417 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1418     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1419     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1420     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1421     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1422         match *self {
1423             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1424                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1425             }
1426             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1427                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1428                 WalkTysIter::Two(a, b)
1429             }
1430             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1431                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1432             }
1433             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1434                 WalkTysIter::None
1435             }
1436             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1437                 let inner = data.skip_binder();
1438                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1439                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1440             }
1441             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1442                 WalkTysIter::One(data)
1443             }
1444             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1445                 WalkTysIter::None
1446             }
1447             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1448                 WalkTysIter::Types(closure_substs.types())
1449             }
1450             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1451                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1452             }
1453         }
1454     }
1455
1456     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1457         match *self {
1458             Predicate::Trait(ref t) => {
1459                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1460             }
1461             Predicate::Projection(..) |
1462             Predicate::Subtype(..) |
1463             Predicate::RegionOutlives(..) |
1464             Predicate::WellFormed(..) |
1465             Predicate::ObjectSafe(..) |
1466             Predicate::ClosureKind(..) |
1467             Predicate::TypeOutlives(..) |
1468             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1469                 None
1470             }
1471         }
1472     }
1473
1474     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1475         match *self {
1476             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1477                 Some(data)
1478             }
1479             Predicate::Trait(..) |
1480             Predicate::Projection(..) |
1481             Predicate::Subtype(..) |
1482             Predicate::RegionOutlives(..) |
1483             Predicate::WellFormed(..) |
1484             Predicate::ObjectSafe(..) |
1485             Predicate::ClosureKind(..) |
1486             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1487                 None
1488             }
1489         }
1490     }
1491 }
1492
1493 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1494 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1495 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1496 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1497 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1498 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1499 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1500 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1501 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1502 /// their values.
1503 ///
1504 /// Example:
1505 ///
1506 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1507 ///
1508 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1509 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1510 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1511 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1512 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1513 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1514     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1515 }
1516
1517 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1518     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1519         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1520     }
1521
1522     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1523         self.predicates.is_empty()
1524     }
1525 }
1526
1527 rustc_index::newtype_index! {
1528     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1529     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1530     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1531     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1532     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1533     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1534     /// new names.
1535     ///
1536     /// To make this more concrete, consider this program:
1537     ///
1538     /// ```
1539     /// struct Foo { }
1540     /// fn bar<T>(x: T) {
1541     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1542     /// }
1543     /// ```
1544     ///
1545     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1546     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1547     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1548     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1549     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1550     /// name it inside the fn type but not outside.
1551     ///
1552     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1553     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1554     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1555     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1556     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1557     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1558     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1559     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1560     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1561     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1562     /// use for checking generic functions.
1563     pub struct UniverseIndex {
1564         derive [HashStable]
1565         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1566     }
1567 }
1568
1569 impl UniverseIndex {
1570     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1571
1572     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1573     /// is considered to extend all previous universes. This
1574     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1575     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1576     ///
1577     /// ```
1578     /// for<'a> fn(&'a u32)
1579     /// ```
1580     ///
1581     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1582     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1583     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1584     /// `U` because it was not in scope there.
1585     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1586         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1587     }
1588
1589     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1590     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1591     /// `other` (`self >= other`).
1592     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1593         self.private >= other.private
1594     }
1595
1596     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1597     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1598     /// those in `other` (`self < other`).
1599     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1600         self.private < other.private
1601     }
1602 }
1603
1604 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1605 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1606 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1607 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1608 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1609 /// another.
1610 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1611 pub struct Placeholder<T> {
1612     pub universe: UniverseIndex,
1613     pub name: T,
1614 }
1615
1616 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1617 where
1618     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1619 {
1620     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1621         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1622         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1623     }
1624 }
1625
1626 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1627
1628 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1629
1630 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1631
1632 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1633 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1634 /// particular point.
1635 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TypeFoldable)]
1636 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1637     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1638     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1639     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1640     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1641
1642     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1643     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1644     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1645     pub reveal: traits::Reveal,
1646
1647     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1648     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1649     /// solver).
1650     pub def_id: Option<DefId>,
1651 }
1652
1653 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1654     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1655     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1656     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1657     /// type-checking.
1658     #[inline]
1659     pub fn empty() -> Self {
1660         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1661     }
1662
1663     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1664     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1665     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1666     /// environments like codegen or doing optimizations.
1667     ///
1668     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1669     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1670     #[inline]
1671     pub fn reveal_all() -> Self {
1672         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1673     }
1674
1675     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1676     #[inline]
1677     pub fn new(
1678         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1679         reveal: Reveal,
1680         def_id: Option<DefId>
1681     ) -> Self {
1682         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1683     }
1684
1685     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1686     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1687     /// (even for associated types that are specializable). This is
1688     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1689     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1690     /// which is the default.
1691     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1692         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1693     }
1694
1695     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1696     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1697         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1698     }
1699
1700     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1701     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1702     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1703     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1704     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1705     /// invisible.
1706     ///
1707     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1708     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1709     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1710     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1711     /// although the surrounding function is never reachable.
1712     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1713         match self.reveal {
1714             Reveal::UserFacing => {
1715                 ParamEnvAnd {
1716                     param_env: self,
1717                     value,
1718                 }
1719             }
1720
1721             Reveal::All => {
1722                 if value.has_placeholders()
1723                     || value.needs_infer()
1724                     || value.has_param_types()
1725                 {
1726                     ParamEnvAnd {
1727                         param_env: self,
1728                         value,
1729                     }
1730                 } else {
1731                     ParamEnvAnd {
1732                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1733                         value,
1734                     }
1735                 }
1736             }
1737         }
1738     }
1739 }
1740
1741 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1742 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1743     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1744     pub value: T,
1745 }
1746
1747 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1748     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1749         (self.param_env, self.value)
1750     }
1751 }
1752
1753 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1754 where
1755     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1756 {
1757     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1758         let ParamEnvAnd {
1759             ref param_env,
1760             ref value
1761         } = *self;
1762
1763         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1764         value.hash_stable(hcx, hasher);
1765     }
1766 }
1767
1768 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1769 pub struct Destructor {
1770     /// The `DefId` of the destructor method
1771     pub did: DefId,
1772 }
1773
1774 bitflags! {
1775     #[derive(HashStable)]
1776     pub struct AdtFlags: u32 {
1777         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1778         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1779         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1780         /// Indicates whether the ADT is a union.
1781         const IS_UNION            = 1 << 1;
1782         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1783         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1784         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1785         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1786         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1787         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1788         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1789         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1790         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1791         const IS_BOX              = 1 << 6;
1792         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1793         const IS_ARC              = 1 << 7;
1794         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1795         const IS_RC               = 1 << 8;
1796         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1797         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1798         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1799     }
1800 }
1801
1802 bitflags! {
1803     #[derive(HashStable)]
1804     pub struct VariantFlags: u32 {
1805         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1806         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1807         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1808     }
1809 }
1810
1811 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1812 #[derive(Debug, HashStable)]
1813 pub struct VariantDef {
1814     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1815     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1816     pub def_id: DefId,
1817     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1818     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1819     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1820     /// Variant or struct name.
1821     #[stable_hasher(project(name))]
1822     pub ident: Ident,
1823     /// Discriminant of this variant.
1824     pub discr: VariantDiscr,
1825     /// Fields of this variant.
1826     pub fields: Vec<FieldDef>,
1827     /// Type of constructor of variant.
1828     pub ctor_kind: CtorKind,
1829     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1830     flags: VariantFlags,
1831     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1832     /// May be incomplete or bogus.
1833     pub recovered: bool,
1834 }
1835
1836 impl<'tcx> VariantDef {
1837     /// Creates a new `VariantDef`.
1838     ///
1839     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1840     /// represents an enum variant).
1841     ///
1842     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1843     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1844     ///
1845     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1846     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1847     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1848     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1849     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1850     ///
1851     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1852     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1853     pub fn new(
1854         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1855         ident: Ident,
1856         variant_did: Option<DefId>,
1857         ctor_def_id: Option<DefId>,
1858         discr: VariantDiscr,
1859         fields: Vec<FieldDef>,
1860         ctor_kind: CtorKind,
1861         adt_kind: AdtKind,
1862         parent_did: DefId,
1863         recovered: bool,
1864     ) -> Self {
1865         debug!(
1866             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1867              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1868              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1869         );
1870
1871         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1872         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
1873             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1874             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1875         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1876             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
1877                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1878                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1879             }
1880         }
1881
1882         VariantDef {
1883             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1884             ctor_def_id,
1885             ident,
1886             discr,
1887             fields,
1888             ctor_kind,
1889             flags,
1890             recovered,
1891         }
1892     }
1893
1894     /// Is this field list non-exhaustive?
1895     #[inline]
1896     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1897         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1898     }
1899 }
1900
1901 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1902 pub enum VariantDiscr {
1903     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1904     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1905     Explicit(DefId),
1906
1907     /// The previous variant's discriminant plus one.
1908     /// For efficiency reasons, the distance from the
1909     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1910     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1911     Relative(u32),
1912 }
1913
1914 #[derive(Debug, HashStable)]
1915 pub struct FieldDef {
1916     pub did: DefId,
1917     #[stable_hasher(project(name))]
1918     pub ident: Ident,
1919     pub vis: Visibility,
1920 }
1921
1922 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
1923 ///
1924 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1925 ///
1926 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
1927 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
1928 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
1929 ///
1930 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
1931 pub struct AdtDef {
1932     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
1933     pub did: DefId,
1934     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
1935     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1936     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
1937     flags: AdtFlags,
1938     /// Repr options provided by the user.
1939     pub repr: ReprOptions,
1940 }
1941
1942 impl PartialOrd for AdtDef {
1943     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1944         Some(self.cmp(&other))
1945     }
1946 }
1947
1948 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1949 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1950 impl Ord for AdtDef {
1951     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1952         self.did.cmp(&other.did)
1953     }
1954 }
1955
1956 impl PartialEq for AdtDef {
1957     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
1958     #[inline]
1959     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1960 }
1961
1962 impl Eq for AdtDef {}
1963
1964 impl Hash for AdtDef {
1965     #[inline]
1966     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1967         (self as *const AdtDef).hash(s)
1968     }
1969 }
1970
1971 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1972     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1973         self.did.encode(s)
1974     }
1975 }
1976
1977 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1978
1979 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1980     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1981         thread_local! {
1982             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1983         }
1984
1985         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1986             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1987             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1988                 let ty::AdtDef {
1989                     did,
1990                     ref variants,
1991                     ref flags,
1992                     ref repr,
1993                 } = *self;
1994
1995                 let mut hasher = StableHasher::new();
1996                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1997                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1998                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1999                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2000
2001                 hasher.finish()
2002            })
2003         });
2004
2005         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2006     }
2007 }
2008
2009 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2010 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2011
2012 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2013     fn into(self) -> DataTypeKind {
2014         match self {
2015             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2016             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2017             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2018         }
2019     }
2020 }
2021
2022 bitflags! {
2023     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2024     pub struct ReprFlags: u8 {
2025         const IS_C               = 1 << 0;
2026         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2027         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2028         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2029         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2030
2031         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2032         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2033                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2034                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2035     }
2036 }
2037
2038 /// Represents the repr options provided by the user,
2039 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable,
2040          Default, HashStable)]
2041 pub struct ReprOptions {
2042     pub int: Option<attr::IntType>,
2043     pub align: Option<Align>,
2044     pub pack: Option<Align>,
2045     pub flags: ReprFlags,
2046 }
2047
2048 impl ReprOptions {
2049     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2050         let mut flags = ReprFlags::empty();
2051         let mut size = None;
2052         let mut max_align: Option<Align> = None;
2053         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2054         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2055             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2056                 flags.insert(match r {
2057                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2058                     attr::ReprPacked(pack) => {
2059                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2060                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2061                             min_pack.min(pack)
2062                         } else {
2063                             pack
2064                         });
2065                         ReprFlags::empty()
2066                     },
2067                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2068                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2069                     attr::ReprInt(i) => {
2070                         size = Some(i);
2071                         ReprFlags::empty()
2072                     },
2073                     attr::ReprAlign(align) => {
2074                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2075                         ReprFlags::empty()
2076                     },
2077                 });
2078             }
2079         }
2080
2081         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2082         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2083             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2084         }
2085         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2086     }
2087
2088     #[inline]
2089     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2090     #[inline]
2091     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2092     #[inline]
2093     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack.is_some() }
2094     #[inline]
2095     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2096     #[inline]
2097     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2098
2099     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2100         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2101     }
2102
2103     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2104     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2105     /// single pointer.
2106     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2107         self.c() || self.int.is_some()
2108     }
2109
2110     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2111     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2112     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2113         if let Some(pack) = self.pack {
2114             if pack.bytes() == 1 {
2115                 return true;
2116             }
2117         }
2118         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2119     }
2120
2121     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2122     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2123         self.c()
2124     }
2125 }
2126
2127 impl<'tcx> AdtDef {
2128     /// Creates a new `AdtDef`.
2129     fn new(
2130         tcx: TyCtxt<'_>,
2131         did: DefId,
2132         kind: AdtKind,
2133         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2134         repr: ReprOptions,
2135     ) -> Self {
2136         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2137         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2138
2139         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2140             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2141             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2142         }
2143
2144         flags |= match kind {
2145             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2146             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2147             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2148         };
2149
2150         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2151             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2152         }
2153
2154         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2155         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2156             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2157         }
2158         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2159             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2160         }
2161         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2162             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2163         }
2164         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2165             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2166         }
2167         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2168             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2169         }
2170
2171         AdtDef {
2172             did,
2173             variants,
2174             flags,
2175             repr,
2176         }
2177     }
2178
2179     /// Returns `true` if this is a struct.
2180     #[inline]
2181     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2182         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2183     }
2184
2185     /// Returns `true` if this is a union.
2186     #[inline]
2187     pub fn is_union(&self) -> bool {
2188         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2189     }
2190
2191     /// Returns `true` if this is a enum.
2192     #[inline]
2193     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2194         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2195     }
2196
2197     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2198     #[inline]
2199     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2200         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2201     }
2202
2203     /// Returns the kind of the ADT.
2204     #[inline]
2205     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2206         if self.is_enum() {
2207             AdtKind::Enum
2208         } else if self.is_union() {
2209             AdtKind::Union
2210         } else {
2211             AdtKind::Struct
2212         }
2213     }
2214
2215     /// Returns a description of this abstract data type.
2216     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2217         match self.adt_kind() {
2218             AdtKind::Struct => "struct",
2219             AdtKind::Union => "union",
2220             AdtKind::Enum => "enum",
2221         }
2222     }
2223
2224     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2225     #[inline]
2226     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2227         match self.adt_kind() {
2228             AdtKind::Struct => "struct",
2229             AdtKind::Union => "union",
2230             AdtKind::Enum => "variant",
2231         }
2232     }
2233
2234     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2235     #[inline]
2236     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2237         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2238     }
2239
2240     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2241     /// of coherence checking.
2242     #[inline]
2243     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2244         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2245     }
2246
2247     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2248     #[inline]
2249     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2250         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2251     }
2252
2253     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2254     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2255         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2256     }
2257
2258     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2259     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2260         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2261     }
2262
2263     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2264     #[inline]
2265     pub fn is_box(&self) -> bool {
2266         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2267     }
2268
2269     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2270     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2271         self.destructor(tcx).is_some()
2272     }
2273
2274     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2275     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2276         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2277         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2278     }
2279
2280     #[inline]
2281     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2282         tcx.predicates_of(self.did)
2283     }
2284
2285     /// Returns an iterator over all fields contained
2286     /// by this ADT.
2287     #[inline]
2288     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item=&FieldDef> + Clone {
2289         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2290     }
2291
2292     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2293         !self.variants.is_empty() &&
2294             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2295     }
2296
2297     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2298     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2299         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2300             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2301     }
2302
2303     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2304     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2305         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2306             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2307     }
2308
2309     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2310     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2311         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2312             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2313     }
2314
2315     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2316     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2317         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2318             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2319     }
2320
2321     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2322         match res {
2323             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2324             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2325             Res::Def(DefKind::Struct, _) | Res::Def(DefKind::Union, _) |
2326             Res::Def(DefKind::TyAlias, _) | Res::Def(DefKind::AssocTy, _) | Res::SelfTy(..) |
2327             Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2328             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res)
2329         }
2330     }
2331
2332     #[inline]
2333     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2334         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2335         let repr_type = self.repr.discr_type();
2336         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx, expr_did);
2337         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2338         let cid = GlobalId {
2339             instance,
2340             promoted: None
2341         };
2342         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2343             Ok(val) => {
2344                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2345                 if let Some(b) = val.try_eval_bits(tcx, param_env, val.ty) {
2346                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2347                     Some(Discr {
2348                         val: b,
2349                         ty: val.ty,
2350                     })
2351                 } else {
2352                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2353                     crate::mir::interpret::struct_error(
2354                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2355                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2356                     ).emit();
2357                     None
2358                 }
2359             }
2360             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2361                 if !expr_did.is_local() {
2362                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2363                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2364                          in its crate but failed locally");
2365                 }
2366                 None
2367             }
2368             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2369                 tcx.def_span(expr_did),
2370                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2371             ),
2372         }
2373     }
2374
2375     #[inline]
2376     pub fn discriminants(
2377         &'tcx self,
2378         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2379     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2380         let repr_type = self.repr.discr_type();
2381         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2382         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2383         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2384             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2385             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2386                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2387                     discr = new_discr;
2388                 }
2389             }
2390             prev_discr = Some(discr);
2391
2392             (i, discr)
2393         })
2394     }
2395
2396     #[inline]
2397     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2398         (VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len()))
2399     }
2400
2401     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2402     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2403     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2404     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2405     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2406     #[inline]
2407     pub fn discriminant_for_variant(
2408         &self,
2409         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2410         variant_index: VariantIdx,
2411     ) -> Discr<'tcx> {
2412         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2413         let explicit_value = val
2414             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2415             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2416         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2417     }
2418
2419     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2420     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2421     /// inferred discriminant directly.
2422     pub fn discriminant_def_for_variant(
2423         &self,
2424         variant_index: VariantIdx,
2425     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2426         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2427         let expr_did;
2428         loop {
2429             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2430                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2431                     expr_did = None;
2432                     break;
2433                 },
2434                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2435                     explicit_index -= distance;
2436                 }
2437                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2438                     expr_did = Some(did);
2439                     break;
2440                 }
2441             }
2442         }
2443         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2444     }
2445
2446     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2447         tcx.adt_destructor(self.did)
2448     }
2449
2450     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2451     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2452     ///
2453     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2454     /// actually more expressive than checking all members:
2455     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2456     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2457     ///
2458     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2459     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2460     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2461         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2462     }
2463
2464     fn sized_constraint_for_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Vec<Ty<'tcx>> {
2465         let result = match ty.kind {
2466             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2467             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2468             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2469                 vec![]
2470             }
2471
2472             Str |
2473             Dynamic(..) |
2474             Slice(_) |
2475             Foreign(..) |
2476             Error |
2477             GeneratorWitness(..) => {
2478                 // these are never sized - return the target type
2479                 vec![ty]
2480             }
2481
2482             Tuple(ref tys) => {
2483                 match tys.last() {
2484                     None => vec![],
2485                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty.expect_ty()),
2486                 }
2487             }
2488
2489             Adt(adt, substs) => {
2490                 // recursive case
2491                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2492                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2493                        ty, adt_tys);
2494                 adt_tys.iter()
2495                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2496                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2497                        .collect()
2498             }
2499
2500             Projection(..) | Opaque(..) => {
2501                 // must calculate explicitly.
2502                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2503                 vec![ty]
2504             }
2505
2506             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2507
2508             Param(..) => {
2509                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2510                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2511                 // it on the impl.
2512
2513                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2514                     Some(x) => x,
2515                     _ => return vec![ty]
2516                 };
2517                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2518                     def_id: sized_trait,
2519                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2520                 }).to_predicate();
2521                 let predicates = tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2522                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2523                     vec![]
2524                 } else {
2525                     vec![ty]
2526                 }
2527             }
2528
2529             Placeholder(..) |
2530             Bound(..) |
2531             Infer(..) => {
2532                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2533                      ty)
2534             }
2535         };
2536         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2537         result
2538     }
2539 }
2540
2541 impl<'tcx> FieldDef {
2542     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2543     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2544     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2545         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2546     }
2547 }
2548
2549 /// Represents the various closure traits in the language. This
2550 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2551 /// desugaring) argument that the closure expects.
2552 ///
2553 /// You can get the environment type of a closure using
2554 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2555 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2556          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2557 pub enum ClosureKind {
2558     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2559     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2560     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2561     Fn,
2562     FnMut,
2563     FnOnce,
2564 }
2565
2566 impl<'tcx> ClosureKind {
2567     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2568     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2569
2570     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2571         match *self {
2572             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2573             ClosureKind::FnMut => {
2574                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None)
2575             }
2576             ClosureKind::FnOnce => {
2577                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None)
2578             }
2579         }
2580     }
2581
2582     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2583     /// must also implement `other`.
2584     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2585         match (self, other) {
2586             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2587             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2588             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2589             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2590             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2591             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2592             _ => false,
2593         }
2594     }
2595
2596     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2597     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2598     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2599         match self {
2600             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2601             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2602             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2603         }
2604     }
2605 }
2606
2607 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2608     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2609     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2610     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2611     /// structs or variants. For example:
2612     ///
2613     /// ```notrust
2614     /// isize => { isize }
2615     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2616     /// [isize] => { [isize], isize }
2617     /// ```
2618     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2619         TypeWalker::new(self)
2620     }
2621
2622     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2623     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2624     /// (but not `i32`, like `walk`).
2625     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2626         walk::walk_shallow(self)
2627     }
2628
2629     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2630     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2631     /// children of the current type are ignored.
2632     ///
2633     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2634     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2635         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2636     {
2637         let mut walker = self.walk();
2638         while let Some(ty) = walker.next() {
2639             if !f(ty) {
2640                 walker.skip_current_subtree();
2641             }
2642         }
2643     }
2644 }
2645
2646 impl BorrowKind {
2647     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2648         match m {
2649             hir::Mutability::Mutable => MutBorrow,
2650             hir::Mutability::Immutable => ImmBorrow,
2651         }
2652     }
2653
2654     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2655     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2656     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2657     /// question.
2658     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2659         match self {
2660             MutBorrow => hir::Mutability::Mutable,
2661             ImmBorrow => hir::Mutability::Immutable,
2662
2663             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2664             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2665             // and hence is a safe "over approximation".
2666             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mutable,
2667         }
2668     }
2669
2670     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2671         match *self {
2672             MutBorrow => "mutable",
2673             ImmBorrow => "immutable",
2674             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2675         }
2676     }
2677 }
2678
2679 #[derive(Debug, Clone)]
2680 pub enum Attributes<'tcx> {
2681     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2682     Borrowed(&'tcx [ast::Attribute]),
2683 }
2684
2685 impl<'tcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'tcx> {
2686     type Target = [ast::Attribute];
2687
2688     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2689         match self {
2690             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2691             &Attributes::Borrowed(data) => data
2692         }
2693     }
2694 }
2695
2696 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2697 pub enum ImplOverlapKind {
2698     /// These impls are always allowed to overlap.
2699     Permitted,
2700     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2701     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2702     ///
2703     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2704     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2705     ///
2706     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2707     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2708     ///
2709     /// ```
2710     /// trait Trait {}
2711     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2712     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2713     /// ```
2714     ///
2715     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2716     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2717     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2718     /// overlapping impls for it is sound.
2719     ///
2720     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2721     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2722     /// it has the following restrictions:
2723     ///
2724     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2725     /// positive impls.
2726     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2727     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2728     /// marker traits.
2729     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2730     ///
2731     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2732     Issue33140
2733 }
2734
2735 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2736     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckTables<'tcx> {
2737         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2738     }
2739
2740     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2741     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2742     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2743     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2744         self.hir().krate()
2745                   .body_ids
2746                   .iter()
2747                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2748     }
2749
2750     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2751         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2752             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2753         });
2754     }
2755
2756     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssocItem> {
2757         self.associated_items(id)
2758             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Method && item.defaultness.has_value())
2759             .collect()
2760     }
2761
2762     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2763         self.associated_items(did).any(|item| {
2764             item.relevant_for_never()
2765         })
2766     }
2767
2768     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2769         self.hir().as_local_hir_id(def_id).and_then(|hir_id| self.hir().get(hir_id).ident())
2770     }
2771
2772     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssocItem> {
2773         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2774             match self.hir().get(hir_id) {
2775                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2776                 _ => false,
2777             }
2778         } else {
2779             match self.def_kind(def_id).expect("no def for `DefId`") {
2780                 DefKind::AssocConst
2781                 | DefKind::Method
2782                 | DefKind::AssocTy => true,
2783                 _ => false,
2784             }
2785         };
2786
2787         if is_associated_item {
2788             Some(self.associated_item(def_id))
2789         } else {
2790             None
2791         }
2792     }
2793
2794     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2795                                            parent_def_id: DefId,
2796                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2797                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2798                                            -> AssocItem {
2799         let def_id = self.hir().local_def_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2800         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2801             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2802             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2803                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2804             }
2805             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2806             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => bug!("only impls can have opaque types"),
2807         };
2808
2809         AssocItem {
2810             ident: trait_item_ref.ident,
2811             kind,
2812             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2813             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2814             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2815             def_id,
2816             container: TraitContainer(parent_def_id),
2817             method_has_self_argument: has_self
2818         }
2819     }
2820
2821     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2822                                           parent_def_id: DefId,
2823                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2824                                           -> AssocItem {
2825         let def_id = self.hir().local_def_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2826         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2827             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2828             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2829                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2830             }
2831             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2832             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => (ty::AssocKind::OpaqueTy, false),
2833         };
2834
2835         AssocItem {
2836             ident: impl_item_ref.ident,
2837             kind,
2838             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2839             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2840             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2841             def_id,
2842             container: ImplContainer(parent_def_id),
2843             method_has_self_argument: has_self
2844         }
2845     }
2846
2847     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2848         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2849     }
2850
2851     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2852         variant.fields.iter().position(|field| {
2853             self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id)
2854         })
2855     }
2856
2857     pub fn associated_items(self, def_id: DefId) -> AssocItemsIterator<'tcx> {
2858         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2859         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2860         // in place, so we use a hand-written iterator.
2861         //
2862         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2863         AssocItemsIterator {
2864             tcx: self,
2865             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2866             next_index: 0,
2867         }
2868     }
2869
2870     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2871     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2872     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2873                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2874     {
2875         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2876         // as one of them essentially doesn't exist.
2877         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error()) ||
2878             self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error()) {
2879             return Some(ImplOverlapKind::Permitted);
2880         }
2881
2882         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2883             (ImplPolarity::Reservation, _) |
2884             (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2885                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2886                 debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2887                        def_id1, def_id2);
2888                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted);
2889             }
2890             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative) |
2891             (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2892                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2893                 debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2894                        def_id1, def_id2);
2895                 return None;
2896             }
2897             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive) |
2898             (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2899         };
2900
2901         let is_marker_overlap = if self.features().overlapping_marker_traits {
2902             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2903                 .map_or(false, |trait_ref| {
2904                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2905                 });
2906             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2907                 .map_or(false, |trait_ref| {
2908                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2909                 });
2910             trait1_is_empty && trait2_is_empty
2911         } else {
2912             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2913                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2914                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2915             };
2916             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2917         };
2918
2919
2920         if is_marker_overlap {
2921             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
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                 }),
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>) -> ReadOnlyBodyCache<'tcx, 'tcx> {
2989         match instance {
2990             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2991                 self.optimized_mir(did).unwrap_read_only()
2992             }
2993             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2994             ty::InstanceDef::ReifyShim(..) |
2995             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2996             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2997             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2998             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2999             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
3000             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
3001                 self.mir_shims(instance).unwrap_read_only()
3002             }
3003         }
3004     }
3005
3006     /// Gets the attributes of a definition.
3007     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3008         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3009             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
3010         } else {
3011             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3012         }
3013     }
3014
3015     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3016     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3017         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3018     }
3019
3020     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3021     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3022         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3023     }
3024
3025     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3026         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3027     }
3028
3029     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3030     /// If it implements no trait, returns `None`.
3031     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3032         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3033     }
3034
3035     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3036     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3037     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3038         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3039             if let Some(DefKind::Method) = self.def_kind(def_id) {
3040                 Some(self.associated_item(def_id))
3041             } else {
3042                 None
3043             }
3044         } else {
3045             self.opt_associated_item(def_id)
3046         };
3047
3048         item.and_then(|trait_item|
3049             match trait_item.container {
3050                 TraitContainer(_) => None,
3051                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3052             }
3053         )
3054     }
3055
3056     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3057     /// with the name of the crate containing the impl.
3058     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3059         if impl_did.is_local() {
3060             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3061             Ok(self.hir().span(hir_id))
3062         } else {
3063             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3064         }
3065     }
3066
3067     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3068     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3069     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3070     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3071         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3072         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3073         // `modern()` calls required for the span comparison whenever possible.
3074         use_name.name == def_name.name &&
3075         use_name.span.ctxt().hygienic_eq(def_name.span.ctxt(),
3076                                          self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3077     }
3078
3079     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3080         match scope.krate {
3081             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3082             _ => ExpnId::root(),
3083         }
3084     }
3085
3086     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3087         ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3088         ident
3089     }
3090
3091     pub fn adjust_ident_and_get_scope(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId)
3092                                       -> (Ident, DefId) {
3093         let scope = match ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope)) {
3094             Some(actual_expansion) =>
3095                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3096             None => self.hir().get_module_parent(block),
3097         };
3098         (ident, scope)
3099     }
3100 }
3101
3102 #[derive(Clone)]
3103 pub struct AssocItemsIterator<'tcx> {
3104     tcx: TyCtxt<'tcx>,
3105     def_ids: &'tcx [DefId],
3106     next_index: usize,
3107 }
3108
3109 impl Iterator for AssocItemsIterator<'_> {
3110     type Item = AssocItem;
3111
3112     fn next(&mut self) -> Option<AssocItem> {
3113         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3114         self.next_index += 1;
3115         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3116     }
3117 }
3118
3119 fn associated_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AssocItem {
3120     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3121     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3122     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id(parent_id);
3123     let parent_item = tcx.hir().expect_item(parent_id);
3124     match parent_item.kind {
3125         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3126             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3127                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3128                                                                         impl_item_ref);
3129                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3130                 return assoc_item;
3131             }
3132         }
3133
3134         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3135             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3136                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3137                                                                          &parent_item.vis,
3138                                                                          trait_item_ref);
3139                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3140                 return assoc_item;
3141             }
3142         }
3143
3144         _ => { }
3145     }
3146
3147     span_bug!(parent_item.span,
3148               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3149               parent_item.kind)
3150 }
3151
3152 #[derive(Clone, HashStable)]
3153 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3154
3155 /// Calculates the `Sized` constraint.
3156 ///
3157 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3158 ///     - an obviously-unsized type
3159 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3160 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3161 ///       such.
3162 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3163 ///       check should catch this case.
3164 fn adt_sized_constraint(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AdtSizedConstraint<'_> {
3165     let def = tcx.adt_def(def_id);
3166
3167     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3168         v.fields.last()
3169     }).flat_map(|f| {
3170         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3171     }));
3172
3173     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3174
3175     AdtSizedConstraint(result)
3176 }
3177
3178 fn associated_item_def_ids(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> &[DefId] {
3179     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3180     let item = tcx.hir().expect_item(id);
3181     match item.kind {
3182         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3183             tcx.arena.alloc_from_iter(
3184                 trait_item_refs.iter()
3185                                .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3186                                .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3187             )
3188         }
3189         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3190             tcx.arena.alloc_from_iter(
3191                 impl_item_refs.iter()
3192                               .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3193                               .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3194             )
3195         }
3196         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => &[],
3197         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3198     }
3199 }
3200
3201 fn def_span(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Span {
3202     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3203 }
3204
3205 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3206 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3207 /// otherwise, returns `None`.
3208 fn trait_of_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3209     tcx.opt_associated_item(def_id)
3210         .and_then(|associated_item| {
3211             match associated_item.container {
3212                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3213                 ImplContainer(_) => None
3214             }
3215         })
3216 }
3217
3218 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3219 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3220     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3221         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(hir_id) {
3222             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3223                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3224             }
3225         }
3226     }
3227     None
3228 }
3229
3230 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3231 fn param_env(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> ParamEnv<'_> {
3232     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3233     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3234         return param_env(tcx, parent);
3235     }
3236     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3237
3238     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3239         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3240
3241     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3242     // case they contain any associated type projections. This process
3243     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3244     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3245     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3246     // right to me, because constructing the environment feels like a
3247     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3248     // a better place. In practice, we construct environments for
3249     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3250     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3251     // sure that this will succeed without errors anyway.
3252
3253     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3254         tcx.intern_predicates(&predicates),
3255         traits::Reveal::UserFacing,
3256         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3257     );
3258
3259     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3260         tcx.hir().maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3261     });
3262     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3263     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3264 }
3265
3266 fn crate_disambiguator(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3267     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3268     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3269 }
3270
3271 fn original_crate_name(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3272     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3273     tcx.crate_name.clone()
3274 }
3275
3276 fn crate_hash(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Svh {
3277     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3278     tcx.hir().crate_hash
3279 }
3280
3281 fn instance_def_size_estimate<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, instance_def: InstanceDef<'tcx>) -> usize {
3282     match instance_def {
3283         InstanceDef::Item(..) |
3284         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3285             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3286             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3287         },
3288         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3289         _ => 1
3290     }
3291 }
3292
3293 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3294 ///
3295 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3296 fn issue33140_self_ty(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<Ty<'_>> {
3297     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3298
3299     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3300         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3301     });
3302
3303     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3304
3305     let is_marker_like =
3306         tcx.impl_polarity(def_id) == ty::ImplPolarity::Positive &&
3307         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3308
3309     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3310     if !is_marker_like {
3311         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3312         return None;
3313     }
3314
3315     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3316     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3317         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3318         return None;
3319     }
3320
3321     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3322     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3323         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3324         return None;
3325     }
3326
3327     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3328     let self_ty_matches = match self_ty.kind {
3329         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3330         _ => false
3331     };
3332
3333     if self_ty_matches {
3334         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3335         Some(self_ty)
3336     } else {
3337         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3338         None
3339     }
3340 }
3341
3342 /// Check if a function is async.
3343 fn asyncness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> hir::IsAsync {
3344     let hir_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap_or_else(|| {
3345         bug!("asyncness: expected local `DefId`, got `{:?}`", def_id)
3346     });
3347
3348     let node = tcx.hir().get(hir_id);
3349
3350     let fn_like = hir::map::blocks::FnLikeNode::from_node(node).unwrap_or_else(|| {
3351         bug!("asyncness: expected fn-like node but got `{:?}`", def_id);
3352     });
3353
3354     fn_like.asyncness()
3355 }
3356
3357 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3358     context::provide(providers);
3359     erase_regions::provide(providers);
3360     layout::provide(providers);
3361     util::provide(providers);
3362     constness::provide(providers);
3363     *providers = ty::query::Providers {
3364         asyncness,
3365         associated_item,
3366         associated_item_def_ids,
3367         adt_sized_constraint,
3368         def_span,
3369         param_env,
3370         trait_of_item,
3371         crate_disambiguator,
3372         original_crate_name,
3373         crate_hash,
3374         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3375         instance_def_size_estimate,
3376         issue33140_self_ty,
3377         ..*providers
3378     };
3379 }
3380
3381 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3382 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3383 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3384 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3385 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3386 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3387 pub struct CrateInherentImpls {
3388     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3389 }
3390
3391 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
3392 pub struct SymbolName {
3393     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3394     // this be a `&'tcx str`.
3395     pub name: Symbol
3396 }
3397
3398 impl SymbolName {
3399     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3400         SymbolName {
3401             name: Symbol::intern(name)
3402         }
3403     }
3404 }
3405
3406 impl PartialOrd for SymbolName {
3407     fn partial_cmp(&self, other: &SymbolName) -> Option<Ordering> {
3408         self.name.as_str().partial_cmp(&other.name.as_str())
3409     }
3410 }
3411
3412 /// Ordering must use the chars to ensure reproducible builds.
3413 impl Ord for SymbolName {
3414     fn cmp(&self, other: &SymbolName) -> Ordering {
3415         self.name.as_str().cmp(&other.name.as_str())
3416     }
3417 }
3418
3419 impl fmt::Display for SymbolName {
3420     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3421         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3422     }
3423 }
3424
3425 impl fmt::Debug for SymbolName {
3426     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3427         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3428     }
3429 }