]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Rollup merge of #59432 - phansch:compiletest_docs, r=alexcrichton
[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, CtorOf, CtorKind, ExportMap};
10 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
11 use rustc_data_structures::svh::Svh;
12 use rustc_macros::HashStable;
13 use crate::ich::Fingerprint;
14 use crate::ich::StableHashingContext;
15 use crate::infer::canonical::Canonical;
16 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
17 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
18 use crate::mir::Mir;
19 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
20 use crate::mir::GeneratorLayout;
21 use crate::session::CrateDisambiguator;
22 use crate::traits::{self, Reveal};
23 use crate::ty;
24 use crate::ty::layout::VariantIdx;
25 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
26 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
27 use crate::ty::walk::TypeWalker;
28 use crate::util::captures::Captures;
29 use crate::util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
30 use arena::SyncDroplessArena;
31 use crate::session::DataTypeKind;
32
33 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
34 use std::cell::RefCell;
35 use std::cmp::{self, Ordering};
36 use std::fmt;
37 use std::hash::{Hash, Hasher};
38 use std::ops::Deref;
39 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
40 use std::slice;
41 use std::{mem, ptr};
42 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
43 use syntax::attr;
44 use syntax::ext::hygiene::Mark;
45 use syntax::symbol::{keywords, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
46 use syntax_pos::Span;
47
48 use smallvec;
49 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
50 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
51                                            HashStable};
52
53 use crate::hir;
54
55 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
56 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
57 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
58 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
59 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
60 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
61 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
62 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
63 pub use self::sty::RegionKind;
64 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
65 pub use self::sty::BoundRegion::*;
66 pub use self::sty::InferTy::*;
67 pub use self::sty::RegionKind::*;
68 pub use self::sty::TyKind::*;
69
70 pub use self::binding::BindingMode;
71 pub use self::binding::BindingMode::*;
72
73 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
74 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
75 pub use self::context::{
76     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
77     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
78 };
79
80 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
81
82 pub use self::trait_def::TraitDef;
83
84 pub use self::query::queries;
85
86 pub mod adjustment;
87 pub mod binding;
88 pub mod cast;
89 #[macro_use]
90 pub mod codec;
91 mod constness;
92 pub mod error;
93 mod erase_regions;
94 pub mod fast_reject;
95 pub mod fold;
96 pub mod inhabitedness;
97 pub mod layout;
98 pub mod _match;
99 pub mod outlives;
100 pub mod print;
101 pub mod query;
102 pub mod relate;
103 pub mod steal;
104 pub mod subst;
105 pub mod trait_def;
106 pub mod walk;
107 pub mod wf;
108 pub mod util;
109
110 mod context;
111 mod flags;
112 mod instance;
113 mod structural_impls;
114 mod sty;
115
116 // Data types
117
118 #[derive(Clone)]
119 pub struct Resolutions {
120     pub freevars: FreevarMap,
121     pub trait_map: TraitMap,
122     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
123     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
124     pub export_map: ExportMap,
125     pub glob_map: GlobMap,
126     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
127     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
128     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
129 }
130
131 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
132 pub enum AssociatedItemContainer {
133     TraitContainer(DefId),
134     ImplContainer(DefId),
135 }
136
137 impl AssociatedItemContainer {
138     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
139     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
140     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
141         match *self {
142             TraitContainer(id) => id,
143             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
144         }
145     }
146
147     pub fn id(&self) -> DefId {
148         match *self {
149             TraitContainer(id) => id,
150             ImplContainer(id) => id,
151         }
152     }
153 }
154
155 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
156 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
157 /// bounds / where-clauses).
158 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
159 pub struct ImplHeader<'tcx> {
160     pub impl_def_id: DefId,
161     pub self_ty: Ty<'tcx>,
162     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
163     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
164 }
165
166 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
167 pub struct AssociatedItem {
168     pub def_id: DefId,
169     #[stable_hasher(project(name))]
170     pub ident: Ident,
171     pub kind: AssociatedKind,
172     pub vis: Visibility,
173     pub defaultness: hir::Defaultness,
174     pub container: AssociatedItemContainer,
175
176     /// Whether this is a method with an explicit self
177     /// as its first argument, allowing method calls.
178     pub method_has_self_argument: bool,
179 }
180
181 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
182 pub enum AssociatedKind {
183     Const,
184     Method,
185     Existential,
186     Type
187 }
188
189 impl AssociatedItem {
190     pub fn def(&self) -> Def {
191         match self.kind {
192             AssociatedKind::Const => Def::AssociatedConst(self.def_id),
193             AssociatedKind::Method => Def::Method(self.def_id),
194             AssociatedKind::Type => Def::AssociatedTy(self.def_id),
195             AssociatedKind::Existential => Def::AssociatedExistential(self.def_id),
196         }
197     }
198
199     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
200     /// for !
201     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
202         match self.kind {
203             AssociatedKind::Existential |
204             AssociatedKind::Const |
205             AssociatedKind::Type => true,
206             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
207             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
208         }
209     }
210
211     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: &TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
212         match self.kind {
213             ty::AssociatedKind::Method => {
214                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
215                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
216                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
217                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
218                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
219             }
220             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
221             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
222             ty::AssociatedKind::Const => {
223                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
224             }
225         }
226     }
227 }
228
229 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
230 pub enum Visibility {
231     /// Visible everywhere (including in other crates).
232     Public,
233     /// Visible only in the given crate-local module.
234     Restricted(DefId),
235     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
236     Invisible,
237 }
238
239 pub trait DefIdTree: Copy {
240     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
241
242     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
243         if descendant.krate != ancestor.krate {
244             return false;
245         }
246
247         while descendant != ancestor {
248             match self.parent(descendant) {
249                 Some(parent) => descendant = parent,
250                 None => return false,
251             }
252         }
253         true
254     }
255 }
256
257 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
258     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
259         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
260     }
261 }
262
263 impl Visibility {
264     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
265         match visibility.node {
266             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
267             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
268             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
269                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
270                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
271                 Def::Err => Visibility::Public,
272                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
273             },
274             hir::VisibilityKind::Inherited => {
275                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent_by_hir_id(id))
276             }
277         }
278     }
279
280     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
281     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
282         let restriction = match self {
283             // Public items are visible everywhere.
284             Visibility::Public => return true,
285             // Private items from other crates are visible nowhere.
286             Visibility::Invisible => return false,
287             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
288             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
289             Visibility::Restricted(module) => module,
290         };
291
292         tree.is_descendant_of(module, restriction)
293     }
294
295     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
296     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
297         let vis_restriction = match vis {
298             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
299             Visibility::Invisible => return true,
300             Visibility::Restricted(module) => module,
301         };
302
303         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
304     }
305
306     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
307     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
308         match self {
309             Visibility::Public => true,
310             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
311             Visibility::Invisible => false,
312         }
313     }
314 }
315
316 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash, HashStable)]
317 pub enum Variance {
318     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
319     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
320     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
321     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
322 }
323
324 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
325 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
326 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
327 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
328 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
329 /// item.
330 #[derive(HashStable)]
331 pub struct CrateVariancesMap {
332     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
333     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
334     /// entry.
335     pub variances: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Variance>>>,
336
337     /// An empty vector, useful for cloning.
338     #[stable_hasher(ignore)]
339     pub empty_variance: Lrc<Vec<ty::Variance>>,
340 }
341
342 impl Variance {
343     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
344     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
345     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
346     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
347     /// variance with which the argument appears.
348     ///
349     /// Example 1:
350     ///
351     ///     *mut Vec<i32>
352     ///
353     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
354     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
355     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
356     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
357     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
358     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
359     /// (again) in `Invariant`.
360     ///
361     /// Example 2:
362     ///
363     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
364     ///
365     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
366     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
367     /// within which both pointer types appear is
368     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
369     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
370     /// which the first `Vec<i32>` appears is
371     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
372     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
373     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
374     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
375     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
376     ///
377     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
378     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
379     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
380         match (self, v) {
381             // Figure 1, column 1.
382             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
383             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
384             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
385             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
386
387             // Figure 1, column 2.
388             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
389             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
390             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
391             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
392
393             // Figure 1, column 3.
394             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
395
396             // Figure 1, column 4.
397             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
398         }
399     }
400 }
401
402 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
403 // the types of AST nodes.
404 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
405 pub struct CReaderCacheKey {
406     pub cnum: CrateNum,
407     pub pos: usize,
408 }
409
410 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
411 // through the type during type construction, so that we can quickly
412 // check whether the type has various kinds of types in it without
413 // recursing over the type itself.
414 bitflags! {
415     pub struct TypeFlags: u32 {
416         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
417         const HAS_SELF           = 1 << 1;
418         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
419         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
420         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 4;
421
422         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
423         /// determine whether substitition is required, since those
424         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
425         /// hence may be substituted.
426         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
427
428         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
429         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
430         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
431
432         /// Is an error type reachable?
433         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
434         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
435
436         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
437         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
438
439         // `true` if there are "names" of types and regions and so forth
440         // that are local to a particular fn
441         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
442
443         // Present if the type belongs in a local type context.
444         // Only set for Infer other than Fresh.
445         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
446
447         // Is there a projection that does not involve a bound region?
448         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
449         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
450
451         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
452         /// if a global bound is safe to evaluate.
453         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
454
455         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 14;
456
457         const HAS_CT_INFER = 1 << 15;
458
459         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
460                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
461                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
462
463         // Flags representing the nominal content of a type,
464         // computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
465         // flag, it should be added here too.
466         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
467                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
468                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
469                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
470                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
472                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
478                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits;
481     }
482 }
483
484 pub struct TyS<'tcx> {
485     pub sty: TyKind<'tcx>,
486     pub flags: TypeFlags,
487
488     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
489     /// binder such that
490     ///
491     /// (a) the binder itself captures nothing but
492     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
493     ///     by some sub-binder.
494     ///
495     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
496     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
497     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
498     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
499     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
500     /// by an inner binder.
501     ///
502     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
503     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
504     /// (exclusive).
505     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
506 }
507
508 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
509 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
510 static_assert!(MEM_SIZE_OF_TY_S: ::std::mem::size_of::<TyS<'_>>() == 32);
511
512 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
513     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
514         self.sty.cmp(&other.sty)
515     }
516 }
517
518 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
519     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
520         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
521     }
522 }
523
524 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
525     #[inline]
526     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
527         ptr::eq(self, other)
528     }
529 }
530 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
531
532 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
533     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
534         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
535     }
536 }
537
538 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
539     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
540         match self.sty {
541             TyKind::Bool |
542             TyKind::Char |
543             TyKind::Int(_) |
544             TyKind::Uint(_) |
545             TyKind::Float(_) |
546             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
547             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
548             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
549             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
550             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
551             _ => false,
552         }
553     }
554
555     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
556         match self.sty {
557             TyKind::Opaque(..) |
558             TyKind::FnDef(..) |
559             TyKind::FnPtr(..) |
560             TyKind::Dynamic(..) |
561             TyKind::Closure(..) |
562             TyKind::Infer(..) |
563             TyKind::Projection(..) => false,
564             _ => true,
565         }
566     }
567 }
568
569 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
570     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
571                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
572                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
573         let ty::TyS {
574             ref sty,
575
576             // The other fields just provide fast access to information that is
577             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
578             flags: _,
579
580             outer_exclusive_binder: _,
581         } = *self;
582
583         sty.hash_stable(hcx, hasher);
584     }
585 }
586
587 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
588
589 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
590 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
591
592 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
593
594 extern {
595     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
596     type OpaqueListContents;
597 }
598
599 /// A wrapper for slices with the additional invariant
600 /// that the slice is interned and no other slice with
601 /// the same contents can exist in the same context.
602 /// This means we can use pointer for both
603 /// equality comparisons and hashing.
604 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
605 #[repr(C)]
606 pub struct List<T> {
607     len: usize,
608     data: [T; 0],
609     opaque: OpaqueListContents,
610 }
611
612 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
613
614 impl<T: Copy> List<T> {
615     #[inline]
616     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
617         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
618         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
619         assert!(slice.len() != 0);
620
621         // Align up the size of the len (usize) field
622         let align = mem::align_of::<T>();
623         let align_mask = align - 1;
624         let offset = mem::size_of::<usize>();
625         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
626
627         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
628
629         let mem = arena.alloc_raw(
630             size,
631             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
632         unsafe {
633             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
634             // Write the length
635             result.len = slice.len();
636
637             // Write the elements
638             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
639             arena_slice.copy_from_slice(slice);
640
641             result
642         }
643     }
644 }
645
646 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
647     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
648         (**self).fmt(f)
649     }
650 }
651
652 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
653     #[inline]
654     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
655         (**self).encode(s)
656     }
657 }
658
659 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
660     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
661         if self == other { Ordering::Equal } else {
662             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
663         }
664     }
665 }
666
667 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
668     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
669         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
670             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
671         }
672     }
673 }
674
675 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
676     #[inline]
677     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
678         ptr::eq(self, other)
679     }
680 }
681 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
682
683 impl<T> Hash for List<T> {
684     #[inline]
685     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
686         (self as *const List<T>).hash(s)
687     }
688 }
689
690 impl<T> Deref for List<T> {
691     type Target = [T];
692     #[inline(always)]
693     fn deref(&self) -> &[T] {
694         unsafe {
695             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
696         }
697     }
698 }
699
700 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
701     type Item = &'a T;
702     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
703     #[inline(always)]
704     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
705         self[..].iter()
706     }
707 }
708
709 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
710
711 impl<T> List<T> {
712     #[inline(always)]
713     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
714         #[repr(align(64), C)]
715         struct EmptySlice([u8; 64]);
716         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
717         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
718         unsafe {
719             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
720         }
721     }
722 }
723
724 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
725 pub struct UpvarPath {
726     pub hir_id: hir::HirId,
727 }
728
729 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
730 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
731 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
732 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
733 pub struct UpvarId {
734     pub var_path: UpvarPath,
735     pub closure_expr_id: LocalDefId,
736 }
737
738 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
739 pub enum BorrowKind {
740     /// Data must be immutable and is aliasable.
741     ImmBorrow,
742
743     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
744     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
745     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
746     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
747     ///
748     ///    let x: &mut isize = ...;
749     ///    let y = || *x += 5;
750     ///
751     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
752     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
753     ///
754     ///    struct Env { x: & &mut isize }
755     ///    let x: &mut isize = ...;
756     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
757     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
758     ///
759     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
760     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
761     /// an `&mut` borrow:
762     ///
763     ///    struct Env { x: & &mut isize }
764     ///    let x: &mut isize = ...;
765     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
766     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
767     ///
768     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
769     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
770     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
771     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
772     /// borrow is hidden.
773     ///
774     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
775     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
776     /// simplicity, we don't give users the way to express this
777     /// borrow, it's just used when translating closures.
778     UniqueImmBorrow,
779
780     /// Data is mutable and not aliasable.
781     MutBorrow
782 }
783
784 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
785 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
786 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
787 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
788     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
789     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
790     /// depending on inference.
791     ByValue,
792
793     /// Upvar is captured by reference.
794     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
795 }
796
797 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
798 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
799     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
800     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
801     /// syntax.
802     pub kind: BorrowKind,
803
804     /// Region of the resulting reference.
805     pub region: ty::Region<'tcx>,
806 }
807
808 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, Vec<UpvarId>>;
809 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
810
811 #[derive(Copy, Clone)]
812 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
813     pub def: Def,
814     pub span: Span,
815     pub ty: Ty<'tcx>,
816 }
817
818 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
819 pub enum IntVarValue {
820     IntType(ast::IntTy),
821     UintType(ast::UintTy),
822 }
823
824 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
825 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
826
827 impl ty::EarlyBoundRegion {
828     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
829         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
830     }
831
832     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
833     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
834     pub fn has_name(&self) -> bool {
835         self.name != keywords::UnderscoreLifetime.name().as_interned_str()
836     }
837 }
838
839 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
840 pub enum GenericParamDefKind {
841     Lifetime,
842     Type {
843         has_default: bool,
844         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
845         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
846     },
847     Const,
848 }
849
850 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
851 pub struct GenericParamDef {
852     pub name: InternedString,
853     pub def_id: DefId,
854     pub index: u32,
855
856     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
857     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
858     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
859     pub pure_wrt_drop: bool,
860
861     pub kind: GenericParamDefKind,
862 }
863
864 impl GenericParamDef {
865     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
866         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
867             ty::EarlyBoundRegion {
868                 def_id: self.def_id,
869                 index: self.index,
870                 name: self.name,
871             }
872         } else {
873             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
874         }
875     }
876
877     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
878         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
879             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
880         } else {
881             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
882         }
883     }
884 }
885
886 #[derive(Default)]
887 pub struct GenericParamCount {
888     pub lifetimes: usize,
889     pub types: usize,
890     pub consts: usize,
891 }
892
893 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
894 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
895 ///
896 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
897 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
898 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
899 pub struct Generics {
900     pub parent: Option<DefId>,
901     pub parent_count: usize,
902     pub params: Vec<GenericParamDef>,
903
904     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
905     #[stable_hasher(ignore)]
906     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
907
908     pub has_self: bool,
909     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
910 }
911
912 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
913     pub fn count(&self) -> usize {
914         self.parent_count + self.params.len()
915     }
916
917     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
918         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
919         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
920         // presence of this method will be a constant reminder.
921         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
922
923         for param in &self.params {
924             match param.kind {
925                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
926                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
927                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
928             };
929         }
930
931         own_counts
932     }
933
934     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
935         for param in &self.params {
936             match param.kind {
937                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
938                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
939             }
940         }
941         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
942             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
943             parent.requires_monomorphization(tcx)
944         } else {
945             false
946         }
947     }
948
949     pub fn region_param(&'tcx self,
950                         param: &EarlyBoundRegion,
951                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
952                         -> &'tcx GenericParamDef
953     {
954         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
955             let param = &self.params[index as usize];
956             match param.kind {
957                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
958                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
959             }
960         } else {
961             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
962                .region_param(param, tcx)
963         }
964     }
965
966     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
967     pub fn type_param(&'tcx self,
968                       param: &ParamTy,
969                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
970                       -> &'tcx GenericParamDef {
971         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
972             let param = &self.params[index as usize];
973             match param.kind {
974                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
975                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
976             }
977         } else {
978             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
979                .type_param(param, tcx)
980         }
981     }
982
983     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
984     pub fn const_param(&'tcx self,
985                        param: &ParamConst,
986                        tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
987                        -> &GenericParamDef {
988         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
989             let param = &self.params[index as usize];
990             match param.kind {
991                 GenericParamDefKind::Const => param,
992                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
993             }
994         } else {
995             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
996                 .const_param(param, tcx)
997         }
998     }
999 }
1000
1001 /// Bounds on generics.
1002 #[derive(Clone, Default, Debug, HashStable)]
1003 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1004     pub parent: Option<DefId>,
1005     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
1006 }
1007
1008 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1009 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1010
1011 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1012     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1013                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1014         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1015         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1016         instantiated
1017     }
1018
1019     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1020                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1021         InstantiatedPredicates {
1022             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1023         }
1024     }
1025
1026     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1027                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1028                         substs: SubstsRef<'tcx>) {
1029         if let Some(def_id) = self.parent {
1030             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1031         }
1032         instantiated.predicates.extend(
1033             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1034         );
1035     }
1036
1037     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1038                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1039         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1040         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1041         instantiated
1042     }
1043
1044     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1045                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1046         if let Some(def_id) = self.parent {
1047             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1048         }
1049         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1050     }
1051
1052     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1053                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1054                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1055     {
1056         assert_eq!(self.parent, None);
1057         InstantiatedPredicates {
1058             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1059                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1060             }).collect()
1061         }
1062     }
1063 }
1064
1065 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1066 pub enum Predicate<'tcx> {
1067     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1068     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1069     /// would be the type parameters.
1070     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1071
1072     /// where `'a: 'b`
1073     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1074
1075     /// where `T: 'a`
1076     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1077
1078     /// where `<T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1079     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1080     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1081
1082     /// no syntax: `T` well-formed
1083     WellFormed(Ty<'tcx>),
1084
1085     /// trait must be object-safe
1086     ObjectSafe(DefId),
1087
1088     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1089     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1090     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1091     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1092
1093     /// `T1 <: T2`
1094     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1095
1096     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1097     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1098 }
1099
1100 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1101 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1102 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1103 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1104 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1105 /// item.
1106 #[derive(HashStable)]
1107 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1108     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1109     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1110     /// bounds, it will have no entry.
1111     pub predicates: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>>,
1112
1113     /// An empty vector, useful for cloning.
1114     #[stable_hasher(ignore)]
1115     pub empty_predicate: Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>,
1116 }
1117
1118 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1119     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1120         self
1121     }
1122 }
1123
1124 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1125     /// Performs a substitution suitable for going from a
1126     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1127     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1128     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1129     /// lengthy comment below for details.
1130     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1131                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1132                             -> ty::Predicate<'tcx>
1133     {
1134         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1135         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1136         //
1137         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1138         //
1139         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1140         //     trait Bar<'b,'c> { }
1141         //
1142         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1143         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1144         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1145         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1146         // normal substitution.
1147         //
1148         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1149         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1150         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1151         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1152         // `'a`.
1153         //
1154         // Another example to be careful of is this:
1155         //
1156         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1157         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1158         //
1159         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1160         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1161         // reason is similar to the previous example: any impl of
1162         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1163         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1164         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1165         //
1166         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1167         // consider the more complicated scenario:
1168         //
1169         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1170         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1171         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1172         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1173         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1174         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1175         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1176         //   DB index of 1.
1177         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1178         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1179         //   just as we wanted.
1180         //
1181         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1182         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1183         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1184         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1185         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1186         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1187         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1188         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1189         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1190         // substitution code expects equal binding levels in the values
1191         // from the substitution and the value being substituted into, and
1192         // this trick achieves that).
1193
1194         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1195         match *self {
1196             Predicate::Trait(ref binder) =>
1197                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1198             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1199                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1200             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1201                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1202             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1203                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1204             Predicate::Projection(ref binder) =>
1205                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1206             Predicate::WellFormed(data) =>
1207                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1208             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1209                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1210             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1211                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1212             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1213                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1214         }
1215     }
1216 }
1217
1218 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1219 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1220     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1221 }
1222
1223 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1224
1225 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1226     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1227         self.trait_ref.def_id
1228     }
1229
1230     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1231         self.trait_ref.input_types()
1232     }
1233
1234     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1235         self.trait_ref.self_ty()
1236     }
1237 }
1238
1239 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1240     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1241         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1242         self.skip_binder().def_id()
1243     }
1244 }
1245
1246 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1247          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1248 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1249 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1250 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1251                                                            ty::Region<'tcx>>;
1252 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1253                                                          ty::Region<'tcx>>;
1254 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1255 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1256
1257 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1258 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1259     pub a_is_expected: bool,
1260     pub a: Ty<'tcx>,
1261     pub b: Ty<'tcx>
1262 }
1263 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1264
1265 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1266 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1267 ///
1268 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1269 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1270 ///
1271 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1272 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1273 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1274 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1275 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1276 /// instances to normalize the LHS.
1277 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1278 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1279     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1280     pub ty: Ty<'tcx>,
1281 }
1282
1283 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1284
1285 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1286     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1287     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1288         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1289     }
1290
1291     #[inline]
1292     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1293         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1294         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1295         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1296         // return value, so we are preserving the number of binding
1297         // levels.
1298         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1299     }
1300
1301     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1302         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1303     }
1304
1305     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1306     ///
1307     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1308     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1309     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1310         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1311         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1312     }
1313 }
1314
1315 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1316     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1317 }
1318
1319 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1320     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1321         ty::Binder::dummy(self.clone())
1322     }
1323 }
1324
1325 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1326     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1327         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1328     }
1329 }
1330
1331 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1332     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1333 }
1334
1335 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1336     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1337         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1338             trait_ref: self.clone()
1339         }))
1340     }
1341 }
1342
1343 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1344     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1345         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1346     }
1347 }
1348
1349 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1350     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1351         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1352     }
1353 }
1354
1355 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1356     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1357         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1358     }
1359 }
1360
1361 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1362     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1363         Predicate::Projection(self.clone())
1364     }
1365 }
1366
1367 // A custom iterator used by Predicate::walk_tys.
1368 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1369     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1370           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1371           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1372 {
1373     None,
1374     One(Ty<'tcx>),
1375     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1376     Types(I),
1377     InputTypes(J),
1378     ProjectionTypes(K)
1379 }
1380
1381 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1382     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1383           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1384           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1385 {
1386     type Item = Ty<'tcx>;
1387
1388     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1389         match *self {
1390             WalkTysIter::None => None,
1391             WalkTysIter::One(item) => {
1392                 *self = WalkTysIter::None;
1393                 Some(item)
1394             },
1395             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1396                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1397                 Some(item1)
1398             },
1399             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1400                 iter.next()
1401             },
1402             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1403                 iter.next()
1404             },
1405             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1406                 iter.next()
1407             }
1408         }
1409     }
1410 }
1411
1412 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1413     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1414     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1415     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1416     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1417         match *self {
1418             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1419                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1420             }
1421             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1422                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1423                 WalkTysIter::Two(a, b)
1424             }
1425             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1426                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1427             }
1428             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1429                 WalkTysIter::None
1430             }
1431             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1432                 let inner = data.skip_binder();
1433                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1434                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1435             }
1436             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1437                 WalkTysIter::One(data)
1438             }
1439             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1440                 WalkTysIter::None
1441             }
1442             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1443                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1444             }
1445             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1446                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1447             }
1448         }
1449     }
1450
1451     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1452         match *self {
1453             Predicate::Trait(ref t) => {
1454                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1455             }
1456             Predicate::Projection(..) |
1457             Predicate::Subtype(..) |
1458             Predicate::RegionOutlives(..) |
1459             Predicate::WellFormed(..) |
1460             Predicate::ObjectSafe(..) |
1461             Predicate::ClosureKind(..) |
1462             Predicate::TypeOutlives(..) |
1463             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1464                 None
1465             }
1466         }
1467     }
1468
1469     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1470         match *self {
1471             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1472                 Some(data)
1473             }
1474             Predicate::Trait(..) |
1475             Predicate::Projection(..) |
1476             Predicate::Subtype(..) |
1477             Predicate::RegionOutlives(..) |
1478             Predicate::WellFormed(..) |
1479             Predicate::ObjectSafe(..) |
1480             Predicate::ClosureKind(..) |
1481             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1482                 None
1483             }
1484         }
1485     }
1486 }
1487
1488 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1489 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1490 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1491 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1492 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1493 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1494 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1495 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1496 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1497 /// their values.
1498 ///
1499 /// Example:
1500 ///
1501 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1502 ///
1503 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1504 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1505 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1506 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1507 #[derive(Clone, Debug)]
1508 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1509     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1510 }
1511
1512 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1513     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1514         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1515     }
1516
1517     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1518         self.predicates.is_empty()
1519     }
1520 }
1521
1522 newtype_index! {
1523     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1524     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1525     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1526     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1527     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1528     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1529     /// new names.
1530     ///
1531     /// To make this more concrete, consider this program:
1532     ///
1533     /// ```
1534     /// struct Foo { }
1535     /// fn bar<T>(x: T) {
1536     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1537     /// }
1538     /// ```
1539     ///
1540     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1541     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1542     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1543     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1544     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1545     /// name it inside the fn type but not outside.
1546     ///
1547     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1548     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1549     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1550     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1551     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1552     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1553     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1554     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1555     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1556     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1557     /// use for checking generic functions.
1558     pub struct UniverseIndex {
1559         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1560     }
1561 }
1562
1563 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1564
1565 impl UniverseIndex {
1566     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1567
1568     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1569     /// is considered to extend all previous universes. This
1570     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1571     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1572     ///
1573     /// ```
1574     /// for<'a> fn(&'a u32)
1575     /// ```
1576     ///
1577     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1578     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1579     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1580     /// `U` because it was not in scope there.
1581     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1582         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1583     }
1584
1585     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1586     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1587     /// `other` (`self >= other`).
1588     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1589         self.private >= other.private
1590     }
1591
1592     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1593     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1594     /// those in `other` (`self < other`).
1595     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1596         self.private < other.private
1597     }
1598 }
1599
1600 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1601 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1602 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1603 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1604 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1605 /// another.
1606 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1607 pub struct Placeholder<T> {
1608     pub universe: UniverseIndex,
1609     pub name: T,
1610 }
1611
1612 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1613     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1614 {
1615     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1616         &self,
1617         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1618         hasher: &mut StableHasher<W>
1619     ) {
1620         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1621         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1622     }
1623 }
1624
1625 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1626
1627 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1628
1629 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1630 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1631 /// particular point.
1632 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1633 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1634     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1635     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1636     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1637     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1638
1639     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1640     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1641     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1642     pub reveal: traits::Reveal,
1643
1644     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1645     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1646     /// solver).
1647     pub def_id: Option<DefId>,
1648 }
1649
1650 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1651     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1652     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1653     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1654     /// type-checking.
1655     #[inline]
1656     pub fn empty() -> Self {
1657         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1658     }
1659
1660     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1661     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1662     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1663     /// environments like codegen or doing optimizations.
1664     ///
1665     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1666     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1667     #[inline]
1668     pub fn reveal_all() -> Self {
1669         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1670     }
1671
1672     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1673     #[inline]
1674     pub fn new(
1675         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1676         reveal: Reveal,
1677         def_id: Option<DefId>
1678     ) -> Self {
1679         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1680     }
1681
1682     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1683     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1684     /// (even for associated types that are specializable). This is
1685     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1686     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1687     /// which is the default.
1688     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1689         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1690     }
1691
1692     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1693     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1694         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1695     }
1696
1697     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1698     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1699     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1700     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1701     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1702     /// invisible.
1703     ///
1704     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1705     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1706     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1707     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1708     /// although the surrounding function is never reachable.
1709     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1710         match self.reveal {
1711             Reveal::UserFacing => {
1712                 ParamEnvAnd {
1713                     param_env: self,
1714                     value,
1715                 }
1716             }
1717
1718             Reveal::All => {
1719                 if value.has_placeholders()
1720                     || value.needs_infer()
1721                     || value.has_param_types()
1722                     || value.has_self_ty()
1723                 {
1724                     ParamEnvAnd {
1725                         param_env: self,
1726                         value,
1727                     }
1728                 } else {
1729                     ParamEnvAnd {
1730                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1731                         value,
1732                     }
1733                 }
1734             }
1735         }
1736     }
1737 }
1738
1739 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1740 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1741     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1742     pub value: T,
1743 }
1744
1745 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1746     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1747         (self.param_env, self.value)
1748     }
1749 }
1750
1751 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1752     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1753 {
1754     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1755                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1756                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1757         let ParamEnvAnd {
1758             ref param_env,
1759             ref value
1760         } = *self;
1761
1762         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1763         value.hash_stable(hcx, hasher);
1764     }
1765 }
1766
1767 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1768 pub struct Destructor {
1769     /// The `DefId` of the destructor method
1770     pub did: DefId,
1771 }
1772
1773 bitflags! {
1774     #[derive(HashStable)]
1775     pub struct AdtFlags: u32 {
1776         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1777         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1778         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1779         /// Indicates whether the ADT is a union.
1780         const IS_UNION            = 1 << 1;
1781         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1782         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1783         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1784         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1785         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1786         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1787         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1788         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1789         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1790         const IS_BOX              = 1 << 6;
1791         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1792         const IS_ARC              = 1 << 7;
1793         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1794         const IS_RC               = 1 << 8;
1795         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1796         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1797         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1798     }
1799 }
1800
1801 bitflags! {
1802     #[derive(HashStable)]
1803     pub struct VariantFlags: u32 {
1804         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1805         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1806         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1807     }
1808 }
1809
1810 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1811 #[derive(Debug)]
1812 pub struct VariantDef {
1813     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1814     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1815     pub def_id: DefId,
1816     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1817     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1818     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1819     /// Variant or struct name.
1820     pub ident: Ident,
1821     /// Discriminant of this variant.
1822     pub discr: VariantDiscr,
1823     /// Fields of this variant.
1824     pub fields: Vec<FieldDef>,
1825     /// Type of constructor of variant.
1826     pub ctor_kind: CtorKind,
1827     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1828     flags: VariantFlags,
1829     /// Recovered?
1830     pub recovered: bool,
1831 }
1832
1833 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1834     /// Creates a new `VariantDef`.
1835     ///
1836     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1837     /// represents an enum variant).
1838     ///
1839     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1840     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1841     ///
1842     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1843     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1844     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1845     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1846     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1847     ///
1848     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1849     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1850     pub fn new(
1851         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1852         ident: Ident,
1853         variant_did: Option<DefId>,
1854         ctor_def_id: Option<DefId>,
1855         discr: VariantDiscr,
1856         fields: Vec<FieldDef>,
1857         ctor_kind: CtorKind,
1858         adt_kind: AdtKind,
1859         parent_did: DefId,
1860         recovered: bool,
1861     ) -> Self {
1862         debug!(
1863             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1864              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1865              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1866         );
1867
1868         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1869         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, "non_exhaustive") {
1870             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1871             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1872         }
1873
1874         VariantDef {
1875             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1876             ctor_def_id,
1877             ident,
1878             discr,
1879             fields,
1880             ctor_kind,
1881             flags,
1882             recovered,
1883         }
1884     }
1885
1886     /// Is this field list non-exhaustive?
1887     #[inline]
1888     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1889         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1890     }
1891 }
1892
1893 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1894     def_id,
1895     ctor_def_id,
1896     ident -> (ident.name),
1897     discr,
1898     fields,
1899     ctor_kind,
1900     flags,
1901     recovered
1902 });
1903
1904 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1905 pub enum VariantDiscr {
1906     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1907     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1908     Explicit(DefId),
1909
1910     /// The previous variant's discriminant plus one.
1911     /// For efficiency reasons, the distance from the
1912     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1913     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1914     Relative(u32),
1915 }
1916
1917 #[derive(Debug, HashStable)]
1918 pub struct FieldDef {
1919     pub did: DefId,
1920     #[stable_hasher(project(name))]
1921     pub ident: Ident,
1922     pub vis: Visibility,
1923 }
1924
1925 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1926 ///
1927 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1928 pub struct AdtDef {
1929     /// `DefId` of the struct, enum or union item.
1930     pub did: DefId,
1931     /// Variants of the ADT. If this is a struct or enum, then there will be a single variant.
1932     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1933     /// Flags of the ADT (e.g. is this a struct? is this non-exhaustive?)
1934     flags: AdtFlags,
1935     /// Repr options provided by the user.
1936     pub repr: ReprOptions,
1937 }
1938
1939 impl PartialOrd for AdtDef {
1940     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1941         Some(self.cmp(&other))
1942     }
1943 }
1944
1945 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1946 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1947 impl Ord for AdtDef {
1948     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1949         self.did.cmp(&other.did)
1950     }
1951 }
1952
1953 impl PartialEq for AdtDef {
1954     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1955     #[inline]
1956     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1957 }
1958
1959 impl Eq for AdtDef {}
1960
1961 impl Hash for AdtDef {
1962     #[inline]
1963     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1964         (self as *const AdtDef).hash(s)
1965     }
1966 }
1967
1968 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1969     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1970         self.did.encode(s)
1971     }
1972 }
1973
1974 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1975
1976
1977 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1978     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1979                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1980                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1981         thread_local! {
1982             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1983         }
1984
1985         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1986             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1987             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1988                 let ty::AdtDef {
1989                     did,
1990                     ref variants,
1991                     ref flags,
1992                     ref repr,
1993                 } = *self;
1994
1995                 let mut hasher = StableHasher::new();
1996                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1997                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1998                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1999                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2000
2001                 hasher.finish()
2002            })
2003         });
2004
2005         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2006     }
2007 }
2008
2009 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2010 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2011
2012 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2013     fn into(self) -> DataTypeKind {
2014         match self {
2015             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2016             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2017             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2018         }
2019     }
2020 }
2021
2022 bitflags! {
2023     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2024     pub struct ReprFlags: u8 {
2025         const IS_C               = 1 << 0;
2026         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2027         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2028         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2029         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2030
2031         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2032         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2033                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2034                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2035     }
2036 }
2037
2038 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2039     bits
2040 });
2041
2042 /// Represents the repr options provided by the user,
2043 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2044 pub struct ReprOptions {
2045     pub int: Option<attr::IntType>,
2046     pub align: u32,
2047     pub pack: u32,
2048     pub flags: ReprFlags,
2049 }
2050
2051 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2052     align,
2053     pack,
2054     int,
2055     flags
2056 });
2057
2058 impl ReprOptions {
2059     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2060         let mut flags = ReprFlags::empty();
2061         let mut size = None;
2062         let mut max_align = 0;
2063         let mut min_pack = 0;
2064         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2065             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2066                 flags.insert(match r {
2067                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2068                     attr::ReprPacked(pack) => {
2069                         min_pack = if min_pack > 0 {
2070                             cmp::min(pack, min_pack)
2071                         } else {
2072                             pack
2073                         };
2074                         ReprFlags::empty()
2075                     },
2076                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2077                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2078                     attr::ReprInt(i) => {
2079                         size = Some(i);
2080                         ReprFlags::empty()
2081                     },
2082                     attr::ReprAlign(align) => {
2083                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2084                         ReprFlags::empty()
2085                     },
2086                 });
2087             }
2088         }
2089
2090         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2091         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2092             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2093         }
2094         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2095     }
2096
2097     #[inline]
2098     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2099     #[inline]
2100     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2101     #[inline]
2102     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2103     #[inline]
2104     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2105     #[inline]
2106     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2107
2108     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2109         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2110     }
2111
2112     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2113     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2114     /// single pointer.
2115     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2116         self.c() || self.int.is_some()
2117     }
2118
2119     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2120     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2121     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2122         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.pack == 1 ||
2123             self.int.is_some()
2124     }
2125
2126     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2127     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2128         self.c()
2129     }
2130
2131 }
2132
2133 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2134     /// Creates a new `AdtDef`.
2135     fn new(
2136         tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2137         did: DefId,
2138         kind: AdtKind,
2139         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2140         repr: ReprOptions
2141     ) -> Self {
2142         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2143         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2144
2145         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
2146             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2147             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2148         }
2149         flags |= match kind {
2150             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2151             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2152             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2153         };
2154
2155         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2156             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2157         }
2158
2159         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2160         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
2161             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2162         }
2163         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2164             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2165         }
2166         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2167             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2168         }
2169         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2170             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2171         }
2172         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2173             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2174         }
2175
2176         AdtDef {
2177             did,
2178             variants,
2179             flags,
2180             repr,
2181         }
2182     }
2183
2184     /// Returns `true` if this is a struct.
2185     #[inline]
2186     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2187         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2188     }
2189
2190     /// Returns `true` if this is a union.
2191     #[inline]
2192     pub fn is_union(&self) -> bool {
2193         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2194     }
2195
2196     /// Returns `true` if this is a enum.
2197     #[inline]
2198     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2199         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2200     }
2201
2202     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2203     #[inline]
2204     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2205         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2206     }
2207
2208     /// Returns the kind of the ADT.
2209     #[inline]
2210     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2211         if self.is_enum() {
2212             AdtKind::Enum
2213         } else if self.is_union() {
2214             AdtKind::Union
2215         } else {
2216             AdtKind::Struct
2217         }
2218     }
2219
2220     /// Returns a description of this abstract data type.
2221     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2222         match self.adt_kind() {
2223             AdtKind::Struct => "struct",
2224             AdtKind::Union => "union",
2225             AdtKind::Enum => "enum",
2226         }
2227     }
2228
2229     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2230     #[inline]
2231     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2232         match self.adt_kind() {
2233             AdtKind::Struct => "struct",
2234             AdtKind::Union => "union",
2235             AdtKind::Enum => "variant",
2236         }
2237     }
2238
2239     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2240     #[inline]
2241     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2242         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2243     }
2244
2245     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2246     /// of coherence checking.
2247     #[inline]
2248     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2249         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2250     }
2251
2252     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2253     #[inline]
2254     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2255         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2256     }
2257
2258     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2259     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2260         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2261     }
2262
2263     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2264     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2265         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2266     }
2267
2268     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2269     #[inline]
2270     pub fn is_box(&self) -> bool {
2271         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2272     }
2273
2274     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2275     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2276         self.destructor(tcx).is_some()
2277     }
2278
2279     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2280     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2281         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2282         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2283     }
2284
2285     #[inline]
2286     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Lrc<GenericPredicates<'gcx>> {
2287         tcx.predicates_of(self.did)
2288     }
2289
2290     /// Returns an iterator over all fields contained
2291     /// by this ADT.
2292     #[inline]
2293     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2294         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2295     }
2296
2297     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2298         !self.variants.is_empty() &&
2299             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2300     }
2301
2302     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2303         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2304             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2305     }
2306
2307     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2308         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2309             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2310     }
2311
2312     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2313         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2314             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2315     }
2316
2317     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2318         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2319             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2320     }
2321
2322     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
2323         match def {
2324             Def::Variant(vid) => self.variant_with_id(vid),
2325             Def::Ctor(cid, ..) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2326             Def::Struct(..) | Def::Union(..) |
2327             Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) | Def::SelfTy(..) |
2328             Def::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2329             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
2330         }
2331     }
2332
2333     #[inline]
2334     pub fn eval_explicit_discr(
2335         &self,
2336         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2337         expr_did: DefId,
2338     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2339         let param_env = ParamEnv::empty();
2340         let repr_type = self.repr.discr_type();
2341         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2342         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2343         let cid = GlobalId {
2344             instance,
2345             promoted: None
2346         };
2347         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2348             Ok(val) => {
2349                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2350                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2351                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2352                     Some(Discr {
2353                         val: b,
2354                         ty: val.ty,
2355                     })
2356                 } else {
2357                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2358                     crate::mir::interpret::struct_error(
2359                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2360                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2361                     ).emit();
2362                     None
2363                 }
2364             }
2365             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2366                 if !expr_did.is_local() {
2367                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2368                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2369                          in its crate but failed locally");
2370                 }
2371                 None
2372             }
2373             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2374                 tcx.def_span(expr_did),
2375                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2376             ),
2377         }
2378     }
2379
2380     #[inline]
2381     pub fn discriminants(
2382         &'a self,
2383         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2384     ) -> impl Iterator<Item=(VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2385         let repr_type = self.repr.discr_type();
2386         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2387         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2388         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2389             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2390             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2391                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2392                     discr = new_discr;
2393                 }
2394             }
2395             prev_discr = Some(discr);
2396
2397             (i, discr)
2398         })
2399     }
2400
2401     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2402     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2403     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2404     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2405     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2406     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2407                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2408                                     variant_index: VariantIdx)
2409                                     -> Discr<'tcx> {
2410         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2411         let explicit_value = val
2412             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2413             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2414         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2415     }
2416
2417     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2418     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2419     /// inferred discriminant directly.
2420     pub fn discriminant_def_for_variant(
2421         &self,
2422         variant_index: VariantIdx,
2423     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2424         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2425         let expr_did;
2426         loop {
2427             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2428                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2429                     expr_did = None;
2430                     break;
2431                 },
2432                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2433                     explicit_index -= distance;
2434                 }
2435                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2436                     expr_did = Some(did);
2437                     break;
2438                 }
2439             }
2440         }
2441         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2442     }
2443
2444     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2445         tcx.adt_destructor(self.did)
2446     }
2447
2448     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2449     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2450     ///
2451     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2452     /// actually more expressive than checking all members:
2453     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2454     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2455     ///
2456     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2457     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2458     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2459         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2460     }
2461
2462     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2463                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2464                                ty: Ty<'tcx>)
2465                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2466         let result = match ty.sty {
2467             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2468             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2469             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2470                 vec![]
2471             }
2472
2473             Str |
2474             Dynamic(..) |
2475             Slice(_) |
2476             Foreign(..) |
2477             Error |
2478             GeneratorWitness(..) => {
2479                 // these are never sized - return the target type
2480                 vec![ty]
2481             }
2482
2483             Tuple(ref tys) => {
2484                 match tys.last() {
2485                     None => vec![],
2486                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty)
2487                 }
2488             }
2489
2490             Adt(adt, substs) => {
2491                 // recursive case
2492                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2493                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2494                        ty, adt_tys);
2495                 adt_tys.iter()
2496                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2497                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2498                        .collect()
2499             }
2500
2501             Projection(..) | Opaque(..) => {
2502                 // must calculate explicitly.
2503                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2504                 vec![ty]
2505             }
2506
2507             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2508
2509             Param(..) => {
2510                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2511                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2512                 // it on the impl.
2513
2514                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2515                     Some(x) => x,
2516                     _ => return vec![ty]
2517                 };
2518                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2519                     def_id: sized_trait,
2520                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2521                 }).to_predicate();
2522                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2523                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2524                     vec![]
2525                 } else {
2526                     vec![ty]
2527                 }
2528             }
2529
2530             Placeholder(..) |
2531             Bound(..) |
2532             Infer(..) => {
2533                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2534                      ty)
2535             }
2536         };
2537         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2538         result
2539     }
2540 }
2541
2542 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2543     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2544         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2545     }
2546 }
2547
2548 /// Represents the various closure traits in the language. This
2549 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2550 /// desugaring) argument that the closure expects.
2551 ///
2552 /// You can get the environment type of a closure using
2553 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2554 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2555          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2556 pub enum ClosureKind {
2557     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2558     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2559     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2560     Fn,
2561     FnMut,
2562     FnOnce,
2563 }
2564
2565 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2566     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2567     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2568
2569     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2570         match *self {
2571             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2572             ClosureKind::FnMut => {
2573                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2574             }
2575             ClosureKind::FnOnce => {
2576                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2577             }
2578         }
2579     }
2580
2581     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2582     /// must also implement `other`.
2583     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2584         match (self, other) {
2585             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2586             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2587             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2588             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2589             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2590             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2591             _ => false,
2592         }
2593     }
2594
2595     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2596     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2597     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2598         match self {
2599             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2600             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2601             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2602         }
2603     }
2604 }
2605
2606 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2607     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2608     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2609     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2610     /// structs or variants. For example:
2611     ///
2612     /// ```notrust
2613     /// isize => { isize }
2614     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2615     /// [isize] => { [isize], isize }
2616     /// ```
2617     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2618         TypeWalker::new(self)
2619     }
2620
2621     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2622     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2623     /// (but not `i32`, like `walk`).
2624     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2625         walk::walk_shallow(self)
2626     }
2627
2628     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2629     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2630     /// children of the current type are ignored.
2631     ///
2632     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2633     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2634         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2635     {
2636         let mut walker = self.walk();
2637         while let Some(ty) = walker.next() {
2638             if !f(ty) {
2639                 walker.skip_current_subtree();
2640             }
2641         }
2642     }
2643 }
2644
2645 impl BorrowKind {
2646     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2647         match m {
2648             hir::MutMutable => MutBorrow,
2649             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2650         }
2651     }
2652
2653     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2654     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2655     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2656     /// question.
2657     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2658         match self {
2659             MutBorrow => hir::MutMutable,
2660             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2661
2662             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2663             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2664             // and hence is a safe "over approximation".
2665             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2666         }
2667     }
2668
2669     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2670         match *self {
2671             MutBorrow => "mutable",
2672             ImmBorrow => "immutable",
2673             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2674         }
2675     }
2676 }
2677
2678 #[derive(Debug, Clone)]
2679 pub enum Attributes<'gcx> {
2680     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2681     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2682 }
2683
2684 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2685     type Target = [ast::Attribute];
2686
2687     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2688         match self {
2689             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2690             &Attributes::Borrowed(data) => data
2691         }
2692     }
2693 }
2694
2695 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2696 pub enum ImplOverlapKind {
2697     /// These impls are always allowed to overlap.
2698     Permitted,
2699     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2700     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2701     ///
2702     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2703     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2704     ///
2705     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2706     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2707     ///
2708     /// ```
2709     /// trait Trait {}
2710     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2711     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2712     /// ```
2713     ///
2714     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2715     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2716     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2717     /// overlapping impls for it is sound.
2718     ///
2719     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2720     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2721     /// it has the following restrictions:
2722     ///
2723     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2724     /// positive impls.
2725     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2726     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2727     /// marker traits.
2728     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2729     ///
2730     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2731     Issue33140
2732 }
2733
2734 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2735     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2736         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2737     }
2738
2739     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2740     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2741     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2742     pub fn body_owners(
2743         self,
2744     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2745         self.hir().krate()
2746                   .body_ids
2747                   .iter()
2748                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2749     }
2750
2751     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2752         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2753             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2754         });
2755     }
2756
2757     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2758         match self.hir().find(id) {
2759             Some(Node::Expr(e)) => {
2760                 e.span
2761             }
2762             Some(f) => {
2763                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2764             }
2765             None => {
2766                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2767             }
2768         }
2769     }
2770
2771     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2772         self.associated_items(id)
2773             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2774             .collect()
2775     }
2776
2777     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2778         self.associated_items(did).any(|item| {
2779             item.relevant_for_never()
2780         })
2781     }
2782
2783     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2784         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2785             match self.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
2786                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2787                 _ => false,
2788             }
2789         } else {
2790             match self.describe_def(def_id).expect("no def for def-id") {
2791                 Def::AssociatedConst(_) | Def::Method(_) | Def::AssociatedTy(_) => true,
2792                 _ => false,
2793             }
2794         };
2795
2796         if is_associated_item {
2797             Some(self.associated_item(def_id))
2798         } else {
2799             None
2800         }
2801     }
2802
2803     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2804                                            parent_def_id: DefId,
2805                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2806                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2807                                            -> AssociatedItem {
2808         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2809         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2810             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2811             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2812                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2813             }
2814             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2815             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2816         };
2817
2818         AssociatedItem {
2819             ident: trait_item_ref.ident,
2820             kind,
2821             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2822             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2823             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2824             def_id,
2825             container: TraitContainer(parent_def_id),
2826             method_has_self_argument: has_self
2827         }
2828     }
2829
2830     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2831                                           parent_def_id: DefId,
2832                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2833                                           -> AssociatedItem {
2834         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2835         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2836             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2837             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2838                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2839             }
2840             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2841             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2842         };
2843
2844         AssociatedItem {
2845             ident: impl_item_ref.ident,
2846             kind,
2847             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2848             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2849             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2850             def_id,
2851             container: ImplContainer(parent_def_id),
2852             method_has_self_argument: has_self
2853         }
2854     }
2855
2856     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2857         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2858     }
2859
2860     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2861         variant.fields.iter().position(|field| {
2862             self.adjust_ident(ident, variant.def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == field.ident.modern()
2863         })
2864     }
2865
2866     pub fn associated_items(
2867         self,
2868         def_id: DefId,
2869     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2870         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2871         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2872         // in place, so we use a hand-written iterator.
2873         //
2874         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2875         AssociatedItemsIterator {
2876             tcx: self,
2877             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2878             next_index: 0,
2879         }
2880     }
2881
2882     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2883     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2884     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2885                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2886     {
2887         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2888             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2889                 .map_or(false, |trait_ref| {
2890                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2891                 });
2892             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2893                 .map_or(false, |trait_ref| {
2894                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2895                 });
2896             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2897                 && trait1_is_empty
2898                 && trait2_is_empty
2899         } else {
2900             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2901                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2902                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2903             };
2904             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2905                 && is_marker_impl(def_id1)
2906                 && is_marker_impl(def_id2)
2907         };
2908
2909         if is_legit {
2910             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2911                   def_id1, def_id2);
2912             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2913         } else {
2914             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2915                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2916                     if self_ty1 == self_ty2 {
2917                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2918                                def_id1, def_id2);
2919                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2920                     } else {
2921                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2922                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2923                     }
2924                 }
2925             }
2926
2927             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2928                   def_id1, def_id2);
2929             None
2930         }
2931     }
2932
2933     // Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2934     // or variant or their constructors, panics otherwise.
2935     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2936         match def {
2937             Def::Variant(did) => {
2938                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2939                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2940             }
2941             Def::Struct(did) | Def::Union(did) => {
2942                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2943             }
2944             Def::Ctor(variant_ctor_did, CtorOf::Variant, ..) => {
2945                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2946                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2947                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2948             }
2949             Def::Ctor(ctor_did, CtorOf::Struct, ..) => {
2950                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2951                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2952             }
2953             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2954         }
2955     }
2956
2957     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2958         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2959             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2960         } else {
2961             let def_key = self.def_key(id);
2962             match def_key.disambiguated_data.data {
2963                 // The name of a constructor is that of its parent.
2964                 hir_map::DefPathData::Ctor =>
2965                     self.item_name(DefId {
2966                         krate: id.krate,
2967                         index: def_key.parent.unwrap()
2968                     }),
2969                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2970                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2971                 }),
2972             }
2973         }
2974     }
2975
2976     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2977     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
2978                         -> &'gcx Mir<'gcx>
2979     {
2980         match instance {
2981             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2982                 self.optimized_mir(did)
2983             }
2984             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2985             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2986             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2987             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2988             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2989             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
2990             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
2991                 self.mir_shims(instance)
2992             }
2993         }
2994     }
2995
2996     /// Gets the attributes of a definition.
2997     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
2998         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
2999             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs_by_hir_id(id))
3000         } else {
3001             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3002         }
3003     }
3004
3005     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3006     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
3007         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3008     }
3009
3010     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3011     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3012         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3013     }
3014
3015     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3016         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3017     }
3018
3019     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3020     /// If it implements no trait, returns `None`.
3021     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3022         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3023     }
3024
3025     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3026     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3027     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3028         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3029             if let Some(Def::Method(_)) = self.describe_def(def_id) {
3030                 Some(self.associated_item(def_id))
3031             } else {
3032                 None
3033             }
3034         } else {
3035             self.opt_associated_item(def_id)
3036         };
3037
3038         item.and_then(|trait_item|
3039             match trait_item.container {
3040                 TraitContainer(_) => None,
3041                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3042             }
3043         )
3044     }
3045
3046     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3047     /// with the name of the crate containing the impl.
3048     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3049         if impl_did.is_local() {
3050             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3051             Ok(self.hir().span_by_hir_id(hir_id))
3052         } else {
3053             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3054         }
3055     }
3056
3057     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3058     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3059     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3060     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3061         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == def_name.modern()
3062     }
3063
3064     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId) -> (Ident, DefId) {
3065         ident = ident.modern();
3066         let target_expansion = match scope.krate {
3067             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3068             _ => Mark::root(),
3069         };
3070         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
3071             Some(actual_expansion) =>
3072                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3073             None if block == hir::DUMMY_HIR_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
3074             None => self.hir().get_module_parent_by_hir_id(block),
3075         };
3076         (ident, scope)
3077     }
3078 }
3079
3080 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
3081     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
3082     def_ids: Lrc<Vec<DefId>>,
3083     next_index: usize,
3084 }
3085
3086 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
3087     type Item = AssociatedItem;
3088
3089     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
3090         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3091         self.next_index += 1;
3092         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3093     }
3094 }
3095
3096 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
3097     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: HirId, f: F) -> T where
3098         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
3099     {
3100         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(fid);
3101         match self.freevars(def_id) {
3102             None => f(&[]),
3103             Some(d) => f(&d),
3104         }
3105     }
3106 }
3107
3108 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
3109     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3110     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3111     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(parent_id);
3112     let parent_item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(parent_id);
3113     match parent_item.node {
3114         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3115             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3116                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3117                                                                         impl_item_ref);
3118                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3119                 return assoc_item;
3120             }
3121         }
3122
3123         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3124             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3125                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3126                                                                          &parent_item.vis,
3127                                                                          trait_item_ref);
3128                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3129                 return assoc_item;
3130             }
3131         }
3132
3133         _ => { }
3134     }
3135
3136     span_bug!(parent_item.span,
3137               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3138               parent_item.node)
3139 }
3140
3141 #[derive(Clone, HashStable)]
3142 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3143
3144 /// Calculates the `Sized` constraint.
3145 ///
3146 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3147 ///     - an obviously-unsized type
3148 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3149 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3150 ///       such.
3151 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3152 ///       check should catch this case.
3153 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3154                                   def_id: DefId)
3155                                   -> AdtSizedConstraint<'tcx> {
3156     let def = tcx.adt_def(def_id);
3157
3158     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3159         v.fields.last()
3160     }).flat_map(|f| {
3161         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3162     }));
3163
3164     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3165
3166     AdtSizedConstraint(result)
3167 }
3168
3169 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3170                                      def_id: DefId)
3171                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
3172     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3173     let item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(id);
3174     let vec: Vec<_> = match item.node {
3175         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3176             trait_item_refs.iter()
3177                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3178                            .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3179                            .collect()
3180         }
3181         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3182             impl_item_refs.iter()
3183                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3184                           .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3185                           .collect()
3186         }
3187         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => vec![],
3188         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3189     };
3190     Lrc::new(vec)
3191 }
3192
3193 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3194     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3195 }
3196
3197 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3198 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3199 /// otherwise, returns `None`.
3200 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3201     tcx.opt_associated_item(def_id)
3202         .and_then(|associated_item| {
3203             match associated_item.container {
3204                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3205                 ImplContainer(_) => None
3206             }
3207         })
3208 }
3209
3210 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3211 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3212     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3213         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
3214             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3215                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3216             }
3217         }
3218     }
3219     None
3220 }
3221
3222 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3223 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3224                        def_id: DefId)
3225                        -> ParamEnv<'tcx>
3226 {
3227     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3228     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3229         return param_env(tcx, parent);
3230     }
3231     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3232
3233     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3234         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3235
3236     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3237     // case they contain any associated type projections. This process
3238     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3239     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3240     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3241     // right to me, because constructing the environment feels like a
3242     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3243     // a better place. In practice, we construct environments for
3244     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3245     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3246     // sure that this will succeed without errors anyway.
3247
3248     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3249         tcx.intern_predicates(&predicates),
3250         traits::Reveal::UserFacing,
3251         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3252     );
3253
3254     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3255         tcx.hir().maybe_body_owned_by_by_hir_id(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3256     });
3257     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3258     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3259 }
3260
3261 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3262                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3263     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3264     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3265 }
3266
3267 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3268                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3269     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3270     tcx.crate_name.clone()
3271 }
3272
3273 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3274                         crate_num: CrateNum)
3275                         -> Svh {
3276     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3277     tcx.hir().crate_hash
3278 }
3279
3280 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3281                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3282                                         -> usize {
3283     match instance_def {
3284         InstanceDef::Item(..) |
3285         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3286             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3287             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3288         },
3289         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3290         _ => 1
3291     }
3292 }
3293
3294 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3295 ///
3296 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3297 fn issue33140_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3298                                 def_id: DefId)
3299                                 -> Option<Ty<'tcx>>
3300 {
3301     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3302
3303     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3304         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3305     });
3306
3307     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3308
3309     let is_marker_like =
3310         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3311         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3312
3313     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3314     if !is_marker_like {
3315         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3316         return None;
3317     }
3318
3319     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3320     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3321         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3322         return None;
3323     }
3324
3325     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3326     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3327         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3328         return None;
3329     }
3330
3331     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3332     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3333         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3334         _ => false
3335     };
3336
3337     if self_ty_matches {
3338         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3339         Some(self_ty)
3340     } else {
3341         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3342         None
3343     }
3344 }
3345
3346 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3347     context::provide(providers);
3348     erase_regions::provide(providers);
3349     layout::provide(providers);
3350     util::provide(providers);
3351     constness::provide(providers);
3352     *providers = ty::query::Providers {
3353         associated_item,
3354         associated_item_def_ids,
3355         adt_sized_constraint,
3356         def_span,
3357         param_env,
3358         trait_of_item,
3359         crate_disambiguator,
3360         original_crate_name,
3361         crate_hash,
3362         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3363         instance_def_size_estimate,
3364         issue33140_self_ty,
3365         ..*providers
3366     };
3367 }
3368
3369 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3370 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3371 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3372 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3373 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3374 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3375 pub struct CrateInherentImpls {
3376     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
3377 }
3378
3379 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3380 pub struct SymbolName {
3381     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3382     // this be a `&'tcx str`.
3383     pub name: InternedString
3384 }
3385
3386 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3387     name
3388 });
3389
3390 impl SymbolName {
3391     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3392         SymbolName {
3393             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
3394         }
3395     }
3396
3397     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3398         self.name.as_str()
3399     }
3400 }
3401
3402 impl fmt::Display for SymbolName {
3403     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3404         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3405     }
3406 }
3407
3408 impl fmt::Debug for SymbolName {
3409     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3410         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3411     }
3412 }