]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
ignore-tidy-filelength on all files with greater than 3000 lines
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 #![allow(usage_of_ty_tykind)]
4
5 pub use self::Variance::*;
6 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
7 pub use self::BorrowKind::*;
8 pub use self::IntVarValue::*;
9 pub use self::fold::TypeFoldable;
10
11 use crate::hir::{map as hir_map, FreevarMap, GlobMap, TraitMap};
12 use crate::hir::{HirId, Node};
13 use crate::hir::def::{Def, CtorOf, CtorKind, ExportMap};
14 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
15 use rustc_data_structures::svh::Svh;
16 use rustc_macros::HashStable;
17 use crate::ich::Fingerprint;
18 use crate::ich::StableHashingContext;
19 use crate::infer::canonical::Canonical;
20 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
21 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
22 use crate::mir::Mir;
23 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
24 use crate::mir::GeneratorLayout;
25 use crate::session::CrateDisambiguator;
26 use crate::traits::{self, Reveal};
27 use crate::ty;
28 use crate::ty::layout::VariantIdx;
29 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
30 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
31 use crate::ty::walk::TypeWalker;
32 use crate::util::captures::Captures;
33 use crate::util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
34 use arena::SyncDroplessArena;
35 use crate::session::DataTypeKind;
36
37 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
38 use std::cell::RefCell;
39 use std::cmp::{self, Ordering};
40 use std::fmt;
41 use std::hash::{Hash, Hasher};
42 use std::ops::Deref;
43 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
44 use std::slice;
45 use std::{mem, ptr};
46 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
47 use syntax::attr;
48 use syntax::ext::hygiene::Mark;
49 use syntax::symbol::{keywords, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
50 use syntax_pos::Span;
51
52 use smallvec;
53 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
54 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
55                                            HashStable};
56
57 use crate::hir;
58
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
61 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
63 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
64 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
65 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
66 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
67 pub use self::sty::RegionKind;
68 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
69 pub use self::sty::BoundRegion::*;
70 pub use self::sty::InferTy::*;
71 pub use self::sty::RegionKind::*;
72 pub use self::sty::TyKind::*;
73
74 pub use self::binding::BindingMode;
75 pub use self::binding::BindingMode::*;
76
77 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
78 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
79 pub use self::context::{
80     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
81     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
82 };
83
84 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
85
86 pub use self::trait_def::TraitDef;
87
88 pub use self::query::queries;
89
90 pub mod adjustment;
91 pub mod binding;
92 pub mod cast;
93 #[macro_use]
94 pub mod codec;
95 mod constness;
96 pub mod error;
97 mod erase_regions;
98 pub mod fast_reject;
99 pub mod fold;
100 pub mod inhabitedness;
101 pub mod layout;
102 pub mod _match;
103 pub mod outlives;
104 pub mod print;
105 pub mod query;
106 pub mod relate;
107 pub mod steal;
108 pub mod subst;
109 pub mod trait_def;
110 pub mod walk;
111 pub mod wf;
112 pub mod util;
113
114 mod context;
115 mod flags;
116 mod instance;
117 mod structural_impls;
118 mod sty;
119
120 // Data types
121
122 #[derive(Clone)]
123 pub struct Resolutions {
124     pub freevars: FreevarMap,
125     pub trait_map: TraitMap,
126     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
127     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
128     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
129     pub glob_map: GlobMap,
130     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
131     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
132     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
133 }
134
135 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
136 pub enum AssociatedItemContainer {
137     TraitContainer(DefId),
138     ImplContainer(DefId),
139 }
140
141 impl AssociatedItemContainer {
142     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
143     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
144     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
145         match *self {
146             TraitContainer(id) => id,
147             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
148         }
149     }
150
151     pub fn id(&self) -> DefId {
152         match *self {
153             TraitContainer(id) => id,
154             ImplContainer(id) => id,
155         }
156     }
157 }
158
159 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
160 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
161 /// bounds / where-clauses).
162 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
163 pub struct ImplHeader<'tcx> {
164     pub impl_def_id: DefId,
165     pub self_ty: Ty<'tcx>,
166     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
167     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
168 }
169
170 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
171 pub struct AssociatedItem {
172     pub def_id: DefId,
173     #[stable_hasher(project(name))]
174     pub ident: Ident,
175     pub kind: AssociatedKind,
176     pub vis: Visibility,
177     pub defaultness: hir::Defaultness,
178     pub container: AssociatedItemContainer,
179
180     /// Whether this is a method with an explicit self
181     /// as its first argument, allowing method calls.
182     pub method_has_self_argument: bool,
183 }
184
185 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
186 pub enum AssociatedKind {
187     Const,
188     Method,
189     Existential,
190     Type
191 }
192
193 impl AssociatedItem {
194     pub fn def(&self) -> Def {
195         match self.kind {
196             AssociatedKind::Const => Def::AssociatedConst(self.def_id),
197             AssociatedKind::Method => Def::Method(self.def_id),
198             AssociatedKind::Type => Def::AssociatedTy(self.def_id),
199             AssociatedKind::Existential => Def::AssociatedExistential(self.def_id),
200         }
201     }
202
203     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
204     /// for !
205     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
206         match self.kind {
207             AssociatedKind::Existential |
208             AssociatedKind::Const |
209             AssociatedKind::Type => true,
210             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
211             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
212         }
213     }
214
215     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: &TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
216         match self.kind {
217             ty::AssociatedKind::Method => {
218                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
219                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
220                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
221                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
222                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
223             }
224             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
225             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
226             ty::AssociatedKind::Const => {
227                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
228             }
229         }
230     }
231 }
232
233 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
234 pub enum Visibility {
235     /// Visible everywhere (including in other crates).
236     Public,
237     /// Visible only in the given crate-local module.
238     Restricted(DefId),
239     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
240     Invisible,
241 }
242
243 pub trait DefIdTree: Copy {
244     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
245
246     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
247         if descendant.krate != ancestor.krate {
248             return false;
249         }
250
251         while descendant != ancestor {
252             match self.parent(descendant) {
253                 Some(parent) => descendant = parent,
254                 None => return false,
255             }
256         }
257         true
258     }
259 }
260
261 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
262     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
263         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
264     }
265 }
266
267 impl Visibility {
268     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
269         match visibility.node {
270             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
271             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
272             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
273                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
274                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
275                 Def::Err => Visibility::Public,
276                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
277             },
278             hir::VisibilityKind::Inherited => {
279                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent_by_hir_id(id))
280             }
281         }
282     }
283
284     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
285     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
286         let restriction = match self {
287             // Public items are visible everywhere.
288             Visibility::Public => return true,
289             // Private items from other crates are visible nowhere.
290             Visibility::Invisible => return false,
291             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
292             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
293             Visibility::Restricted(module) => module,
294         };
295
296         tree.is_descendant_of(module, restriction)
297     }
298
299     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
300     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
301         let vis_restriction = match vis {
302             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
303             Visibility::Invisible => return true,
304             Visibility::Restricted(module) => module,
305         };
306
307         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
308     }
309
310     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
311     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
312         match self {
313             Visibility::Public => true,
314             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
315             Visibility::Invisible => false,
316         }
317     }
318 }
319
320 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash, HashStable)]
321 pub enum Variance {
322     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
323     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
324     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
325     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
326 }
327
328 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
329 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
330 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
331 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
332 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
333 /// item.
334 #[derive(HashStable)]
335 pub struct CrateVariancesMap {
336     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
337     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
338     /// entry.
339     pub variances: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Variance>>>,
340
341     /// An empty vector, useful for cloning.
342     #[stable_hasher(ignore)]
343     pub empty_variance: Lrc<Vec<ty::Variance>>,
344 }
345
346 impl Variance {
347     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
348     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
349     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
350     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
351     /// variance with which the argument appears.
352     ///
353     /// Example 1:
354     ///
355     ///     *mut Vec<i32>
356     ///
357     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
358     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
359     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
360     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
361     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
362     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
363     /// (again) in `Invariant`.
364     ///
365     /// Example 2:
366     ///
367     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
368     ///
369     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
370     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
371     /// within which both pointer types appear is
372     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
373     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
374     /// which the first `Vec<i32>` appears is
375     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
376     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
377     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
378     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
379     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
380     ///
381     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
382     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
383     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
384         match (self, v) {
385             // Figure 1, column 1.
386             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
387             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
388             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
389             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
390
391             // Figure 1, column 2.
392             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
393             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
394             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
395             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
396
397             // Figure 1, column 3.
398             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
399
400             // Figure 1, column 4.
401             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
402         }
403     }
404 }
405
406 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
407 // the types of AST nodes.
408 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
409 pub struct CReaderCacheKey {
410     pub cnum: CrateNum,
411     pub pos: usize,
412 }
413
414 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
415 // through the type during type construction, so that we can quickly
416 // check whether the type has various kinds of types in it without
417 // recursing over the type itself.
418 bitflags! {
419     pub struct TypeFlags: u32 {
420         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
421         const HAS_SELF           = 1 << 1;
422         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
423         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
424         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 4;
425
426         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
427         /// determine whether substitition is required, since those
428         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
429         /// hence may be substituted.
430         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
431
432         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
433         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
434         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
435
436         /// Is an error type reachable?
437         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
438         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
439
440         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
441         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
442
443         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
444         /// that are local to a particular fn
445         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
446
447         /// Present if the type belongs in a local type context.
448         /// Only set for Infer other than Fresh.
449         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
450
451         // Is there a projection that does not involve a bound region?
452         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
453         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
454
455         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
456         /// if a global bound is safe to evaluate.
457         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
458
459         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 14;
460
461         const HAS_CT_INFER = 1 << 15;
462
463         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
464                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
465                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
466
467         /// Flags representing the nominal content of a type,
468         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
469         /// flag, it should be added here too.
470         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
472                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
478                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
481                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
482                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
483                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
484                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits;
485     }
486 }
487
488 pub struct TyS<'tcx> {
489     pub sty: TyKind<'tcx>,
490     pub flags: TypeFlags,
491
492     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
493     /// binder such that
494     ///
495     /// (a) the binder itself captures nothing but
496     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
497     ///     by some sub-binder.
498     ///
499     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
500     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
501     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
502     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
503     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
504     /// by an inner binder.
505     ///
506     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
507     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
508     /// (exclusive).
509     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
510 }
511
512 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
513 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
514 static_assert!(MEM_SIZE_OF_TY_S: ::std::mem::size_of::<TyS<'_>>() == 32);
515
516 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
517     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
518         self.sty.cmp(&other.sty)
519     }
520 }
521
522 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
523     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
524         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
525     }
526 }
527
528 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
529     #[inline]
530     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
531         ptr::eq(self, other)
532     }
533 }
534 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
535
536 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
537     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
538         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
539     }
540 }
541
542 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
543     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
544         match self.sty {
545             TyKind::Bool |
546             TyKind::Char |
547             TyKind::Int(_) |
548             TyKind::Uint(_) |
549             TyKind::Float(_) |
550             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
551             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
552             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
553             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
554             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
555             _ => false,
556         }
557     }
558
559     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
560         match self.sty {
561             TyKind::Opaque(..) |
562             TyKind::FnDef(..) |
563             TyKind::FnPtr(..) |
564             TyKind::Dynamic(..) |
565             TyKind::Closure(..) |
566             TyKind::Infer(..) |
567             TyKind::Projection(..) => false,
568             _ => true,
569         }
570     }
571 }
572
573 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
574     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
575                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
576                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
577         let ty::TyS {
578             ref sty,
579
580             // The other fields just provide fast access to information that is
581             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
582             flags: _,
583
584             outer_exclusive_binder: _,
585         } = *self;
586
587         sty.hash_stable(hcx, hasher);
588     }
589 }
590
591 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
592
593 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
594 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
595
596 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
597
598 extern {
599     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
600     type OpaqueListContents;
601 }
602
603 /// A wrapper for slices with the additional invariant
604 /// that the slice is interned and no other slice with
605 /// the same contents can exist in the same context.
606 /// This means we can use pointer for both
607 /// equality comparisons and hashing.
608 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
609 #[repr(C)]
610 pub struct List<T> {
611     len: usize,
612     data: [T; 0],
613     opaque: OpaqueListContents,
614 }
615
616 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
617
618 impl<T: Copy> List<T> {
619     #[inline]
620     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
621         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
622         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
623         assert!(slice.len() != 0);
624
625         // Align up the size of the len (usize) field
626         let align = mem::align_of::<T>();
627         let align_mask = align - 1;
628         let offset = mem::size_of::<usize>();
629         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
630
631         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
632
633         let mem = arena.alloc_raw(
634             size,
635             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
636         unsafe {
637             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
638             // Write the length
639             result.len = slice.len();
640
641             // Write the elements
642             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
643             arena_slice.copy_from_slice(slice);
644
645             result
646         }
647     }
648 }
649
650 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
651     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
652         (**self).fmt(f)
653     }
654 }
655
656 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
657     #[inline]
658     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
659         (**self).encode(s)
660     }
661 }
662
663 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
664     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
665         if self == other { Ordering::Equal } else {
666             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
667         }
668     }
669 }
670
671 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
672     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
673         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
674             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
675         }
676     }
677 }
678
679 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
680     #[inline]
681     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
682         ptr::eq(self, other)
683     }
684 }
685 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
686
687 impl<T> Hash for List<T> {
688     #[inline]
689     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
690         (self as *const List<T>).hash(s)
691     }
692 }
693
694 impl<T> Deref for List<T> {
695     type Target = [T];
696     #[inline(always)]
697     fn deref(&self) -> &[T] {
698         unsafe {
699             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
700         }
701     }
702 }
703
704 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
705     type Item = &'a T;
706     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
707     #[inline(always)]
708     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
709         self[..].iter()
710     }
711 }
712
713 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
714
715 impl<T> List<T> {
716     #[inline(always)]
717     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
718         #[repr(align(64), C)]
719         struct EmptySlice([u8; 64]);
720         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
721         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
722         unsafe {
723             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
724         }
725     }
726 }
727
728 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
729 pub struct UpvarPath {
730     pub hir_id: hir::HirId,
731 }
732
733 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
734 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
735 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
736 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
737 pub struct UpvarId {
738     pub var_path: UpvarPath,
739     pub closure_expr_id: LocalDefId,
740 }
741
742 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
743 pub enum BorrowKind {
744     /// Data must be immutable and is aliasable.
745     ImmBorrow,
746
747     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
748     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
749     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
750     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
751     ///
752     ///    let x: &mut isize = ...;
753     ///    let y = || *x += 5;
754     ///
755     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
756     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
757     ///
758     ///    struct Env { x: & &mut isize }
759     ///    let x: &mut isize = ...;
760     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
761     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
762     ///
763     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
764     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
765     /// an `&mut` borrow:
766     ///
767     ///    struct Env { x: & &mut isize }
768     ///    let x: &mut isize = ...;
769     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
770     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
771     ///
772     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
773     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
774     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
775     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
776     /// borrow is hidden.
777     ///
778     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
779     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
780     /// simplicity, we don't give users the way to express this
781     /// borrow, it's just used when translating closures.
782     UniqueImmBorrow,
783
784     /// Data is mutable and not aliasable.
785     MutBorrow
786 }
787
788 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
789 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
790 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
791 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
792     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
793     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
794     /// depending on inference.
795     ByValue,
796
797     /// Upvar is captured by reference.
798     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
799 }
800
801 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
802 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
803     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
804     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
805     /// syntax.
806     pub kind: BorrowKind,
807
808     /// Region of the resulting reference.
809     pub region: ty::Region<'tcx>,
810 }
811
812 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, Vec<UpvarId>>;
813 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
814
815 #[derive(Copy, Clone)]
816 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
817     pub def: Def,
818     pub span: Span,
819     pub ty: Ty<'tcx>,
820 }
821
822 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
823 pub enum IntVarValue {
824     IntType(ast::IntTy),
825     UintType(ast::UintTy),
826 }
827
828 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
829 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
830
831 impl ty::EarlyBoundRegion {
832     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
833         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
834     }
835
836     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
837     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
838     pub fn has_name(&self) -> bool {
839         self.name != keywords::UnderscoreLifetime.name().as_interned_str()
840     }
841 }
842
843 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
844 pub enum GenericParamDefKind {
845     Lifetime,
846     Type {
847         has_default: bool,
848         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
849         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
850     },
851     Const,
852 }
853
854 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
855 pub struct GenericParamDef {
856     pub name: InternedString,
857     pub def_id: DefId,
858     pub index: u32,
859
860     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
861     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
862     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
863     pub pure_wrt_drop: bool,
864
865     pub kind: GenericParamDefKind,
866 }
867
868 impl GenericParamDef {
869     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
870         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
871             ty::EarlyBoundRegion {
872                 def_id: self.def_id,
873                 index: self.index,
874                 name: self.name,
875             }
876         } else {
877             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
878         }
879     }
880
881     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
882         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
883             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
884         } else {
885             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
886         }
887     }
888 }
889
890 #[derive(Default)]
891 pub struct GenericParamCount {
892     pub lifetimes: usize,
893     pub types: usize,
894     pub consts: usize,
895 }
896
897 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
898 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
899 ///
900 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
901 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
902 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
903 pub struct Generics {
904     pub parent: Option<DefId>,
905     pub parent_count: usize,
906     pub params: Vec<GenericParamDef>,
907
908     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
909     #[stable_hasher(ignore)]
910     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
911
912     pub has_self: bool,
913     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
914 }
915
916 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
917     pub fn count(&self) -> usize {
918         self.parent_count + self.params.len()
919     }
920
921     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
922         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
923         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
924         // presence of this method will be a constant reminder.
925         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
926
927         for param in &self.params {
928             match param.kind {
929                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
930                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
931                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
932             };
933         }
934
935         own_counts
936     }
937
938     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
939         if self.own_requires_monomorphization() {
940             return true;
941         }
942
943         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
944             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
945             parent.requires_monomorphization(tcx)
946         } else {
947             false
948         }
949     }
950
951     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
952         for param in &self.params {
953             match param.kind {
954                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
955                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
956             }
957         }
958         false
959     }
960
961     pub fn region_param(&'tcx self,
962                         param: &EarlyBoundRegion,
963                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
964                         -> &'tcx GenericParamDef
965     {
966         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
967             let param = &self.params[index as usize];
968             match param.kind {
969                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
970                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
971             }
972         } else {
973             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
974                .region_param(param, tcx)
975         }
976     }
977
978     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
979     pub fn type_param(&'tcx self,
980                       param: &ParamTy,
981                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
982                       -> &'tcx GenericParamDef {
983         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
984             let param = &self.params[index as usize];
985             match param.kind {
986                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
987                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
988             }
989         } else {
990             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
991                .type_param(param, tcx)
992         }
993     }
994
995     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
996     pub fn const_param(&'tcx self,
997                        param: &ParamConst,
998                        tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
999                        -> &GenericParamDef {
1000         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1001             let param = &self.params[index as usize];
1002             match param.kind {
1003                 GenericParamDefKind::Const => param,
1004                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
1005             }
1006         } else {
1007             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
1008                 .const_param(param, tcx)
1009         }
1010     }
1011 }
1012
1013 /// Bounds on generics.
1014 #[derive(Clone, Default, Debug, HashStable)]
1015 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1016     pub parent: Option<DefId>,
1017     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
1018 }
1019
1020 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1021 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1022
1023 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1024     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1025                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1026         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1027         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1028         instantiated
1029     }
1030
1031     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1032                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1033         InstantiatedPredicates {
1034             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1035         }
1036     }
1037
1038     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1039                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1040                         substs: SubstsRef<'tcx>) {
1041         if let Some(def_id) = self.parent {
1042             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1043         }
1044         instantiated.predicates.extend(
1045             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1046         );
1047     }
1048
1049     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1050                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1051         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1052         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1053         instantiated
1054     }
1055
1056     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1057                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1058         if let Some(def_id) = self.parent {
1059             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1060         }
1061         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1062     }
1063
1064     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1065                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1066                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1067     {
1068         assert_eq!(self.parent, None);
1069         InstantiatedPredicates {
1070             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1071                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1072             }).collect()
1073         }
1074     }
1075 }
1076
1077 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1078 pub enum Predicate<'tcx> {
1079     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1080     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1081     /// would be the type parameters.
1082     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1083
1084     /// where `'a: 'b`
1085     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1086
1087     /// where `T: 'a`
1088     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1089
1090     /// where `<T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1091     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1092     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1093
1094     /// no syntax: `T` well-formed
1095     WellFormed(Ty<'tcx>),
1096
1097     /// trait must be object-safe
1098     ObjectSafe(DefId),
1099
1100     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1101     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1102     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1103     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1104
1105     /// `T1 <: T2`
1106     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1107
1108     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1109     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1110 }
1111
1112 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1113 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1114 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1115 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1116 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1117 /// item.
1118 #[derive(HashStable)]
1119 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1120     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1121     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1122     /// bounds, it will have no entry.
1123     pub predicates: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>>,
1124
1125     /// An empty vector, useful for cloning.
1126     #[stable_hasher(ignore)]
1127     pub empty_predicate: Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>,
1128 }
1129
1130 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1131     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1132         self
1133     }
1134 }
1135
1136 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1137     /// Performs a substitution suitable for going from a
1138     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1139     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1140     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1141     /// lengthy comment below for details.
1142     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1143                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1144                             -> ty::Predicate<'tcx>
1145     {
1146         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1147         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1148         //
1149         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1150         //
1151         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1152         //     trait Bar<'b,'c> { }
1153         //
1154         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1155         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1156         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1157         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1158         // normal substitution.
1159         //
1160         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1161         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1162         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1163         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1164         // `'a`.
1165         //
1166         // Another example to be careful of is this:
1167         //
1168         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1169         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1170         //
1171         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1172         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1173         // reason is similar to the previous example: any impl of
1174         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1175         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1176         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1177         //
1178         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1179         // consider the more complicated scenario:
1180         //
1181         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1182         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1183         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1184         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1185         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1186         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1187         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1188         //   DB index of 1.
1189         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1190         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1191         //   just as we wanted.
1192         //
1193         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1194         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1195         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1196         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1197         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1198         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1199         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1200         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1201         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1202         // substitution code expects equal binding levels in the values
1203         // from the substitution and the value being substituted into, and
1204         // this trick achieves that).
1205
1206         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1207         match *self {
1208             Predicate::Trait(ref binder) =>
1209                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1210             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1211                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1212             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1213                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1214             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1215                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1216             Predicate::Projection(ref binder) =>
1217                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1218             Predicate::WellFormed(data) =>
1219                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1220             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1221                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1222             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1223                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1224             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1225                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1226         }
1227     }
1228 }
1229
1230 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1231 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1232     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1233 }
1234
1235 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1236
1237 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1238     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1239         self.trait_ref.def_id
1240     }
1241
1242     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1243         self.trait_ref.input_types()
1244     }
1245
1246     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1247         self.trait_ref.self_ty()
1248     }
1249 }
1250
1251 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1252     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1253         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1254         self.skip_binder().def_id()
1255     }
1256 }
1257
1258 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1259          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1260 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1261 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1262 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1263                                                            ty::Region<'tcx>>;
1264 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1265                                                          ty::Region<'tcx>>;
1266 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1267 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1268
1269 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1270 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1271     pub a_is_expected: bool,
1272     pub a: Ty<'tcx>,
1273     pub b: Ty<'tcx>
1274 }
1275 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1276
1277 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1278 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1279 ///
1280 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1281 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1282 ///
1283 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1284 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1285 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1286 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1287 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1288 /// instances to normalize the LHS.
1289 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1290 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1291     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1292     pub ty: Ty<'tcx>,
1293 }
1294
1295 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1296
1297 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1298     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1299     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1300         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1301     }
1302
1303     #[inline]
1304     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1305         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1306         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1307         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1308         // return value, so we are preserving the number of binding
1309         // levels.
1310         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1311     }
1312
1313     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1314         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1315     }
1316
1317     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1318     ///
1319     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1320     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1321     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1322         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1323         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1324     }
1325 }
1326
1327 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1328     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1329 }
1330
1331 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1332     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1333         ty::Binder::dummy(self.clone())
1334     }
1335 }
1336
1337 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1338     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1339         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1340     }
1341 }
1342
1343 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1344     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1345 }
1346
1347 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1348     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1349         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1350             trait_ref: self.clone()
1351         }))
1352     }
1353 }
1354
1355 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1356     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1357         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1358     }
1359 }
1360
1361 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1362     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1363         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1364     }
1365 }
1366
1367 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1368     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1369         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1370     }
1371 }
1372
1373 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1374     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1375         Predicate::Projection(self.clone())
1376     }
1377 }
1378
1379 // A custom iterator used by Predicate::walk_tys.
1380 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1381     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1382           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1383           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1384 {
1385     None,
1386     One(Ty<'tcx>),
1387     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1388     Types(I),
1389     InputTypes(J),
1390     ProjectionTypes(K)
1391 }
1392
1393 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1394     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1395           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1396           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1397 {
1398     type Item = Ty<'tcx>;
1399
1400     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1401         match *self {
1402             WalkTysIter::None => None,
1403             WalkTysIter::One(item) => {
1404                 *self = WalkTysIter::None;
1405                 Some(item)
1406             },
1407             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1408                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1409                 Some(item1)
1410             },
1411             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1412                 iter.next()
1413             },
1414             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1415                 iter.next()
1416             },
1417             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1418                 iter.next()
1419             }
1420         }
1421     }
1422 }
1423
1424 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1425     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1426     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1427     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1428     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1429         match *self {
1430             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1431                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1432             }
1433             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1434                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1435                 WalkTysIter::Two(a, b)
1436             }
1437             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1438                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1439             }
1440             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1441                 WalkTysIter::None
1442             }
1443             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1444                 let inner = data.skip_binder();
1445                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1446                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1447             }
1448             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1449                 WalkTysIter::One(data)
1450             }
1451             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1452                 WalkTysIter::None
1453             }
1454             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1455                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1456             }
1457             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1458                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1459             }
1460         }
1461     }
1462
1463     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1464         match *self {
1465             Predicate::Trait(ref t) => {
1466                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1467             }
1468             Predicate::Projection(..) |
1469             Predicate::Subtype(..) |
1470             Predicate::RegionOutlives(..) |
1471             Predicate::WellFormed(..) |
1472             Predicate::ObjectSafe(..) |
1473             Predicate::ClosureKind(..) |
1474             Predicate::TypeOutlives(..) |
1475             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1476                 None
1477             }
1478         }
1479     }
1480
1481     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1482         match *self {
1483             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1484                 Some(data)
1485             }
1486             Predicate::Trait(..) |
1487             Predicate::Projection(..) |
1488             Predicate::Subtype(..) |
1489             Predicate::RegionOutlives(..) |
1490             Predicate::WellFormed(..) |
1491             Predicate::ObjectSafe(..) |
1492             Predicate::ClosureKind(..) |
1493             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1494                 None
1495             }
1496         }
1497     }
1498 }
1499
1500 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1501 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1502 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1503 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1504 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1505 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1506 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1507 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1508 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1509 /// their values.
1510 ///
1511 /// Example:
1512 ///
1513 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1514 ///
1515 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1516 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1517 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1518 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1519 #[derive(Clone, Debug)]
1520 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1521     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1522 }
1523
1524 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1525     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1526         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1527     }
1528
1529     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1530         self.predicates.is_empty()
1531     }
1532 }
1533
1534 newtype_index! {
1535     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1536     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1537     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1538     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1539     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1540     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1541     /// new names.
1542     ///
1543     /// To make this more concrete, consider this program:
1544     ///
1545     /// ```
1546     /// struct Foo { }
1547     /// fn bar<T>(x: T) {
1548     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1549     /// }
1550     /// ```
1551     ///
1552     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1553     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1554     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1555     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1556     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1557     /// name it inside the fn type but not outside.
1558     ///
1559     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1560     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1561     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1562     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1563     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1564     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1565     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1566     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1567     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1568     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1569     /// use for checking generic functions.
1570     pub struct UniverseIndex {
1571         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1572     }
1573 }
1574
1575 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1576
1577 impl UniverseIndex {
1578     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1579
1580     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1581     /// is considered to extend all previous universes. This
1582     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1583     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1584     ///
1585     /// ```
1586     /// for<'a> fn(&'a u32)
1587     /// ```
1588     ///
1589     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1590     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1591     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1592     /// `U` because it was not in scope there.
1593     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1594         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1595     }
1596
1597     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1598     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1599     /// `other` (`self >= other`).
1600     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1601         self.private >= other.private
1602     }
1603
1604     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1605     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1606     /// those in `other` (`self < other`).
1607     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1608         self.private < other.private
1609     }
1610 }
1611
1612 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1613 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1614 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1615 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1616 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1617 /// another.
1618 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1619 pub struct Placeholder<T> {
1620     pub universe: UniverseIndex,
1621     pub name: T,
1622 }
1623
1624 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1625     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1626 {
1627     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1628         &self,
1629         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1630         hasher: &mut StableHasher<W>
1631     ) {
1632         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1633         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1634     }
1635 }
1636
1637 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1638
1639 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1640
1641 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1642 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1643 /// particular point.
1644 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1645 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1646     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1647     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1648     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1649     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1650
1651     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1652     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1653     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1654     pub reveal: traits::Reveal,
1655
1656     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1657     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1658     /// solver).
1659     pub def_id: Option<DefId>,
1660 }
1661
1662 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1663     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1664     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1665     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1666     /// type-checking.
1667     #[inline]
1668     pub fn empty() -> Self {
1669         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1670     }
1671
1672     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1673     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1674     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1675     /// environments like codegen or doing optimizations.
1676     ///
1677     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1678     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1679     #[inline]
1680     pub fn reveal_all() -> Self {
1681         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1682     }
1683
1684     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1685     #[inline]
1686     pub fn new(
1687         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1688         reveal: Reveal,
1689         def_id: Option<DefId>
1690     ) -> Self {
1691         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1692     }
1693
1694     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1695     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1696     /// (even for associated types that are specializable). This is
1697     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1698     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1699     /// which is the default.
1700     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1701         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1702     }
1703
1704     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1705     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1706         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1707     }
1708
1709     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1710     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1711     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1712     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1713     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1714     /// invisible.
1715     ///
1716     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1717     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1718     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1719     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1720     /// although the surrounding function is never reachable.
1721     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1722         match self.reveal {
1723             Reveal::UserFacing => {
1724                 ParamEnvAnd {
1725                     param_env: self,
1726                     value,
1727                 }
1728             }
1729
1730             Reveal::All => {
1731                 if value.has_placeholders()
1732                     || value.needs_infer()
1733                     || value.has_param_types()
1734                     || value.has_self_ty()
1735                 {
1736                     ParamEnvAnd {
1737                         param_env: self,
1738                         value,
1739                     }
1740                 } else {
1741                     ParamEnvAnd {
1742                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1743                         value,
1744                     }
1745                 }
1746             }
1747         }
1748     }
1749 }
1750
1751 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1752 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1753     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1754     pub value: T,
1755 }
1756
1757 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1758     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1759         (self.param_env, self.value)
1760     }
1761 }
1762
1763 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1764     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1765 {
1766     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1767                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1768                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1769         let ParamEnvAnd {
1770             ref param_env,
1771             ref value
1772         } = *self;
1773
1774         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1775         value.hash_stable(hcx, hasher);
1776     }
1777 }
1778
1779 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1780 pub struct Destructor {
1781     /// The `DefId` of the destructor method
1782     pub did: DefId,
1783 }
1784
1785 bitflags! {
1786     #[derive(HashStable)]
1787     pub struct AdtFlags: u32 {
1788         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1789         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1790         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1791         /// Indicates whether the ADT is a union.
1792         const IS_UNION            = 1 << 1;
1793         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1794         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1795         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1796         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1797         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1798         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1799         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1800         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1801         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1802         const IS_BOX              = 1 << 6;
1803         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1804         const IS_ARC              = 1 << 7;
1805         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1806         const IS_RC               = 1 << 8;
1807         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1808         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1809         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1810     }
1811 }
1812
1813 bitflags! {
1814     #[derive(HashStable)]
1815     pub struct VariantFlags: u32 {
1816         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1817         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1818         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1819     }
1820 }
1821
1822 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1823 #[derive(Debug)]
1824 pub struct VariantDef {
1825     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1826     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1827     pub def_id: DefId,
1828     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1829     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1830     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1831     /// Variant or struct name.
1832     pub ident: Ident,
1833     /// Discriminant of this variant.
1834     pub discr: VariantDiscr,
1835     /// Fields of this variant.
1836     pub fields: Vec<FieldDef>,
1837     /// Type of constructor of variant.
1838     pub ctor_kind: CtorKind,
1839     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1840     flags: VariantFlags,
1841     /// Recovered?
1842     pub recovered: bool,
1843 }
1844
1845 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1846     /// Creates a new `VariantDef`.
1847     ///
1848     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1849     /// represents an enum variant).
1850     ///
1851     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1852     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1853     ///
1854     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1855     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1856     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1857     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1858     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1859     ///
1860     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1861     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1862     pub fn new(
1863         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1864         ident: Ident,
1865         variant_did: Option<DefId>,
1866         ctor_def_id: Option<DefId>,
1867         discr: VariantDiscr,
1868         fields: Vec<FieldDef>,
1869         ctor_kind: CtorKind,
1870         adt_kind: AdtKind,
1871         parent_did: DefId,
1872         recovered: bool,
1873     ) -> Self {
1874         debug!(
1875             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1876              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1877              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1878         );
1879
1880         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1881         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, "non_exhaustive") {
1882             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1883             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1884         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1885             if tcx.has_attr(variant_did, "non_exhaustive") {
1886                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1887                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1888             }
1889         }
1890
1891         VariantDef {
1892             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1893             ctor_def_id,
1894             ident,
1895             discr,
1896             fields,
1897             ctor_kind,
1898             flags,
1899             recovered,
1900         }
1901     }
1902
1903     /// Is this field list non-exhaustive?
1904     #[inline]
1905     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1906         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1907     }
1908 }
1909
1910 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1911     def_id,
1912     ctor_def_id,
1913     ident -> (ident.name),
1914     discr,
1915     fields,
1916     ctor_kind,
1917     flags,
1918     recovered
1919 });
1920
1921 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1922 pub enum VariantDiscr {
1923     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1924     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1925     Explicit(DefId),
1926
1927     /// The previous variant's discriminant plus one.
1928     /// For efficiency reasons, the distance from the
1929     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1930     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1931     Relative(u32),
1932 }
1933
1934 #[derive(Debug, HashStable)]
1935 pub struct FieldDef {
1936     pub did: DefId,
1937     #[stable_hasher(project(name))]
1938     pub ident: Ident,
1939     pub vis: Visibility,
1940 }
1941
1942 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1943 ///
1944 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1945 pub struct AdtDef {
1946     /// `DefId` of the struct, enum or union item.
1947     pub did: DefId,
1948     /// Variants of the ADT. If this is a struct or enum, then there will be a single variant.
1949     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1950     /// Flags of the ADT (e.g. is this a struct? is this non-exhaustive?)
1951     flags: AdtFlags,
1952     /// Repr options provided by the user.
1953     pub repr: ReprOptions,
1954 }
1955
1956 impl PartialOrd for AdtDef {
1957     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1958         Some(self.cmp(&other))
1959     }
1960 }
1961
1962 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1963 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1964 impl Ord for AdtDef {
1965     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1966         self.did.cmp(&other.did)
1967     }
1968 }
1969
1970 impl PartialEq for AdtDef {
1971     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1972     #[inline]
1973     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1974 }
1975
1976 impl Eq for AdtDef {}
1977
1978 impl Hash for AdtDef {
1979     #[inline]
1980     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1981         (self as *const AdtDef).hash(s)
1982     }
1983 }
1984
1985 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1986     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1987         self.did.encode(s)
1988     }
1989 }
1990
1991 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1992
1993
1994 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1995     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1996                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1997                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1998         thread_local! {
1999             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2000         }
2001
2002         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2003             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2004             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2005                 let ty::AdtDef {
2006                     did,
2007                     ref variants,
2008                     ref flags,
2009                     ref repr,
2010                 } = *self;
2011
2012                 let mut hasher = StableHasher::new();
2013                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2014                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2015                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2016                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2017
2018                 hasher.finish()
2019            })
2020         });
2021
2022         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2023     }
2024 }
2025
2026 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2027 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2028
2029 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2030     fn into(self) -> DataTypeKind {
2031         match self {
2032             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2033             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2034             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2035         }
2036     }
2037 }
2038
2039 bitflags! {
2040     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2041     pub struct ReprFlags: u8 {
2042         const IS_C               = 1 << 0;
2043         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2044         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2045         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2046         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2047
2048         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2049         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2050                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2051                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2052     }
2053 }
2054
2055 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2056     bits
2057 });
2058
2059 /// Represents the repr options provided by the user,
2060 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2061 pub struct ReprOptions {
2062     pub int: Option<attr::IntType>,
2063     pub align: u32,
2064     pub pack: u32,
2065     pub flags: ReprFlags,
2066 }
2067
2068 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2069     align,
2070     pack,
2071     int,
2072     flags
2073 });
2074
2075 impl ReprOptions {
2076     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2077         let mut flags = ReprFlags::empty();
2078         let mut size = None;
2079         let mut max_align = 0;
2080         let mut min_pack = 0;
2081         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2082             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2083                 flags.insert(match r {
2084                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2085                     attr::ReprPacked(pack) => {
2086                         min_pack = if min_pack > 0 {
2087                             cmp::min(pack, min_pack)
2088                         } else {
2089                             pack
2090                         };
2091                         ReprFlags::empty()
2092                     },
2093                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2094                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2095                     attr::ReprInt(i) => {
2096                         size = Some(i);
2097                         ReprFlags::empty()
2098                     },
2099                     attr::ReprAlign(align) => {
2100                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2101                         ReprFlags::empty()
2102                     },
2103                 });
2104             }
2105         }
2106
2107         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2108         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2109             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2110         }
2111         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2112     }
2113
2114     #[inline]
2115     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2116     #[inline]
2117     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2118     #[inline]
2119     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2120     #[inline]
2121     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2122     #[inline]
2123     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2124
2125     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2126         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2127     }
2128
2129     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2130     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2131     /// single pointer.
2132     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2133         self.c() || self.int.is_some()
2134     }
2135
2136     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2137     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2138     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2139         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.pack == 1 ||
2140             self.int.is_some()
2141     }
2142
2143     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2144     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2145         self.c()
2146     }
2147
2148 }
2149
2150 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2151     /// Creates a new `AdtDef`.
2152     fn new(
2153         tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2154         did: DefId,
2155         kind: AdtKind,
2156         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2157         repr: ReprOptions
2158     ) -> Self {
2159         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2160         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2161
2162         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
2163             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2164             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2165         }
2166
2167         flags |= match kind {
2168             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2169             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2170             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2171         };
2172
2173         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2174             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2175         }
2176
2177         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2178         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
2179             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2180         }
2181         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2182             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2183         }
2184         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2185             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2186         }
2187         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2188             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2189         }
2190         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2191             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2192         }
2193
2194         AdtDef {
2195             did,
2196             variants,
2197             flags,
2198             repr,
2199         }
2200     }
2201
2202     /// Returns `true` if this is a struct.
2203     #[inline]
2204     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2205         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2206     }
2207
2208     /// Returns `true` if this is a union.
2209     #[inline]
2210     pub fn is_union(&self) -> bool {
2211         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2212     }
2213
2214     /// Returns `true` if this is a enum.
2215     #[inline]
2216     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2217         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2218     }
2219
2220     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2221     #[inline]
2222     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2223         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2224     }
2225
2226     /// Returns the kind of the ADT.
2227     #[inline]
2228     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2229         if self.is_enum() {
2230             AdtKind::Enum
2231         } else if self.is_union() {
2232             AdtKind::Union
2233         } else {
2234             AdtKind::Struct
2235         }
2236     }
2237
2238     /// Returns a description of this abstract data type.
2239     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2240         match self.adt_kind() {
2241             AdtKind::Struct => "struct",
2242             AdtKind::Union => "union",
2243             AdtKind::Enum => "enum",
2244         }
2245     }
2246
2247     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2248     #[inline]
2249     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2250         match self.adt_kind() {
2251             AdtKind::Struct => "struct",
2252             AdtKind::Union => "union",
2253             AdtKind::Enum => "variant",
2254         }
2255     }
2256
2257     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2258     #[inline]
2259     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2260         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2261     }
2262
2263     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2264     /// of coherence checking.
2265     #[inline]
2266     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2267         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2268     }
2269
2270     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2271     #[inline]
2272     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2273         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2274     }
2275
2276     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2277     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2278         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2279     }
2280
2281     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2282     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2283         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2284     }
2285
2286     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2287     #[inline]
2288     pub fn is_box(&self) -> bool {
2289         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2290     }
2291
2292     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2293     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2294         self.destructor(tcx).is_some()
2295     }
2296
2297     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2298     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2299         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2300         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2301     }
2302
2303     #[inline]
2304     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Lrc<GenericPredicates<'gcx>> {
2305         tcx.predicates_of(self.did)
2306     }
2307
2308     /// Returns an iterator over all fields contained
2309     /// by this ADT.
2310     #[inline]
2311     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2312         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2313     }
2314
2315     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2316         !self.variants.is_empty() &&
2317             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2318     }
2319
2320     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2321     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2322         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2323             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2324     }
2325
2326     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2327     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2328         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2329             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2330     }
2331
2332     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2333     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2334         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2335             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2336     }
2337
2338     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2339     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2340         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2341             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2342     }
2343
2344     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
2345         match def {
2346             Def::Variant(vid) => self.variant_with_id(vid),
2347             Def::Ctor(cid, ..) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2348             Def::Struct(..) | Def::Union(..) |
2349             Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) | Def::SelfTy(..) |
2350             Def::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2351             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
2352         }
2353     }
2354
2355     #[inline]
2356     pub fn eval_explicit_discr(
2357         &self,
2358         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2359         expr_did: DefId,
2360     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2361         let param_env = ParamEnv::empty();
2362         let repr_type = self.repr.discr_type();
2363         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2364         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2365         let cid = GlobalId {
2366             instance,
2367             promoted: None
2368         };
2369         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2370             Ok(val) => {
2371                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2372                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2373                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2374                     Some(Discr {
2375                         val: b,
2376                         ty: val.ty,
2377                     })
2378                 } else {
2379                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2380                     crate::mir::interpret::struct_error(
2381                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2382                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2383                     ).emit();
2384                     None
2385                 }
2386             }
2387             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2388                 if !expr_did.is_local() {
2389                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2390                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2391                          in its crate but failed locally");
2392                 }
2393                 None
2394             }
2395             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2396                 tcx.def_span(expr_did),
2397                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2398             ),
2399         }
2400     }
2401
2402     #[inline]
2403     pub fn discriminants(
2404         &'a self,
2405         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2406     ) -> impl Iterator<Item=(VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2407         let repr_type = self.repr.discr_type();
2408         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2409         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2410         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2411             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2412             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2413                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2414                     discr = new_discr;
2415                 }
2416             }
2417             prev_discr = Some(discr);
2418
2419             (i, discr)
2420         })
2421     }
2422
2423     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2424     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2425     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2426     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2427     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2428     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2429                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2430                                     variant_index: VariantIdx)
2431                                     -> Discr<'tcx> {
2432         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2433         let explicit_value = val
2434             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2435             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2436         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2437     }
2438
2439     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2440     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2441     /// inferred discriminant directly.
2442     pub fn discriminant_def_for_variant(
2443         &self,
2444         variant_index: VariantIdx,
2445     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2446         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2447         let expr_did;
2448         loop {
2449             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2450                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2451                     expr_did = None;
2452                     break;
2453                 },
2454                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2455                     explicit_index -= distance;
2456                 }
2457                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2458                     expr_did = Some(did);
2459                     break;
2460                 }
2461             }
2462         }
2463         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2464     }
2465
2466     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2467         tcx.adt_destructor(self.did)
2468     }
2469
2470     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2471     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2472     ///
2473     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2474     /// actually more expressive than checking all members:
2475     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2476     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2477     ///
2478     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2479     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2480     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2481         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2482     }
2483
2484     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2485                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2486                                ty: Ty<'tcx>)
2487                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2488         let result = match ty.sty {
2489             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2490             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2491             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2492                 vec![]
2493             }
2494
2495             Str |
2496             Dynamic(..) |
2497             Slice(_) |
2498             Foreign(..) |
2499             Error |
2500             GeneratorWitness(..) => {
2501                 // these are never sized - return the target type
2502                 vec![ty]
2503             }
2504
2505             Tuple(ref tys) => {
2506                 match tys.last() {
2507                     None => vec![],
2508                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty)
2509                 }
2510             }
2511
2512             Adt(adt, substs) => {
2513                 // recursive case
2514                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2515                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2516                        ty, adt_tys);
2517                 adt_tys.iter()
2518                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2519                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2520                        .collect()
2521             }
2522
2523             Projection(..) | Opaque(..) => {
2524                 // must calculate explicitly.
2525                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2526                 vec![ty]
2527             }
2528
2529             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2530
2531             Param(..) => {
2532                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2533                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2534                 // it on the impl.
2535
2536                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2537                     Some(x) => x,
2538                     _ => return vec![ty]
2539                 };
2540                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2541                     def_id: sized_trait,
2542                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2543                 }).to_predicate();
2544                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2545                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2546                     vec![]
2547                 } else {
2548                     vec![ty]
2549                 }
2550             }
2551
2552             Placeholder(..) |
2553             Bound(..) |
2554             Infer(..) => {
2555                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2556                      ty)
2557             }
2558         };
2559         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2560         result
2561     }
2562 }
2563
2564 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2565     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2566         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2567     }
2568 }
2569
2570 /// Represents the various closure traits in the language. This
2571 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2572 /// desugaring) argument that the closure expects.
2573 ///
2574 /// You can get the environment type of a closure using
2575 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2576 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2577          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2578 pub enum ClosureKind {
2579     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2580     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2581     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2582     Fn,
2583     FnMut,
2584     FnOnce,
2585 }
2586
2587 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2588     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2589     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2590
2591     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2592         match *self {
2593             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2594             ClosureKind::FnMut => {
2595                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2596             }
2597             ClosureKind::FnOnce => {
2598                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2599             }
2600         }
2601     }
2602
2603     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2604     /// must also implement `other`.
2605     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2606         match (self, other) {
2607             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2608             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2609             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2610             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2611             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2612             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2613             _ => false,
2614         }
2615     }
2616
2617     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2618     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2619     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2620         match self {
2621             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2622             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2623             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2624         }
2625     }
2626 }
2627
2628 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2629     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2630     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2631     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2632     /// structs or variants. For example:
2633     ///
2634     /// ```notrust
2635     /// isize => { isize }
2636     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2637     /// [isize] => { [isize], isize }
2638     /// ```
2639     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2640         TypeWalker::new(self)
2641     }
2642
2643     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2644     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2645     /// (but not `i32`, like `walk`).
2646     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2647         walk::walk_shallow(self)
2648     }
2649
2650     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2651     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2652     /// children of the current type are ignored.
2653     ///
2654     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2655     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2656         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2657     {
2658         let mut walker = self.walk();
2659         while let Some(ty) = walker.next() {
2660             if !f(ty) {
2661                 walker.skip_current_subtree();
2662             }
2663         }
2664     }
2665 }
2666
2667 impl BorrowKind {
2668     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2669         match m {
2670             hir::MutMutable => MutBorrow,
2671             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2672         }
2673     }
2674
2675     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2676     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2677     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2678     /// question.
2679     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2680         match self {
2681             MutBorrow => hir::MutMutable,
2682             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2683
2684             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2685             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2686             // and hence is a safe "over approximation".
2687             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2688         }
2689     }
2690
2691     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2692         match *self {
2693             MutBorrow => "mutable",
2694             ImmBorrow => "immutable",
2695             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2696         }
2697     }
2698 }
2699
2700 #[derive(Debug, Clone)]
2701 pub enum Attributes<'gcx> {
2702     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2703     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2704 }
2705
2706 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2707     type Target = [ast::Attribute];
2708
2709     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2710         match self {
2711             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2712             &Attributes::Borrowed(data) => data
2713         }
2714     }
2715 }
2716
2717 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2718 pub enum ImplOverlapKind {
2719     /// These impls are always allowed to overlap.
2720     Permitted,
2721     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2722     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2723     ///
2724     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2725     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2726     ///
2727     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2728     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2729     ///
2730     /// ```
2731     /// trait Trait {}
2732     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2733     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2734     /// ```
2735     ///
2736     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2737     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2738     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2739     /// overlapping impls for it is sound.
2740     ///
2741     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2742     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2743     /// it has the following restrictions:
2744     ///
2745     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2746     /// positive impls.
2747     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2748     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2749     /// marker traits.
2750     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2751     ///
2752     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2753     Issue33140
2754 }
2755
2756 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2757     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2758         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2759     }
2760
2761     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2762     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2763     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2764     pub fn body_owners(
2765         self,
2766     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2767         self.hir().krate()
2768                   .body_ids
2769                   .iter()
2770                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2771     }
2772
2773     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2774         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2775             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2776         });
2777     }
2778
2779     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2780         match self.hir().find(id) {
2781             Some(Node::Expr(e)) => {
2782                 e.span
2783             }
2784             Some(f) => {
2785                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2786             }
2787             None => {
2788                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2789             }
2790         }
2791     }
2792
2793     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2794         self.associated_items(id)
2795             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2796             .collect()
2797     }
2798
2799     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2800         self.associated_items(did).any(|item| {
2801             item.relevant_for_never()
2802         })
2803     }
2804
2805     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2806         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2807             match self.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
2808                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2809                 _ => false,
2810             }
2811         } else {
2812             match self.describe_def(def_id).expect("no def for def-id") {
2813                 Def::AssociatedConst(_) | Def::Method(_) | Def::AssociatedTy(_) => true,
2814                 _ => false,
2815             }
2816         };
2817
2818         if is_associated_item {
2819             Some(self.associated_item(def_id))
2820         } else {
2821             None
2822         }
2823     }
2824
2825     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2826                                            parent_def_id: DefId,
2827                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2828                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2829                                            -> AssociatedItem {
2830         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2831         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2832             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2833             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2834                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2835             }
2836             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2837             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2838         };
2839
2840         AssociatedItem {
2841             ident: trait_item_ref.ident,
2842             kind,
2843             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2844             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2845             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2846             def_id,
2847             container: TraitContainer(parent_def_id),
2848             method_has_self_argument: has_self
2849         }
2850     }
2851
2852     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2853                                           parent_def_id: DefId,
2854                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2855                                           -> AssociatedItem {
2856         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2857         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2858             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2859             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2860                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2861             }
2862             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2863             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2864         };
2865
2866         AssociatedItem {
2867             ident: impl_item_ref.ident,
2868             kind,
2869             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2870             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2871             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2872             def_id,
2873             container: ImplContainer(parent_def_id),
2874             method_has_self_argument: has_self
2875         }
2876     }
2877
2878     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2879         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2880     }
2881
2882     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2883         variant.fields.iter().position(|field| {
2884             self.adjust_ident(ident, variant.def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == field.ident.modern()
2885         })
2886     }
2887
2888     pub fn associated_items(
2889         self,
2890         def_id: DefId,
2891     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2892         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2893         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2894         // in place, so we use a hand-written iterator.
2895         //
2896         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2897         AssociatedItemsIterator {
2898             tcx: self,
2899             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2900             next_index: 0,
2901         }
2902     }
2903
2904     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2905     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2906     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2907                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2908     {
2909         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2910             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2911                 .map_or(false, |trait_ref| {
2912                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2913                 });
2914             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2915                 .map_or(false, |trait_ref| {
2916                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2917                 });
2918             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2919                 && trait1_is_empty
2920                 && trait2_is_empty
2921         } else {
2922             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2923                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2924                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2925             };
2926             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2927                 && is_marker_impl(def_id1)
2928                 && is_marker_impl(def_id2)
2929         };
2930
2931         if is_legit {
2932             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2933                   def_id1, def_id2);
2934             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2935         } else {
2936             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2937                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2938                     if self_ty1 == self_ty2 {
2939                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2940                                def_id1, def_id2);
2941                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2942                     } else {
2943                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2944                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2945                     }
2946                 }
2947             }
2948
2949             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2950                   def_id1, def_id2);
2951             None
2952         }
2953     }
2954
2955     /// Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2956     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2957     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2958         match def {
2959             Def::Variant(did) => {
2960                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2961                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2962             }
2963             Def::Struct(did) | Def::Union(did) => {
2964                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2965             }
2966             Def::Ctor(variant_ctor_did, CtorOf::Variant, ..) => {
2967                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2968                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2969                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2970             }
2971             Def::Ctor(ctor_did, CtorOf::Struct, ..) => {
2972                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2973                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2974             }
2975             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2976         }
2977     }
2978
2979     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2980         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2981             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2982         } else {
2983             let def_key = self.def_key(id);
2984             match def_key.disambiguated_data.data {
2985                 // The name of a constructor is that of its parent.
2986                 hir_map::DefPathData::Ctor =>
2987                     self.item_name(DefId {
2988                         krate: id.krate,
2989                         index: def_key.parent.unwrap()
2990                     }),
2991                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2992                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2993                 }),
2994             }
2995         }
2996     }
2997
2998     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2999     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
3000                         -> &'gcx Mir<'gcx>
3001     {
3002         match instance {
3003             ty::InstanceDef::Item(did) => {
3004                 self.optimized_mir(did)
3005             }
3006             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
3007             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
3008             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
3009             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
3010             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
3011             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
3012             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
3013                 self.mir_shims(instance)
3014             }
3015         }
3016     }
3017
3018     /// Gets the attributes of a definition.
3019     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
3020         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3021             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs_by_hir_id(id))
3022         } else {
3023             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3024         }
3025     }
3026
3027     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3028     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
3029         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3030     }
3031
3032     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3033     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3034         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3035     }
3036
3037     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3038         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3039     }
3040
3041     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3042     /// If it implements no trait, returns `None`.
3043     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3044         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3045     }
3046
3047     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3048     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3049     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3050         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3051             if let Some(Def::Method(_)) = self.describe_def(def_id) {
3052                 Some(self.associated_item(def_id))
3053             } else {
3054                 None
3055             }
3056         } else {
3057             self.opt_associated_item(def_id)
3058         };
3059
3060         item.and_then(|trait_item|
3061             match trait_item.container {
3062                 TraitContainer(_) => None,
3063                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3064             }
3065         )
3066     }
3067
3068     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3069     /// with the name of the crate containing the impl.
3070     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3071         if impl_did.is_local() {
3072             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3073             Ok(self.hir().span_by_hir_id(hir_id))
3074         } else {
3075             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3076         }
3077     }
3078
3079     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3080     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3081     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3082     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3083         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == def_name.modern()
3084     }
3085
3086     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId) -> (Ident, DefId) {
3087         ident = ident.modern();
3088         let target_expansion = match scope.krate {
3089             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3090             _ => Mark::root(),
3091         };
3092         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
3093             Some(actual_expansion) =>
3094                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3095             None if block == hir::DUMMY_HIR_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
3096             None => self.hir().get_module_parent_by_hir_id(block),
3097         };
3098         (ident, scope)
3099     }
3100 }
3101
3102 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
3103     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
3104     def_ids: Lrc<Vec<DefId>>,
3105     next_index: usize,
3106 }
3107
3108 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
3109     type Item = AssociatedItem;
3110
3111     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
3112         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3113         self.next_index += 1;
3114         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3115     }
3116 }
3117
3118 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
3119     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: HirId, f: F) -> T where
3120         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
3121     {
3122         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(fid);
3123         match self.freevars(def_id) {
3124             None => f(&[]),
3125             Some(d) => f(&d),
3126         }
3127     }
3128 }
3129
3130 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
3131     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3132     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3133     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(parent_id);
3134     let parent_item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(parent_id);
3135     match parent_item.node {
3136         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3137             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3138                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3139                                                                         impl_item_ref);
3140                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3141                 return assoc_item;
3142             }
3143         }
3144
3145         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3146             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3147                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3148                                                                          &parent_item.vis,
3149                                                                          trait_item_ref);
3150                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3151                 return assoc_item;
3152             }
3153         }
3154
3155         _ => { }
3156     }
3157
3158     span_bug!(parent_item.span,
3159               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3160               parent_item.node)
3161 }
3162
3163 #[derive(Clone, HashStable)]
3164 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3165
3166 /// Calculates the `Sized` constraint.
3167 ///
3168 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3169 ///     - an obviously-unsized type
3170 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3171 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3172 ///       such.
3173 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3174 ///       check should catch this case.
3175 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3176                                   def_id: DefId)
3177                                   -> AdtSizedConstraint<'tcx> {
3178     let def = tcx.adt_def(def_id);
3179
3180     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3181         v.fields.last()
3182     }).flat_map(|f| {
3183         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3184     }));
3185
3186     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3187
3188     AdtSizedConstraint(result)
3189 }
3190
3191 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3192                                      def_id: DefId)
3193                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
3194     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3195     let item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(id);
3196     let vec: Vec<_> = match item.node {
3197         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3198             trait_item_refs.iter()
3199                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3200                            .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3201                            .collect()
3202         }
3203         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3204             impl_item_refs.iter()
3205                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3206                           .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3207                           .collect()
3208         }
3209         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => vec![],
3210         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3211     };
3212     Lrc::new(vec)
3213 }
3214
3215 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3216     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3217 }
3218
3219 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3220 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3221 /// otherwise, returns `None`.
3222 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3223     tcx.opt_associated_item(def_id)
3224         .and_then(|associated_item| {
3225             match associated_item.container {
3226                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3227                 ImplContainer(_) => None
3228             }
3229         })
3230 }
3231
3232 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3233 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3234     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3235         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
3236             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3237                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3238             }
3239         }
3240     }
3241     None
3242 }
3243
3244 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3245 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3246                        def_id: DefId)
3247                        -> ParamEnv<'tcx>
3248 {
3249     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3250     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3251         return param_env(tcx, parent);
3252     }
3253     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3254
3255     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3256         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3257
3258     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3259     // case they contain any associated type projections. This process
3260     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3261     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3262     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3263     // right to me, because constructing the environment feels like a
3264     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3265     // a better place. In practice, we construct environments for
3266     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3267     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3268     // sure that this will succeed without errors anyway.
3269
3270     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3271         tcx.intern_predicates(&predicates),
3272         traits::Reveal::UserFacing,
3273         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3274     );
3275
3276     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3277         tcx.hir().maybe_body_owned_by_by_hir_id(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3278     });
3279     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3280     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3281 }
3282
3283 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3284                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3285     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3286     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3287 }
3288
3289 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3290                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3291     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3292     tcx.crate_name.clone()
3293 }
3294
3295 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3296                         crate_num: CrateNum)
3297                         -> Svh {
3298     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3299     tcx.hir().crate_hash
3300 }
3301
3302 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3303                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3304                                         -> usize {
3305     match instance_def {
3306         InstanceDef::Item(..) |
3307         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3308             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3309             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3310         },
3311         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3312         _ => 1
3313     }
3314 }
3315
3316 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3317 ///
3318 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3319 fn issue33140_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3320                                 def_id: DefId)
3321                                 -> Option<Ty<'tcx>>
3322 {
3323     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3324
3325     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3326         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3327     });
3328
3329     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3330
3331     let is_marker_like =
3332         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3333         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3334
3335     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3336     if !is_marker_like {
3337         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3338         return None;
3339     }
3340
3341     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3342     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3343         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3344         return None;
3345     }
3346
3347     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3348     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3349         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3350         return None;
3351     }
3352
3353     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3354     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3355         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3356         _ => false
3357     };
3358
3359     if self_ty_matches {
3360         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3361         Some(self_ty)
3362     } else {
3363         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3364         None
3365     }
3366 }
3367
3368 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3369     context::provide(providers);
3370     erase_regions::provide(providers);
3371     layout::provide(providers);
3372     util::provide(providers);
3373     constness::provide(providers);
3374     *providers = ty::query::Providers {
3375         associated_item,
3376         associated_item_def_ids,
3377         adt_sized_constraint,
3378         def_span,
3379         param_env,
3380         trait_of_item,
3381         crate_disambiguator,
3382         original_crate_name,
3383         crate_hash,
3384         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3385         instance_def_size_estimate,
3386         issue33140_self_ty,
3387         ..*providers
3388     };
3389 }
3390
3391 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3392 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3393 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3394 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3395 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3396 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3397 pub struct CrateInherentImpls {
3398     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
3399 }
3400
3401 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3402 pub struct SymbolName {
3403     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3404     // this be a `&'tcx str`.
3405     pub name: InternedString
3406 }
3407
3408 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3409     name
3410 });
3411
3412 impl SymbolName {
3413     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3414         SymbolName {
3415             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
3416         }
3417     }
3418
3419     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3420         self.name.as_str()
3421     }
3422 }
3423
3424 impl fmt::Display for SymbolName {
3425     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3426         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3427     }
3428 }
3429
3430 impl fmt::Debug for SymbolName {
3431     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3432         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3433     }
3434 }