]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
rustc: tie the 'tcx between Print and PrintCx in ty::print.
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 pub use self::Variance::*;
2 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
3 pub use self::BorrowKind::*;
4 pub use self::IntVarValue::*;
5 pub use self::fold::TypeFoldable;
6
7 use crate::hir::{map as hir_map, FreevarMap, GlobMap, TraitMap};
8 use crate::hir::{HirId, Node};
9 use crate::hir::def::{Def, CtorKind, ExportMap};
10 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
11 use crate::hir::map::DefPathData;
12 use rustc_data_structures::svh::Svh;
13 use rustc_macros::HashStable;
14 use crate::ich::Fingerprint;
15 use crate::ich::StableHashingContext;
16 use crate::infer::canonical::Canonical;
17 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
18 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
19 use crate::mir::Mir;
20 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
21 use crate::mir::GeneratorLayout;
22 use crate::session::CrateDisambiguator;
23 use crate::traits::{self, Reveal};
24 use crate::ty;
25 use crate::ty::layout::VariantIdx;
26 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
27 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
28 use crate::ty::walk::TypeWalker;
29 use crate::util::captures::Captures;
30 use crate::util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
31 use arena::SyncDroplessArena;
32 use crate::session::DataTypeKind;
33
34 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
35 use std::cell::RefCell;
36 use std::cmp::{self, Ordering};
37 use std::fmt;
38 use std::hash::{Hash, Hasher};
39 use std::ops::Deref;
40 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
41 use std::slice;
42 use std::{mem, ptr};
43 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
44 use syntax::attr;
45 use syntax::ext::hygiene::Mark;
46 use syntax::symbol::{keywords, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
47 use syntax_pos::Span;
48
49 use smallvec;
50 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
51 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
52                                            HashStable};
53
54 use crate::hir;
55
56 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
57 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
58 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
59 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
60 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
61 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
62 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const, LazyConst};
63 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
64 pub use self::sty::RegionKind;
65 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
66 pub use self::sty::BoundRegion::*;
67 pub use self::sty::InferTy::*;
68 pub use self::sty::RegionKind::*;
69 pub use self::sty::TyKind::*;
70
71 pub use self::binding::BindingMode;
72 pub use self::binding::BindingMode::*;
73
74 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
75 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
76 pub use self::context::{
77     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
78     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
79 };
80
81 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
82
83 pub use self::trait_def::TraitDef;
84
85 pub use self::query::queries;
86
87 pub mod adjustment;
88 pub mod binding;
89 pub mod cast;
90 #[macro_use]
91 pub mod codec;
92 mod constness;
93 pub mod error;
94 mod erase_regions;
95 pub mod fast_reject;
96 pub mod fold;
97 pub mod inhabitedness;
98 pub mod item_path;
99 pub mod layout;
100 pub mod _match;
101 pub mod outlives;
102 pub mod print;
103 pub mod query;
104 pub mod relate;
105 pub mod steal;
106 pub mod subst;
107 pub mod trait_def;
108 pub mod walk;
109 pub mod wf;
110 pub mod util;
111
112 mod context;
113 mod flags;
114 mod instance;
115 mod structural_impls;
116 mod sty;
117
118 // Data types
119
120 #[derive(Clone)]
121 pub struct Resolutions {
122     pub freevars: FreevarMap,
123     pub trait_map: TraitMap,
124     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
125     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
126     pub export_map: ExportMap,
127     pub glob_map: GlobMap,
128     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
129     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
130     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
131 }
132
133 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
134 pub enum AssociatedItemContainer {
135     TraitContainer(DefId),
136     ImplContainer(DefId),
137 }
138
139 impl AssociatedItemContainer {
140     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
141     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
142     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
143         match *self {
144             TraitContainer(id) => id,
145             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
146         }
147     }
148
149     pub fn id(&self) -> DefId {
150         match *self {
151             TraitContainer(id) => id,
152             ImplContainer(id) => id,
153         }
154     }
155 }
156
157 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
158 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
159 /// bounds / where-clauses).
160 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
161 pub struct ImplHeader<'tcx> {
162     pub impl_def_id: DefId,
163     pub self_ty: Ty<'tcx>,
164     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
165     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
166 }
167
168 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
169 pub struct AssociatedItem {
170     pub def_id: DefId,
171     #[stable_hasher(project(name))]
172     pub ident: Ident,
173     pub kind: AssociatedKind,
174     pub vis: Visibility,
175     pub defaultness: hir::Defaultness,
176     pub container: AssociatedItemContainer,
177
178     /// Whether this is a method with an explicit self
179     /// as its first argument, allowing method calls.
180     pub method_has_self_argument: bool,
181 }
182
183 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
184 pub enum AssociatedKind {
185     Const,
186     Method,
187     Existential,
188     Type
189 }
190
191 impl AssociatedItem {
192     pub fn def(&self) -> Def {
193         match self.kind {
194             AssociatedKind::Const => Def::AssociatedConst(self.def_id),
195             AssociatedKind::Method => Def::Method(self.def_id),
196             AssociatedKind::Type => Def::AssociatedTy(self.def_id),
197             AssociatedKind::Existential => Def::AssociatedExistential(self.def_id),
198         }
199     }
200
201     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
202     /// for !
203     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
204         match self.kind {
205             AssociatedKind::Existential |
206             AssociatedKind::Const |
207             AssociatedKind::Type => true,
208             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
209             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
210         }
211     }
212
213     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: &TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
214         match self.kind {
215             ty::AssociatedKind::Method => {
216                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
217                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
218                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
219                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
220                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
221             }
222             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
223             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
224             ty::AssociatedKind::Const => {
225                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
226             }
227         }
228     }
229 }
230
231 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
232 pub enum Visibility {
233     /// Visible everywhere (including in other crates).
234     Public,
235     /// Visible only in the given crate-local module.
236     Restricted(DefId),
237     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
238     Invisible,
239 }
240
241 pub trait DefIdTree: Copy {
242     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
243
244     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
245         if descendant.krate != ancestor.krate {
246             return false;
247         }
248
249         while descendant != ancestor {
250             match self.parent(descendant) {
251                 Some(parent) => descendant = parent,
252                 None => return false,
253             }
254         }
255         true
256     }
257 }
258
259 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
260     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
261         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
262     }
263 }
264
265 impl Visibility {
266     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
267         match visibility.node {
268             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
269             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
270             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
271                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
272                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
273                 Def::Err => Visibility::Public,
274                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
275             },
276             hir::VisibilityKind::Inherited => {
277                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent_by_hir_id(id))
278             }
279         }
280     }
281
282     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
283     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
284         let restriction = match self {
285             // Public items are visible everywhere.
286             Visibility::Public => return true,
287             // Private items from other crates are visible nowhere.
288             Visibility::Invisible => return false,
289             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
290             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
291             Visibility::Restricted(module) => module,
292         };
293
294         tree.is_descendant_of(module, restriction)
295     }
296
297     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
298     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
299         let vis_restriction = match vis {
300             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
301             Visibility::Invisible => return true,
302             Visibility::Restricted(module) => module,
303         };
304
305         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
306     }
307
308     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
309     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
310         match self {
311             Visibility::Public => true,
312             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
313             Visibility::Invisible => false,
314         }
315     }
316 }
317
318 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash, HashStable)]
319 pub enum Variance {
320     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
321     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
322     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
323     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
324 }
325
326 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
327 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
328 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
329 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
330 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
331 /// item.
332 #[derive(HashStable)]
333 pub struct CrateVariancesMap {
334     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
335     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
336     /// entry.
337     pub variances: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Variance>>>,
338
339     /// An empty vector, useful for cloning.
340     #[stable_hasher(ignore)]
341     pub empty_variance: Lrc<Vec<ty::Variance>>,
342 }
343
344 impl Variance {
345     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
346     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
347     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
348     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
349     /// variance with which the argument appears.
350     ///
351     /// Example 1:
352     ///
353     ///     *mut Vec<i32>
354     ///
355     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
356     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
357     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
358     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
359     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
360     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
361     /// (again) in `Invariant`.
362     ///
363     /// Example 2:
364     ///
365     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
366     ///
367     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
368     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
369     /// within which both pointer types appear is
370     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
371     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
372     /// which the first `Vec<i32>` appears is
373     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
374     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
375     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
376     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
377     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
378     ///
379     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
380     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
381     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
382         match (self, v) {
383             // Figure 1, column 1.
384             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
385             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
386             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
387             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
388
389             // Figure 1, column 2.
390             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
391             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
392             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
393             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
394
395             // Figure 1, column 3.
396             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
397
398             // Figure 1, column 4.
399             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
400         }
401     }
402 }
403
404 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
405 // the types of AST nodes.
406 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
407 pub struct CReaderCacheKey {
408     pub cnum: CrateNum,
409     pub pos: usize,
410 }
411
412 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
413 // through the type during type construction, so that we can quickly
414 // check whether the type has various kinds of types in it without
415 // recursing over the type itself.
416 bitflags! {
417     pub struct TypeFlags: u32 {
418         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
419         const HAS_SELF           = 1 << 1;
420         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
421         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
422         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 4;
423
424         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
425         /// determine whether substitition is required, since those
426         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
427         /// hence may be substituted.
428         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
429
430         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
431         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
432         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
433
434         /// Is an error type reachable?
435         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
436         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
437
438         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
439         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
440
441         // `true` if there are "names" of types and regions and so forth
442         // that are local to a particular fn
443         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
444
445         // Present if the type belongs in a local type context.
446         // Only set for Infer other than Fresh.
447         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
448
449         // Is there a projection that does not involve a bound region?
450         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
451         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
452
453         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
454         /// if a global bound is safe to evaluate.
455         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
456
457         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 14;
458
459         const HAS_CT_INFER = 1 << 15;
460
461         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
462                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
463                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
464
465         // Flags representing the nominal content of a type,
466         // computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
467         // flag, it should be added here too.
468         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
469                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
470                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
472                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
478                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
480                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
481                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
482                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits;
483     }
484 }
485
486 pub struct TyS<'tcx> {
487     pub sty: TyKind<'tcx>,
488     pub flags: TypeFlags,
489
490     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
491     /// binder such that
492     ///
493     /// (a) the binder itself captures nothing but
494     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
495     ///     by some sub-binder.
496     ///
497     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
498     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
499     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
500     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
501     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
502     /// by an inner binder.
503     ///
504     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
505     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
506     /// (exclusive).
507     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
508 }
509
510 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
511 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
512 static_assert!(MEM_SIZE_OF_TY_S: ::std::mem::size_of::<TyS<'_>>() == 32);
513
514 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
515     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
516         self.sty.cmp(&other.sty)
517     }
518 }
519
520 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
521     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
522         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
523     }
524 }
525
526 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
527     #[inline]
528     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
529         ptr::eq(self, other)
530     }
531 }
532 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
533
534 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
535     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
536         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
537     }
538 }
539
540 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
541     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
542         match self.sty {
543             TyKind::Bool |
544             TyKind::Char |
545             TyKind::Int(_) |
546             TyKind::Uint(_) |
547             TyKind::Float(_) |
548             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
549             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
550             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
551             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
552             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
553             _ => false,
554         }
555     }
556
557     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
558         match self.sty {
559             TyKind::Opaque(..) |
560             TyKind::FnDef(..) |
561             TyKind::FnPtr(..) |
562             TyKind::Dynamic(..) |
563             TyKind::Closure(..) |
564             TyKind::Infer(..) |
565             TyKind::Projection(..) => false,
566             _ => true,
567         }
568     }
569 }
570
571 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
572     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
573                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
574                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
575         let ty::TyS {
576             ref sty,
577
578             // The other fields just provide fast access to information that is
579             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
580             flags: _,
581
582             outer_exclusive_binder: _,
583         } = *self;
584
585         sty.hash_stable(hcx, hasher);
586     }
587 }
588
589 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
590
591 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
592 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
593
594 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
595
596 extern {
597     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
598     type OpaqueListContents;
599 }
600
601 /// A wrapper for slices with the additional invariant
602 /// that the slice is interned and no other slice with
603 /// the same contents can exist in the same context.
604 /// This means we can use pointer for both
605 /// equality comparisons and hashing.
606 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
607 #[repr(C)]
608 pub struct List<T> {
609     len: usize,
610     data: [T; 0],
611     opaque: OpaqueListContents,
612 }
613
614 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
615
616 impl<T: Copy> List<T> {
617     #[inline]
618     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
619         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
620         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
621         assert!(slice.len() != 0);
622
623         // Align up the size of the len (usize) field
624         let align = mem::align_of::<T>();
625         let align_mask = align - 1;
626         let offset = mem::size_of::<usize>();
627         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
628
629         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
630
631         let mem = arena.alloc_raw(
632             size,
633             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
634         unsafe {
635             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
636             // Write the length
637             result.len = slice.len();
638
639             // Write the elements
640             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
641             arena_slice.copy_from_slice(slice);
642
643             result
644         }
645     }
646 }
647
648 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
649     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
650         (**self).fmt(f)
651     }
652 }
653
654 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
655     #[inline]
656     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
657         (**self).encode(s)
658     }
659 }
660
661 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
662     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
663         if self == other { Ordering::Equal } else {
664             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
665         }
666     }
667 }
668
669 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
670     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
671         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
672             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
673         }
674     }
675 }
676
677 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
678     #[inline]
679     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
680         ptr::eq(self, other)
681     }
682 }
683 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
684
685 impl<T> Hash for List<T> {
686     #[inline]
687     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
688         (self as *const List<T>).hash(s)
689     }
690 }
691
692 impl<T> Deref for List<T> {
693     type Target = [T];
694     #[inline(always)]
695     fn deref(&self) -> &[T] {
696         unsafe {
697             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
698         }
699     }
700 }
701
702 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
703     type Item = &'a T;
704     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
705     #[inline(always)]
706     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
707         self[..].iter()
708     }
709 }
710
711 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
712
713 impl<T> List<T> {
714     #[inline(always)]
715     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
716         #[repr(align(64), C)]
717         struct EmptySlice([u8; 64]);
718         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
719         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
720         unsafe {
721             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
722         }
723     }
724 }
725
726 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
727 pub struct UpvarPath {
728     pub hir_id: hir::HirId,
729 }
730
731 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
732 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
733 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
734 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
735 pub struct UpvarId {
736     pub var_path: UpvarPath,
737     pub closure_expr_id: LocalDefId,
738 }
739
740 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
741 pub enum BorrowKind {
742     /// Data must be immutable and is aliasable.
743     ImmBorrow,
744
745     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
746     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
747     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
748     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
749     ///
750     ///    let x: &mut isize = ...;
751     ///    let y = || *x += 5;
752     ///
753     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
754     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
755     ///
756     ///    struct Env { x: & &mut isize }
757     ///    let x: &mut isize = ...;
758     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
759     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
760     ///
761     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
762     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
763     /// an `&mut` borrow:
764     ///
765     ///    struct Env { x: & &mut isize }
766     ///    let x: &mut isize = ...;
767     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
768     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
769     ///
770     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
771     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
772     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
773     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
774     /// borrow is hidden.
775     ///
776     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
777     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
778     /// simplicity, we don't give users the way to express this
779     /// borrow, it's just used when translating closures.
780     UniqueImmBorrow,
781
782     /// Data is mutable and not aliasable.
783     MutBorrow
784 }
785
786 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
787 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
788 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
789 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
790     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
791     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
792     /// depending on inference.
793     ByValue,
794
795     /// Upvar is captured by reference.
796     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
797 }
798
799 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
800 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
801     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
802     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
803     /// syntax.
804     pub kind: BorrowKind,
805
806     /// Region of the resulting reference.
807     pub region: ty::Region<'tcx>,
808 }
809
810 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, Vec<UpvarId>>;
811 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
812
813 #[derive(Copy, Clone)]
814 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
815     pub def: Def,
816     pub span: Span,
817     pub ty: Ty<'tcx>,
818 }
819
820 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
821 pub enum IntVarValue {
822     IntType(ast::IntTy),
823     UintType(ast::UintTy),
824 }
825
826 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
827 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
828
829 impl ty::EarlyBoundRegion {
830     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
831         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
832     }
833
834     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
835     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
836     pub fn has_name(&self) -> bool {
837         self.name != keywords::UnderscoreLifetime.name().as_interned_str()
838     }
839 }
840
841 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
842 pub enum GenericParamDefKind {
843     Lifetime,
844     Type {
845         has_default: bool,
846         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
847         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
848     },
849     Const,
850 }
851
852 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
853 pub struct GenericParamDef {
854     pub name: InternedString,
855     pub def_id: DefId,
856     pub index: u32,
857
858     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
859     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
860     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
861     pub pure_wrt_drop: bool,
862
863     pub kind: GenericParamDefKind,
864 }
865
866 impl GenericParamDef {
867     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
868         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
869             ty::EarlyBoundRegion {
870                 def_id: self.def_id,
871                 index: self.index,
872                 name: self.name,
873             }
874         } else {
875             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
876         }
877     }
878
879     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
880         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
881             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
882         } else {
883             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
884         }
885     }
886 }
887
888 #[derive(Default)]
889 pub struct GenericParamCount {
890     pub lifetimes: usize,
891     pub types: usize,
892     pub consts: usize,
893 }
894
895 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
896 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
897 ///
898 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
899 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
900 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
901 pub struct Generics {
902     pub parent: Option<DefId>,
903     pub parent_count: usize,
904     pub params: Vec<GenericParamDef>,
905
906     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
907     #[stable_hasher(ignore)]
908     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
909
910     pub has_self: bool,
911     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
912 }
913
914 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
915     pub fn count(&self) -> usize {
916         self.parent_count + self.params.len()
917     }
918
919     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
920         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
921         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
922         // presence of this method will be a constant reminder.
923         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
924
925         for param in &self.params {
926             match param.kind {
927                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
928                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
929                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
930             };
931         }
932
933         own_counts
934     }
935
936     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
937         for param in &self.params {
938             match param.kind {
939                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
940                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
941             }
942         }
943         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
944             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
945             parent.requires_monomorphization(tcx)
946         } else {
947             false
948         }
949     }
950
951     pub fn region_param(&'tcx self,
952                         param: &EarlyBoundRegion,
953                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
954                         -> &'tcx GenericParamDef
955     {
956         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
957             let param = &self.params[index as usize];
958             match param.kind {
959                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
960                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
961             }
962         } else {
963             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
964                .region_param(param, tcx)
965         }
966     }
967
968     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
969     pub fn type_param(&'tcx self,
970                       param: &ParamTy,
971                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
972                       -> &'tcx GenericParamDef {
973         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
974             let param = &self.params[index as usize];
975             match param.kind {
976                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
977                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
978             }
979         } else {
980             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
981                .type_param(param, tcx)
982         }
983     }
984
985     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
986     pub fn const_param(&'tcx self,
987                        param: &ParamConst,
988                        tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
989                        -> &GenericParamDef {
990         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
991             let param = &self.params[index as usize];
992             match param.kind {
993                 GenericParamDefKind::Const => param,
994                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
995             }
996         } else {
997             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
998                 .const_param(param, tcx)
999         }
1000     }
1001 }
1002
1003 /// Bounds on generics.
1004 #[derive(Clone, Default, Debug, HashStable)]
1005 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1006     pub parent: Option<DefId>,
1007     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
1008 }
1009
1010 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1011 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1012
1013 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1014     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1015                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1016         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1017         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1018         instantiated
1019     }
1020
1021     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1022                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1023         InstantiatedPredicates {
1024             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1025         }
1026     }
1027
1028     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1029                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1030                         substs: SubstsRef<'tcx>) {
1031         if let Some(def_id) = self.parent {
1032             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1033         }
1034         instantiated.predicates.extend(
1035             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1036         );
1037     }
1038
1039     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1040                                 -> 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(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1047                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1048         if let Some(def_id) = self.parent {
1049             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1050         }
1051         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1052     }
1053
1054     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1055                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1056                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1057     {
1058         assert_eq!(self.parent, None);
1059         InstantiatedPredicates {
1060             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1061                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1062             }).collect()
1063         }
1064     }
1065 }
1066
1067 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1068 pub enum Predicate<'tcx> {
1069     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1070     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1071     /// would be the type parameters.
1072     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1073
1074     /// where `'a: 'b`
1075     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1076
1077     /// where `T: 'a`
1078     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1079
1080     /// where `<T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1081     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1082     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1083
1084     /// no syntax: `T` well-formed
1085     WellFormed(Ty<'tcx>),
1086
1087     /// trait must be object-safe
1088     ObjectSafe(DefId),
1089
1090     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1091     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1092     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1093     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1094
1095     /// `T1 <: T2`
1096     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1097
1098     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1099     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1100 }
1101
1102 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1103 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1104 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1105 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1106 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1107 /// item.
1108 #[derive(HashStable)]
1109 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1110     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1111     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1112     /// bounds, it will have no entry.
1113     pub predicates: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>>,
1114
1115     /// An empty vector, useful for cloning.
1116     #[stable_hasher(ignore)]
1117     pub empty_predicate: Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>,
1118 }
1119
1120 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1121     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1122         self
1123     }
1124 }
1125
1126 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1127     /// Performs a substitution suitable for going from a
1128     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1129     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1130     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1131     /// lengthy comment below for details.
1132     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1133                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1134                             -> ty::Predicate<'tcx>
1135     {
1136         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1137         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1138         //
1139         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1140         //
1141         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1142         //     trait Bar<'b,'c> { }
1143         //
1144         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1145         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1146         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1147         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1148         // normal substitution.
1149         //
1150         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1151         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1152         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1153         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1154         // `'a`.
1155         //
1156         // Another example to be careful of is this:
1157         //
1158         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1159         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1160         //
1161         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1162         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1163         // reason is similar to the previous example: any impl of
1164         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1165         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1166         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1167         //
1168         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1169         // consider the more complicated scenario:
1170         //
1171         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1172         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1173         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1174         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1175         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1176         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1177         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1178         //   DB index of 1.
1179         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1180         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1181         //   just as we wanted.
1182         //
1183         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1184         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1185         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1186         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1187         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1188         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1189         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1190         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1191         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1192         // substitution code expects equal binding levels in the values
1193         // from the substitution and the value being substituted into, and
1194         // this trick achieves that).
1195
1196         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1197         match *self {
1198             Predicate::Trait(ref binder) =>
1199                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1200             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1201                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1202             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1203                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1204             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1205                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1206             Predicate::Projection(ref binder) =>
1207                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1208             Predicate::WellFormed(data) =>
1209                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1210             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1211                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1212             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1213                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1214             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1215                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1216         }
1217     }
1218 }
1219
1220 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1221 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1222     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1223 }
1224
1225 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1226
1227 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1228     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1229         self.trait_ref.def_id
1230     }
1231
1232     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1233         self.trait_ref.input_types()
1234     }
1235
1236     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1237         self.trait_ref.self_ty()
1238     }
1239 }
1240
1241 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1242     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1243         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1244         self.skip_binder().def_id()
1245     }
1246 }
1247
1248 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1249          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1250 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1251 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1252 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1253                                                            ty::Region<'tcx>>;
1254 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1255                                                          ty::Region<'tcx>>;
1256 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1257 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1258
1259 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1260 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1261     pub a_is_expected: bool,
1262     pub a: Ty<'tcx>,
1263     pub b: Ty<'tcx>
1264 }
1265 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1266
1267 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1268 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1269 ///
1270 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1271 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1272 ///
1273 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1274 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1275 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1276 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1277 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1278 /// instances to normalize the LHS.
1279 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1280 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1281     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1282     pub ty: Ty<'tcx>,
1283 }
1284
1285 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1286
1287 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1288     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1289     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1290         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1291     }
1292
1293     #[inline]
1294     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1295         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1296         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1297         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1298         // return value, so we are preserving the number of binding
1299         // levels.
1300         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1301     }
1302
1303     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1304         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1305     }
1306
1307     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1308     ///
1309     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1310     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1311     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1312         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1313         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1314     }
1315 }
1316
1317 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1318     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1319 }
1320
1321 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1322     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1323         ty::Binder::dummy(self.clone())
1324     }
1325 }
1326
1327 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1328     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1329         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1330     }
1331 }
1332
1333 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1334     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1335 }
1336
1337 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1338     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1339         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1340             trait_ref: self.clone()
1341         }))
1342     }
1343 }
1344
1345 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1346     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1347         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1348     }
1349 }
1350
1351 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1352     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1353         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1354     }
1355 }
1356
1357 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1358     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1359         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1360     }
1361 }
1362
1363 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1364     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1365         Predicate::Projection(self.clone())
1366     }
1367 }
1368
1369 // A custom iterator used by Predicate::walk_tys.
1370 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1371     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1372           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1373           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1374 {
1375     None,
1376     One(Ty<'tcx>),
1377     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1378     Types(I),
1379     InputTypes(J),
1380     ProjectionTypes(K)
1381 }
1382
1383 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1384     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1385           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1386           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1387 {
1388     type Item = Ty<'tcx>;
1389
1390     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1391         match *self {
1392             WalkTysIter::None => None,
1393             WalkTysIter::One(item) => {
1394                 *self = WalkTysIter::None;
1395                 Some(item)
1396             },
1397             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1398                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1399                 Some(item1)
1400             },
1401             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1402                 iter.next()
1403             },
1404             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1405                 iter.next()
1406             },
1407             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1408                 iter.next()
1409             }
1410         }
1411     }
1412 }
1413
1414 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1415     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1416     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1417     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1418     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1419         match *self {
1420             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1421                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1422             }
1423             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1424                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1425                 WalkTysIter::Two(a, b)
1426             }
1427             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1428                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1429             }
1430             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1431                 WalkTysIter::None
1432             }
1433             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1434                 let inner = data.skip_binder();
1435                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1436                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1437             }
1438             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1439                 WalkTysIter::One(data)
1440             }
1441             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1442                 WalkTysIter::None
1443             }
1444             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1445                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1446             }
1447             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1448                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1449             }
1450         }
1451     }
1452
1453     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1454         match *self {
1455             Predicate::Trait(ref t) => {
1456                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1457             }
1458             Predicate::Projection(..) |
1459             Predicate::Subtype(..) |
1460             Predicate::RegionOutlives(..) |
1461             Predicate::WellFormed(..) |
1462             Predicate::ObjectSafe(..) |
1463             Predicate::ClosureKind(..) |
1464             Predicate::TypeOutlives(..) |
1465             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1466                 None
1467             }
1468         }
1469     }
1470
1471     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1472         match *self {
1473             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1474                 Some(data)
1475             }
1476             Predicate::Trait(..) |
1477             Predicate::Projection(..) |
1478             Predicate::Subtype(..) |
1479             Predicate::RegionOutlives(..) |
1480             Predicate::WellFormed(..) |
1481             Predicate::ObjectSafe(..) |
1482             Predicate::ClosureKind(..) |
1483             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1484                 None
1485             }
1486         }
1487     }
1488 }
1489
1490 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1491 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1492 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1493 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1494 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1495 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1496 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1497 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1498 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1499 /// their values.
1500 ///
1501 /// Example:
1502 ///
1503 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1504 ///
1505 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1506 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1507 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1508 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1509 #[derive(Clone, Debug)]
1510 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1511     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1512 }
1513
1514 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1515     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1516         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1517     }
1518
1519     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1520         self.predicates.is_empty()
1521     }
1522 }
1523
1524 newtype_index! {
1525     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1526     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1527     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1528     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1529     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1530     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1531     /// new names.
1532     ///
1533     /// To make this more concrete, consider this program:
1534     ///
1535     /// ```
1536     /// struct Foo { }
1537     /// fn bar<T>(x: T) {
1538     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1539     /// }
1540     /// ```
1541     ///
1542     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1543     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1544     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1545     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1546     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1547     /// name it inside the fn type but not outside.
1548     ///
1549     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1550     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1551     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1552     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1553     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1554     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1555     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1556     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1557     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1558     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1559     /// use for checking generic functions.
1560     pub struct UniverseIndex {
1561         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1562     }
1563 }
1564
1565 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1566
1567 impl UniverseIndex {
1568     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1569
1570     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1571     /// is considered to extend all previous universes. This
1572     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1573     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1574     ///
1575     /// ```
1576     /// for<'a> fn(&'a u32)
1577     /// ```
1578     ///
1579     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1580     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1581     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1582     /// `U` because it was not in scope there.
1583     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1584         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1585     }
1586
1587     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1588     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1589     /// `other` (`self >= other`).
1590     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1591         self.private >= other.private
1592     }
1593
1594     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1595     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1596     /// those in `other` (`self < other`).
1597     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1598         self.private < other.private
1599     }
1600 }
1601
1602 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1603 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1604 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1605 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1606 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1607 /// another.
1608 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1609 pub struct Placeholder<T> {
1610     pub universe: UniverseIndex,
1611     pub name: T,
1612 }
1613
1614 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1615     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1616 {
1617     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1618         &self,
1619         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1620         hasher: &mut StableHasher<W>
1621     ) {
1622         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1623         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1624     }
1625 }
1626
1627 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1628
1629 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1630
1631 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1632 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1633 /// particular point.
1634 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1635 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1636     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1637     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1638     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1639     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1640
1641     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1642     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1643     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1644     pub reveal: traits::Reveal,
1645
1646     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1647     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1648     /// solver).
1649     pub def_id: Option<DefId>,
1650 }
1651
1652 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1653     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1654     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1655     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1656     /// type-checking.
1657     #[inline]
1658     pub fn empty() -> Self {
1659         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1660     }
1661
1662     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1663     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1664     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1665     /// environments like codegen or doing optimizations.
1666     ///
1667     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1668     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1669     #[inline]
1670     pub fn reveal_all() -> Self {
1671         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1672     }
1673
1674     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1675     #[inline]
1676     pub fn new(
1677         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1678         reveal: Reveal,
1679         def_id: Option<DefId>
1680     ) -> Self {
1681         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1682     }
1683
1684     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1685     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1686     /// (even for associated types that are specializable). This is
1687     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1688     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1689     /// which is the default.
1690     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1691         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1692     }
1693
1694     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1695     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1696         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1697     }
1698
1699     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1700     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1701     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1702     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1703     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1704     /// invisible.
1705     ///
1706     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1707     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1708     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1709     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1710     /// although the surrounding function is never reachable.
1711     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1712         match self.reveal {
1713             Reveal::UserFacing => {
1714                 ParamEnvAnd {
1715                     param_env: self,
1716                     value,
1717                 }
1718             }
1719
1720             Reveal::All => {
1721                 if value.has_placeholders()
1722                     || value.needs_infer()
1723                     || value.has_param_types()
1724                     || value.has_self_ty()
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)]
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, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1754     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1755 {
1756     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1757                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1758                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1759         let ParamEnvAnd {
1760             ref param_env,
1761             ref value
1762         } = *self;
1763
1764         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1765         value.hash_stable(hcx, hasher);
1766     }
1767 }
1768
1769 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1770 pub struct Destructor {
1771     /// The `DefId` of the destructor method
1772     pub did: DefId,
1773 }
1774
1775 bitflags! {
1776     #[derive(HashStable)]
1777     pub struct AdtFlags: u32 {
1778         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1779         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1780         const IS_UNION            = 1 << 1;
1781         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1782         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1783         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1784         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1785         const IS_BOX              = 1 << 6;
1786         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1787         const IS_ARC              = 1 << 7;
1788         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1789         const IS_RC               = 1 << 8;
1790         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1791         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1792         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1793     }
1794 }
1795
1796 bitflags! {
1797     #[derive(HashStable)]
1798     pub struct VariantFlags: u32 {
1799         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1800         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1801         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1802     }
1803 }
1804
1805 #[derive(Debug)]
1806 pub struct VariantDef {
1807     /// The variant's `DefId`. If this is a tuple-like struct,
1808     /// this is the `DefId` of the struct's ctor.
1809     pub did: DefId,
1810     pub ident: Ident, // struct's name if this is a struct
1811     pub discr: VariantDiscr,
1812     pub fields: Vec<FieldDef>,
1813     pub ctor_kind: CtorKind,
1814     flags: VariantFlags,
1815 }
1816
1817 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1818     /// Creates a new `VariantDef`.
1819     ///
1820     /// - `did` is the `DefId` used for the variant.
1821     /// This is the constructor `DefId` for tuple stucts, and the variant `DefId` for everything
1822     /// else.
1823     /// - `attribute_def_id` is the DefId that has the variant's attributes.
1824     /// This is the struct `DefId` for structs, and the variant `DefId` for variants.
1825     ///
1826     /// Note that we *could* use the constructor `DefId`, because the constructor attributes
1827     /// redirect to the base attributes, but compiling a small crate requires
1828     /// loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1829     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1830     ///
1831     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1832     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1833     pub fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1834                did: DefId,
1835                ident: Ident,
1836                discr: VariantDiscr,
1837                fields: Vec<FieldDef>,
1838                adt_kind: AdtKind,
1839                ctor_kind: CtorKind,
1840                attribute_def_id: DefId)
1841                -> Self
1842     {
1843         debug!("VariantDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, ident, discr,
1844                fields, adt_kind, ctor_kind, attribute_def_id);
1845         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1846         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(attribute_def_id, "non_exhaustive") {
1847             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", did);
1848             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1849         }
1850         VariantDef {
1851             did,
1852             ident,
1853             discr,
1854             fields,
1855             ctor_kind,
1856             flags
1857         }
1858     }
1859
1860     #[inline]
1861     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1862         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1863     }
1864 }
1865
1866 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1867     did,
1868     ident -> (ident.name),
1869     discr,
1870     fields,
1871     ctor_kind,
1872     flags
1873 });
1874
1875 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1876 pub enum VariantDiscr {
1877     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1878     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1879     Explicit(DefId),
1880
1881     /// The previous variant's discriminant plus one.
1882     /// For efficiency reasons, the distance from the
1883     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1884     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1885     Relative(u32),
1886 }
1887
1888 #[derive(Debug, HashStable)]
1889 pub struct FieldDef {
1890     pub did: DefId,
1891     #[stable_hasher(project(name))]
1892     pub ident: Ident,
1893     pub vis: Visibility,
1894 }
1895
1896 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1897 ///
1898 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs`
1899 /// table.
1900 pub struct AdtDef {
1901     pub did: DefId,
1902     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1903     flags: AdtFlags,
1904     pub repr: ReprOptions,
1905 }
1906
1907 impl PartialOrd for AdtDef {
1908     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1909         Some(self.cmp(&other))
1910     }
1911 }
1912
1913 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1914 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1915 impl Ord for AdtDef {
1916     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1917         self.did.cmp(&other.did)
1918     }
1919 }
1920
1921 impl PartialEq for AdtDef {
1922     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1923     #[inline]
1924     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1925 }
1926
1927 impl Eq for AdtDef {}
1928
1929 impl Hash for AdtDef {
1930     #[inline]
1931     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1932         (self as *const AdtDef).hash(s)
1933     }
1934 }
1935
1936 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1937     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1938         self.did.encode(s)
1939     }
1940 }
1941
1942 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1943
1944
1945 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1946     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1947                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1948                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1949         thread_local! {
1950             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1951         }
1952
1953         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1954             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1955             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1956                 let ty::AdtDef {
1957                     did,
1958                     ref variants,
1959                     ref flags,
1960                     ref repr,
1961                 } = *self;
1962
1963                 let mut hasher = StableHasher::new();
1964                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1965                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1966                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1967                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1968
1969                 hasher.finish()
1970            })
1971         });
1972
1973         hash.hash_stable(hcx, hasher);
1974     }
1975 }
1976
1977 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
1978 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
1979
1980 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
1981     fn into(self) -> DataTypeKind {
1982         match self {
1983             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
1984             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
1985             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
1986         }
1987     }
1988 }
1989
1990 bitflags! {
1991     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1992     pub struct ReprFlags: u8 {
1993         const IS_C               = 1 << 0;
1994         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1995         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1996         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1997         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1998
1999         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2000         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2001                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2002                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2003     }
2004 }
2005
2006 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2007     bits
2008 });
2009
2010 /// Represents the repr options provided by the user,
2011 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2012 pub struct ReprOptions {
2013     pub int: Option<attr::IntType>,
2014     pub align: u32,
2015     pub pack: u32,
2016     pub flags: ReprFlags,
2017 }
2018
2019 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2020     align,
2021     pack,
2022     int,
2023     flags
2024 });
2025
2026 impl ReprOptions {
2027     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2028         let mut flags = ReprFlags::empty();
2029         let mut size = None;
2030         let mut max_align = 0;
2031         let mut min_pack = 0;
2032         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2033             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2034                 flags.insert(match r {
2035                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2036                     attr::ReprPacked(pack) => {
2037                         min_pack = if min_pack > 0 {
2038                             cmp::min(pack, min_pack)
2039                         } else {
2040                             pack
2041                         };
2042                         ReprFlags::empty()
2043                     },
2044                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2045                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2046                     attr::ReprInt(i) => {
2047                         size = Some(i);
2048                         ReprFlags::empty()
2049                     },
2050                     attr::ReprAlign(align) => {
2051                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2052                         ReprFlags::empty()
2053                     },
2054                 });
2055             }
2056         }
2057
2058         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2059         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.item_path_str(did))) {
2060             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2061         }
2062         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2063     }
2064
2065     #[inline]
2066     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2067     #[inline]
2068     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2069     #[inline]
2070     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2071     #[inline]
2072     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2073     #[inline]
2074     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2075
2076     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2077         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2078     }
2079
2080     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2081     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2082     /// single pointer.
2083     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2084         self.c() || self.int.is_some()
2085     }
2086
2087     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2088     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2089     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2090         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.pack == 1 ||
2091             self.int.is_some()
2092     }
2093
2094     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2095     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2096         self.c()
2097     }
2098
2099 }
2100
2101 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2102     fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2103            did: DefId,
2104            kind: AdtKind,
2105            variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2106            repr: ReprOptions) -> Self {
2107         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2108         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2109
2110         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
2111             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2112             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2113         }
2114         flags |= match kind {
2115             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2116             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2117             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2118         };
2119
2120         if let AdtKind::Struct = kind {
2121             let variant_def = &variants[VariantIdx::new(0)];
2122             let def_key = tcx.def_key(variant_def.did);
2123             match def_key.disambiguated_data.data {
2124                 DefPathData::StructCtor => flags |= AdtFlags::HAS_CTOR,
2125                 _ => (),
2126             }
2127         }
2128
2129         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2130         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
2131             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2132         }
2133         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2134             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2135         }
2136         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2137             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2138         }
2139         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2140             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2141         }
2142         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2143             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2144         }
2145
2146         AdtDef {
2147             did,
2148             variants,
2149             flags,
2150             repr,
2151         }
2152     }
2153
2154     #[inline]
2155     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2156         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2157     }
2158
2159     #[inline]
2160     pub fn is_union(&self) -> bool {
2161         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2162     }
2163
2164     #[inline]
2165     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2166         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2167     }
2168
2169     #[inline]
2170     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2171         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2172     }
2173
2174     /// Returns the kind of the ADT.
2175     #[inline]
2176     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2177         if self.is_enum() {
2178             AdtKind::Enum
2179         } else if self.is_union() {
2180             AdtKind::Union
2181         } else {
2182             AdtKind::Struct
2183         }
2184     }
2185
2186     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2187         match self.adt_kind() {
2188             AdtKind::Struct => "struct",
2189             AdtKind::Union => "union",
2190             AdtKind::Enum => "enum",
2191         }
2192     }
2193
2194     #[inline]
2195     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2196         match self.adt_kind() {
2197             AdtKind::Struct => "struct",
2198             AdtKind::Union => "union",
2199             AdtKind::Enum => "variant",
2200         }
2201     }
2202
2203     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2204     #[inline]
2205     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2206         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2207     }
2208
2209     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2210     /// of coherence checking.
2211     #[inline]
2212     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2213         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2214     }
2215
2216     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2217     #[inline]
2218     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2219         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2220     }
2221
2222     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2223     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2224         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2225     }
2226
2227     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2228     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2229         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2230     }
2231
2232     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2233     #[inline]
2234     pub fn is_box(&self) -> bool {
2235         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2236     }
2237
2238     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2239     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2240         self.destructor(tcx).is_some()
2241     }
2242
2243     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2244     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2245         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2246         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2247     }
2248
2249     #[inline]
2250     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Lrc<GenericPredicates<'gcx>> {
2251         tcx.predicates_of(self.did)
2252     }
2253
2254     /// Returns an iterator over all fields contained
2255     /// by this ADT.
2256     #[inline]
2257     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2258         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2259     }
2260
2261     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2262         !self.variants.is_empty() &&
2263             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2264     }
2265
2266     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2267         self.variants
2268             .iter()
2269             .find(|v| v.did == vid)
2270             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2271     }
2272
2273     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2274         self.variants
2275             .iter_enumerated()
2276             .find(|(_, v)| v.did == vid)
2277             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2278             .0
2279     }
2280
2281     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
2282         match def {
2283             Def::Variant(vid) | Def::VariantCtor(vid, ..) => self.variant_with_id(vid),
2284             Def::Struct(..) | Def::StructCtor(..) | Def::Union(..) |
2285             Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) | Def::SelfTy(..) |
2286             Def::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2287             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
2288         }
2289     }
2290
2291     #[inline]
2292     pub fn eval_explicit_discr(
2293         &self,
2294         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2295         expr_did: DefId,
2296     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2297         let param_env = ParamEnv::empty();
2298         let repr_type = self.repr.discr_type();
2299         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2300         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2301         let cid = GlobalId {
2302             instance,
2303             promoted: None
2304         };
2305         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2306             Ok(val) => {
2307                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2308                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2309                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2310                     Some(Discr {
2311                         val: b,
2312                         ty: val.ty,
2313                     })
2314                 } else {
2315                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2316                     crate::mir::interpret::struct_error(
2317                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2318                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2319                     ).emit();
2320                     None
2321                 }
2322             }
2323             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2324                 if !expr_did.is_local() {
2325                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2326                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2327                          in its crate but failed locally");
2328                 }
2329                 None
2330             }
2331             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2332                 tcx.def_span(expr_did),
2333                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2334             ),
2335         }
2336     }
2337
2338     #[inline]
2339     pub fn discriminants(
2340         &'a self,
2341         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2342     ) -> impl Iterator<Item=(VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2343         let repr_type = self.repr.discr_type();
2344         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2345         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2346         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2347             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2348             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2349                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2350                     discr = new_discr;
2351                 }
2352             }
2353             prev_discr = Some(discr);
2354
2355             (i, discr)
2356         })
2357     }
2358
2359     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2360     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2361     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2362     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2363     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2364     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2365                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2366                                     variant_index: VariantIdx)
2367                                     -> Discr<'tcx> {
2368         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2369         let explicit_value = val
2370             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2371             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2372         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2373     }
2374
2375     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2376     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2377     /// inferred discriminant directly.
2378     pub fn discriminant_def_for_variant(
2379         &self,
2380         variant_index: VariantIdx,
2381     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2382         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2383         let expr_did;
2384         loop {
2385             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2386                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2387                     expr_did = None;
2388                     break;
2389                 },
2390                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2391                     explicit_index -= distance;
2392                 }
2393                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2394                     expr_did = Some(did);
2395                     break;
2396                 }
2397             }
2398         }
2399         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2400     }
2401
2402     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2403         tcx.adt_destructor(self.did)
2404     }
2405
2406     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2407     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2408     ///
2409     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2410     /// actually more expressive than checking all members:
2411     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2412     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2413     ///
2414     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2415     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2416     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2417         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2418     }
2419
2420     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2421                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2422                                ty: Ty<'tcx>)
2423                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2424         let result = match ty.sty {
2425             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2426             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2427             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2428                 vec![]
2429             }
2430
2431             Str |
2432             Dynamic(..) |
2433             Slice(_) |
2434             Foreign(..) |
2435             Error |
2436             GeneratorWitness(..) => {
2437                 // these are never sized - return the target type
2438                 vec![ty]
2439             }
2440
2441             Tuple(ref tys) => {
2442                 match tys.last() {
2443                     None => vec![],
2444                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty)
2445                 }
2446             }
2447
2448             Adt(adt, substs) => {
2449                 // recursive case
2450                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2451                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2452                        ty, adt_tys);
2453                 adt_tys.iter()
2454                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2455                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2456                        .collect()
2457             }
2458
2459             Projection(..) | Opaque(..) => {
2460                 // must calculate explicitly.
2461                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2462                 vec![ty]
2463             }
2464
2465             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2466
2467             Param(..) => {
2468                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2469                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2470                 // it on the impl.
2471
2472                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2473                     Some(x) => x,
2474                     _ => return vec![ty]
2475                 };
2476                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2477                     def_id: sized_trait,
2478                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2479                 }).to_predicate();
2480                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2481                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2482                     vec![]
2483                 } else {
2484                     vec![ty]
2485                 }
2486             }
2487
2488             Placeholder(..) |
2489             Bound(..) |
2490             Infer(..) => {
2491                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2492                      ty)
2493             }
2494         };
2495         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2496         result
2497     }
2498 }
2499
2500 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2501     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2502         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2503     }
2504 }
2505
2506 /// Represents the various closure traits in the language. This
2507 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2508 /// desugaring) argument that the closure expects.
2509 ///
2510 /// You can get the environment type of a closure using
2511 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2512 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2513          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2514 pub enum ClosureKind {
2515     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2516     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2517     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2518     Fn,
2519     FnMut,
2520     FnOnce,
2521 }
2522
2523 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2524     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2525     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2526
2527     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2528         match *self {
2529             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2530             ClosureKind::FnMut => {
2531                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2532             }
2533             ClosureKind::FnOnce => {
2534                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2535             }
2536         }
2537     }
2538
2539     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2540     /// must also implement `other`.
2541     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2542         match (self, other) {
2543             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2544             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2545             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2546             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2547             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2548             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2549             _ => false,
2550         }
2551     }
2552
2553     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2554     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2555     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2556         match self {
2557             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2558             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2559             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2560         }
2561     }
2562 }
2563
2564 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2565     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2566     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2567     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2568     /// structs or variants. For example:
2569     ///
2570     /// ```notrust
2571     /// isize => { isize }
2572     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2573     /// [isize] => { [isize], isize }
2574     /// ```
2575     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2576         TypeWalker::new(self)
2577     }
2578
2579     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2580     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2581     /// (but not `i32`, like `walk`).
2582     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2583         walk::walk_shallow(self)
2584     }
2585
2586     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2587     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2588     /// children of the current type are ignored.
2589     ///
2590     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2591     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2592         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2593     {
2594         let mut walker = self.walk();
2595         while let Some(ty) = walker.next() {
2596             if !f(ty) {
2597                 walker.skip_current_subtree();
2598             }
2599         }
2600     }
2601 }
2602
2603 impl BorrowKind {
2604     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2605         match m {
2606             hir::MutMutable => MutBorrow,
2607             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2608         }
2609     }
2610
2611     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2612     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2613     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2614     /// question.
2615     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2616         match self {
2617             MutBorrow => hir::MutMutable,
2618             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2619
2620             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2621             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2622             // and hence is a safe "over approximation".
2623             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2624         }
2625     }
2626
2627     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2628         match *self {
2629             MutBorrow => "mutable",
2630             ImmBorrow => "immutable",
2631             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2632         }
2633     }
2634 }
2635
2636 #[derive(Debug, Clone)]
2637 pub enum Attributes<'gcx> {
2638     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2639     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2640 }
2641
2642 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2643     type Target = [ast::Attribute];
2644
2645     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2646         match self {
2647             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2648             &Attributes::Borrowed(data) => data
2649         }
2650     }
2651 }
2652
2653 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2654 pub enum ImplOverlapKind {
2655     /// These impls are always allowed to overlap.
2656     Permitted,
2657     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2658     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2659     ///
2660     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2661     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2662     ///
2663     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2664     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2665     ///
2666     /// ```
2667     /// trait Trait {}
2668     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2669     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2670     /// ```
2671     ///
2672     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2673     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2674     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2675     /// overlapping impls for it is sound.
2676     ///
2677     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2678     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2679     /// it has the following restrictions:
2680     ///
2681     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2682     /// positive impls.
2683     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2684     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2685     /// marker traits.
2686     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2687     ///
2688     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2689     Issue33140
2690 }
2691
2692 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2693     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2694         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2695     }
2696
2697     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2698     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2699     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2700     pub fn body_owners(
2701         self,
2702     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2703         self.hir().krate()
2704                   .body_ids
2705                   .iter()
2706                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2707     }
2708
2709     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2710         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2711             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2712         });
2713     }
2714
2715     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2716         match self.hir().find(id) {
2717             Some(Node::Expr(e)) => {
2718                 e.span
2719             }
2720             Some(f) => {
2721                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2722             }
2723             None => {
2724                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2725             }
2726         }
2727     }
2728
2729     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2730         self.associated_items(id)
2731             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2732             .collect()
2733     }
2734
2735     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2736         self.associated_items(did).any(|item| {
2737             item.relevant_for_never()
2738         })
2739     }
2740
2741     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2742         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2743             match self.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
2744                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2745                 _ => false,
2746             }
2747         } else {
2748             match self.describe_def(def_id).expect("no def for def-id") {
2749                 Def::AssociatedConst(_) | Def::Method(_) | Def::AssociatedTy(_) => true,
2750                 _ => false,
2751             }
2752         };
2753
2754         if is_associated_item {
2755             Some(self.associated_item(def_id))
2756         } else {
2757             None
2758         }
2759     }
2760
2761     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2762                                            parent_def_id: DefId,
2763                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2764                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2765                                            -> AssociatedItem {
2766         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2767         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2768             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2769             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2770                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2771             }
2772             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2773             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2774         };
2775
2776         AssociatedItem {
2777             ident: trait_item_ref.ident,
2778             kind,
2779             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2780             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2781             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2782             def_id,
2783             container: TraitContainer(parent_def_id),
2784             method_has_self_argument: has_self
2785         }
2786     }
2787
2788     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2789                                           parent_def_id: DefId,
2790                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2791                                           -> AssociatedItem {
2792         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2793         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2794             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2795             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2796                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2797             }
2798             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2799             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2800         };
2801
2802         AssociatedItem {
2803             ident: impl_item_ref.ident,
2804             kind,
2805             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2806             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2807             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2808             def_id,
2809             container: ImplContainer(parent_def_id),
2810             method_has_self_argument: has_self
2811         }
2812     }
2813
2814     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2815         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2816     }
2817
2818     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2819         variant.fields.iter().position(|field| {
2820             self.adjust_ident(ident, variant.did, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == field.ident.modern()
2821         })
2822     }
2823
2824     pub fn associated_items(
2825         self,
2826         def_id: DefId,
2827     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2828         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2829         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2830         // in place, so we use a hand-written iterator.
2831         //
2832         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2833         AssociatedItemsIterator {
2834             tcx: self,
2835             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2836             next_index: 0,
2837         }
2838     }
2839
2840     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2841     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2842     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2843                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2844     {
2845         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2846             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2847                 .map_or(false, |trait_ref| {
2848                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2849                 });
2850             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2851                 .map_or(false, |trait_ref| {
2852                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2853                 });
2854             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2855                 && trait1_is_empty
2856                 && trait2_is_empty
2857         } else {
2858             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2859                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2860                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2861             };
2862             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2863                 && is_marker_impl(def_id1)
2864                 && is_marker_impl(def_id2)
2865         };
2866
2867         if is_legit {
2868             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2869                   def_id1, def_id2);
2870             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2871         } else {
2872             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2873                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2874                     if self_ty1 == self_ty2 {
2875                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2876                                def_id1, def_id2);
2877                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2878                     } else {
2879                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2880                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2881                     }
2882                 }
2883             }
2884
2885             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2886                   def_id1, def_id2);
2887             None
2888         }
2889     }
2890
2891     // Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2892     // or variant or their constructors, panics otherwise.
2893     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2894         match def {
2895             Def::Variant(did) | Def::VariantCtor(did, ..) => {
2896                 let enum_did = self.parent_def_id(did).unwrap();
2897                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2898             }
2899             Def::Struct(did) | Def::Union(did) => {
2900                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2901             }
2902             Def::StructCtor(ctor_did, ..) => {
2903                 let did = self.parent_def_id(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2904                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2905             }
2906             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2907         }
2908     }
2909
2910     /// Given a `VariantDef`, returns the def-id of the `AdtDef` of which it is a part.
2911     pub fn adt_def_id_of_variant(self, variant_def: &'tcx VariantDef) -> DefId {
2912         let def_key = self.def_key(variant_def.did);
2913         match def_key.disambiguated_data.data {
2914             // for enum variants and tuple structs, the def-id of the ADT itself
2915             // is the *parent* of the variant
2916             DefPathData::EnumVariant(..) | DefPathData::StructCtor =>
2917                 DefId { krate: variant_def.did.krate, index: def_key.parent.unwrap() },
2918
2919             // otherwise, for structs and unions, they share a def-id
2920             _ => variant_def.did,
2921         }
2922     }
2923
2924     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2925         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2926             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2927         } else {
2928             let def_key = self.def_key(id);
2929             // The name of a StructCtor is that of its struct parent.
2930             if let hir_map::DefPathData::StructCtor = def_key.disambiguated_data.data {
2931                 self.item_name(DefId {
2932                     krate: id.krate,
2933                     index: def_key.parent.unwrap()
2934                 })
2935             } else {
2936                 def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2937                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2938                 })
2939             }
2940         }
2941     }
2942
2943     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2944     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
2945                         -> &'gcx Mir<'gcx>
2946     {
2947         match instance {
2948             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2949                 self.optimized_mir(did)
2950             }
2951             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2952             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2953             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2954             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2955             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2956             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
2957             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
2958                 self.mir_shims(instance)
2959             }
2960         }
2961     }
2962
2963     /// Gets the attributes of a definition.
2964     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
2965         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
2966             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs_by_hir_id(id))
2967         } else {
2968             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
2969         }
2970     }
2971
2972     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2973     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
2974         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2975     }
2976
2977     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2978     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2979         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2980     }
2981
2982     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2983         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2984     }
2985
2986     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2987     /// If it implements no trait, returns `None`.
2988     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2989         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2990     }
2991
2992     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
2993     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2994     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2995         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
2996             if let Some(Def::Method(_)) = self.describe_def(def_id) {
2997                 Some(self.associated_item(def_id))
2998             } else {
2999                 None
3000             }
3001         } else {
3002             self.opt_associated_item(def_id)
3003         };
3004
3005         item.and_then(|trait_item|
3006             match trait_item.container {
3007                 TraitContainer(_) => None,
3008                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3009             }
3010         )
3011     }
3012
3013     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3014     /// with the name of the crate containing the impl.
3015     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3016         if impl_did.is_local() {
3017             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3018             Ok(self.hir().span_by_hir_id(hir_id))
3019         } else {
3020             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3021         }
3022     }
3023
3024     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3025     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3026     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3027     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3028         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == def_name.modern()
3029     }
3030
3031     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId) -> (Ident, DefId) {
3032         ident = ident.modern();
3033         let target_expansion = match scope.krate {
3034             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3035             _ => Mark::root(),
3036         };
3037         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
3038             Some(actual_expansion) =>
3039                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3040             None if block == hir::DUMMY_HIR_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
3041             None => self.hir().get_module_parent_by_hir_id(block),
3042         };
3043         (ident, scope)
3044     }
3045 }
3046
3047 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
3048     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
3049     def_ids: Lrc<Vec<DefId>>,
3050     next_index: usize,
3051 }
3052
3053 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
3054     type Item = AssociatedItem;
3055
3056     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
3057         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3058         self.next_index += 1;
3059         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3060     }
3061 }
3062
3063 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
3064     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: HirId, f: F) -> T where
3065         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
3066     {
3067         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(fid);
3068         match self.freevars(def_id) {
3069             None => f(&[]),
3070             Some(d) => f(&d),
3071         }
3072     }
3073 }
3074
3075 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
3076     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3077     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3078     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(parent_id);
3079     let parent_item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(parent_id);
3080     match parent_item.node {
3081         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3082             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3083                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3084                                                                         impl_item_ref);
3085                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3086                 return assoc_item;
3087             }
3088         }
3089
3090         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3091             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3092                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3093                                                                          &parent_item.vis,
3094                                                                          trait_item_ref);
3095                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3096                 return assoc_item;
3097             }
3098         }
3099
3100         _ => { }
3101     }
3102
3103     span_bug!(parent_item.span,
3104               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3105               parent_item.node)
3106 }
3107
3108 #[derive(Clone, HashStable)]
3109 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3110
3111 /// Calculates the `Sized` constraint.
3112 ///
3113 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3114 ///     - an obviously-unsized type
3115 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3116 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3117 ///       such.
3118 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3119 ///       check should catch this case.
3120 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3121                                   def_id: DefId)
3122                                   -> AdtSizedConstraint<'tcx> {
3123     let def = tcx.adt_def(def_id);
3124
3125     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3126         v.fields.last()
3127     }).flat_map(|f| {
3128         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3129     }));
3130
3131     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3132
3133     AdtSizedConstraint(result)
3134 }
3135
3136 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3137                                      def_id: DefId)
3138                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
3139     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3140     let item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(id);
3141     let vec: Vec<_> = match item.node {
3142         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3143             trait_item_refs.iter()
3144                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3145                            .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3146                            .collect()
3147         }
3148         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3149             impl_item_refs.iter()
3150                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3151                           .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3152                           .collect()
3153         }
3154         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => vec![],
3155         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3156     };
3157     Lrc::new(vec)
3158 }
3159
3160 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3161     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3162 }
3163
3164 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3165 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3166 /// otherwise, returns `None`.
3167 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3168     tcx.opt_associated_item(def_id)
3169         .and_then(|associated_item| {
3170             match associated_item.container {
3171                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3172                 ImplContainer(_) => None
3173             }
3174         })
3175 }
3176
3177 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3178 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3179     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3180         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
3181             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3182                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3183             }
3184         }
3185     }
3186     None
3187 }
3188
3189 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3190 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3191                        def_id: DefId)
3192                        -> ParamEnv<'tcx>
3193 {
3194     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3195     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3196         return param_env(tcx, parent);
3197     }
3198     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3199
3200     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3201         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3202
3203     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3204     // case they contain any associated type projections. This process
3205     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3206     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3207     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3208     // right to me, because constructing the environment feels like a
3209     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3210     // a better place. In practice, we construct environments for
3211     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3212     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3213     // sure that this will succeed without errors anyway.
3214
3215     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3216         tcx.intern_predicates(&predicates),
3217         traits::Reveal::UserFacing,
3218         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3219     );
3220
3221     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3222         tcx.hir().maybe_body_owned_by_by_hir_id(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3223     });
3224     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3225     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3226 }
3227
3228 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3229                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3230     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3231     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3232 }
3233
3234 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3235                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3236     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3237     tcx.crate_name.clone()
3238 }
3239
3240 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3241                         crate_num: CrateNum)
3242                         -> Svh {
3243     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3244     tcx.hir().crate_hash
3245 }
3246
3247 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3248                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3249                                         -> usize {
3250     match instance_def {
3251         InstanceDef::Item(..) |
3252         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3253             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3254             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3255         },
3256         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3257         _ => 1
3258     }
3259 }
3260
3261 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3262 ///
3263 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3264 fn issue33140_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3265                                 def_id: DefId)
3266                                 -> Option<Ty<'tcx>>
3267 {
3268     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3269
3270     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3271         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3272     });
3273
3274     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3275
3276     let is_marker_like =
3277         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3278         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3279
3280     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3281     if !is_marker_like {
3282         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3283         return None;
3284     }
3285
3286     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3287     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3288         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3289         return None;
3290     }
3291
3292     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3293     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3294         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3295         return None;
3296     }
3297
3298     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3299     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3300         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3301         _ => false
3302     };
3303
3304     if self_ty_matches {
3305         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3306         Some(self_ty)
3307     } else {
3308         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3309         None
3310     }
3311 }
3312
3313 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3314     context::provide(providers);
3315     erase_regions::provide(providers);
3316     layout::provide(providers);
3317     util::provide(providers);
3318     constness::provide(providers);
3319     *providers = ty::query::Providers {
3320         associated_item,
3321         associated_item_def_ids,
3322         adt_sized_constraint,
3323         def_span,
3324         param_env,
3325         trait_of_item,
3326         crate_disambiguator,
3327         original_crate_name,
3328         crate_hash,
3329         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3330         instance_def_size_estimate,
3331         issue33140_self_ty,
3332         ..*providers
3333     };
3334 }
3335
3336 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3337 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3338 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3339 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3340 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3341 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3342 pub struct CrateInherentImpls {
3343     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
3344 }
3345
3346 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3347 pub struct SymbolName {
3348     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3349     // this be a `&'tcx str`.
3350     pub name: InternedString
3351 }
3352
3353 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3354     name
3355 });
3356
3357 impl SymbolName {
3358     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3359         SymbolName {
3360             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
3361         }
3362     }
3363
3364     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3365         self.name.as_str()
3366     }
3367 }
3368
3369 impl fmt::Display for SymbolName {
3370     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3371         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3372     }
3373 }
3374
3375 impl fmt::Debug for SymbolName {
3376     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3377         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3378     }
3379 }