]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
f770f2bf7b1255fde5888ec76c16b30b5d561c79
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 pub use self::Variance::*;
2 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
3 pub use self::BorrowKind::*;
4 pub use self::IntVarValue::*;
5 pub use self::fold::TypeFoldable;
6
7 use hir::{map as hir_map, FreevarMap, TraitMap};
8 use hir::Node;
9 use hir::def::{Def, CtorKind, ExportMap};
10 use hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
11 use hir::map::DefPathData;
12 use rustc_data_structures::svh::Svh;
13 use ich::Fingerprint;
14 use ich::StableHashingContext;
15 use infer::canonical::Canonical;
16 use middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
17 use middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
18 use mir::Mir;
19 use mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
20 use mir::GeneratorLayout;
21 use session::CrateDisambiguator;
22 use traits::{self, Reveal};
23 use ty;
24 use ty::layout::VariantIdx;
25 use ty::subst::{Subst, Substs};
26 use ty::util::{IntTypeExt, Discr};
27 use ty::walk::TypeWalker;
28 use util::captures::Captures;
29 use util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
30 use arena::SyncDroplessArena;
31 use session::DataTypeKind;
32
33 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
34 use std::cell::RefCell;
35 use std::cmp::{self, Ordering};
36 use std::fmt;
37 use std::hash::{Hash, Hasher};
38 use std::ops::Deref;
39 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
40 use std::slice;
41 use std::{mem, ptr};
42 use syntax::ast::{self, DUMMY_NODE_ID, Name, Ident, NodeId};
43 use syntax::attr;
44 use syntax::ext::hygiene::Mark;
45 use syntax::symbol::{keywords, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
46 use syntax_pos::{DUMMY_SP, Span};
47
48 use smallvec;
49 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
50 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
51                                            HashStable};
52
53 use hir;
54
55 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
56 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
57 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
58 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
59 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
60 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
61 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const, LazyConst};
62 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
63 pub use self::sty::RegionKind;
64 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, RegionVid};
65 pub use self::sty::BoundRegion::*;
66 pub use self::sty::InferTy::*;
67 pub use self::sty::RegionKind::*;
68 pub use self::sty::TyKind::*;
69
70 pub use self::binding::BindingMode;
71 pub use self::binding::BindingMode::*;
72
73 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
74 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners};
75 pub use self::context::{
76     UserTypeAnnotationIndex, UserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotation,
77     CanonicalUserTypeAnnotations,
78 };
79
80 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
81
82 pub use self::trait_def::TraitDef;
83
84 pub use self::query::queries;
85
86 pub mod adjustment;
87 pub mod binding;
88 pub mod cast;
89 #[macro_use]
90 pub mod codec;
91 mod constness;
92 pub mod error;
93 mod erase_regions;
94 pub mod fast_reject;
95 pub mod fold;
96 pub mod inhabitedness;
97 pub mod item_path;
98 pub mod layout;
99 pub mod _match;
100 pub mod outlives;
101 pub mod query;
102 pub mod relate;
103 pub mod steal;
104 pub mod subst;
105 pub mod trait_def;
106 pub mod walk;
107 pub mod wf;
108 pub mod util;
109
110 mod context;
111 mod flags;
112 mod instance;
113 mod structural_impls;
114 mod sty;
115
116 // Data types
117
118 /// The complete set of all analyses described in this module. This is
119 /// produced by the driver and fed to codegen and later passes.
120 ///
121 /// N.B., these contents are being migrated into queries using the
122 /// *on-demand* infrastructure.
123 #[derive(Clone)]
124 pub struct CrateAnalysis {
125     pub glob_map: Option<hir::GlobMap>,
126 }
127
128 #[derive(Clone)]
129 pub struct Resolutions {
130     pub freevars: FreevarMap,
131     pub trait_map: TraitMap,
132     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
133     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
134     pub export_map: ExportMap,
135     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
136     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
137     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
138 }
139
140 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug)]
141 pub enum AssociatedItemContainer {
142     TraitContainer(DefId),
143     ImplContainer(DefId),
144 }
145
146 impl AssociatedItemContainer {
147     /// Asserts that this is the def-id of an associated item declared
148     /// in a trait, and returns the trait def-id.
149     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
150         match *self {
151             TraitContainer(id) => id,
152             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
153         }
154     }
155
156     pub fn id(&self) -> DefId {
157         match *self {
158             TraitContainer(id) => id,
159             ImplContainer(id) => id,
160         }
161     }
162 }
163
164 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
165 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
166 /// bounds/where clauses).
167 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
168 pub struct ImplHeader<'tcx> {
169     pub impl_def_id: DefId,
170     pub self_ty: Ty<'tcx>,
171     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
172     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
173 }
174
175 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq)]
176 pub struct AssociatedItem {
177     pub def_id: DefId,
178     pub ident: Ident,
179     pub kind: AssociatedKind,
180     pub vis: Visibility,
181     pub defaultness: hir::Defaultness,
182     pub container: AssociatedItemContainer,
183
184     /// Whether this is a method with an explicit self
185     /// as its first argument, allowing method calls.
186     pub method_has_self_argument: bool,
187 }
188
189 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
190 pub enum AssociatedKind {
191     Const,
192     Method,
193     Existential,
194     Type
195 }
196
197 impl AssociatedItem {
198     pub fn def(&self) -> Def {
199         match self.kind {
200             AssociatedKind::Const => Def::AssociatedConst(self.def_id),
201             AssociatedKind::Method => Def::Method(self.def_id),
202             AssociatedKind::Type => Def::AssociatedTy(self.def_id),
203             AssociatedKind::Existential => Def::AssociatedExistential(self.def_id),
204         }
205     }
206
207     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
208     /// for !
209     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
210         match self.kind {
211             AssociatedKind::Existential |
212             AssociatedKind::Const |
213             AssociatedKind::Type => true,
214             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
215             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
216         }
217     }
218
219     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: &TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
220         match self.kind {
221             ty::AssociatedKind::Method => {
222                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
223                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
224                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
225                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
226                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
227             }
228             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
229             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
230             ty::AssociatedKind::Const => {
231                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
232             }
233         }
234     }
235 }
236
237 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
238 pub enum Visibility {
239     /// Visible everywhere (including in other crates).
240     Public,
241     /// Visible only in the given crate-local module.
242     Restricted(DefId),
243     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
244     Invisible,
245 }
246
247 pub trait DefIdTree: Copy {
248     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
249
250     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
251         if descendant.krate != ancestor.krate {
252             return false;
253         }
254
255         while descendant != ancestor {
256             match self.parent(descendant) {
257                 Some(parent) => descendant = parent,
258                 None => return false,
259             }
260         }
261         true
262     }
263 }
264
265 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
266     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
267         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
268     }
269 }
270
271 impl Visibility {
272     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: NodeId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
273         match visibility.node {
274             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
275             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
276             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
277                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
278                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
279                 Def::Err => Visibility::Public,
280                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
281             },
282             hir::VisibilityKind::Inherited => {
283                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent(id))
284             }
285         }
286     }
287
288     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
289     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
290         let restriction = match self {
291             // Public items are visible everywhere.
292             Visibility::Public => return true,
293             // Private items from other crates are visible nowhere.
294             Visibility::Invisible => return false,
295             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
296             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
297             Visibility::Restricted(module) => module,
298         };
299
300         tree.is_descendant_of(module, restriction)
301     }
302
303     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
304     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
305         let vis_restriction = match vis {
306             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
307             Visibility::Invisible => return true,
308             Visibility::Restricted(module) => module,
309         };
310
311         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
312     }
313
314     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
315     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
316         match self {
317             Visibility::Public => true,
318             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
319             Visibility::Invisible => false,
320         }
321     }
322 }
323
324 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash)]
325 pub enum Variance {
326     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
327     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
328     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
329     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
330 }
331
332 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
333 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
334 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
335 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
336 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
337 /// item.
338 pub struct CrateVariancesMap {
339     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
340     /// of its generics.  If an item has no generics, it will have no
341     /// entry.
342     pub variances: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Variance>>>,
343
344     /// An empty vector, useful for cloning.
345     pub empty_variance: Lrc<Vec<ty::Variance>>,
346 }
347
348 impl Variance {
349     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
350     /// variance of a type with the following meaning.  If we are in a
351     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
352     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
353     /// variance with which the argument appears.
354     ///
355     /// Example 1:
356     ///
357     ///     *mut Vec<i32>
358     ///
359     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
360     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
361     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
362     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
363     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
364     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
365     /// (again) in `Invariant`.
366     ///
367     /// Example 2:
368     ///
369     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
370     ///
371     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
372     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
373     /// within which both pointer types appear is
374     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`.  `*const
375     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
376     /// which the first `Vec<i32>` appears is
377     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`.  The same
378     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
379     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
380     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
381     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
382     ///
383     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
384     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
385     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
386         match (self, v) {
387             // Figure 1, column 1.
388             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
389             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
390             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
391             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
392
393             // Figure 1, column 2.
394             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
395             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
396             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
397             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
398
399             // Figure 1, column 3.
400             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
401
402             // Figure 1, column 4.
403             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
404         }
405     }
406 }
407
408 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
409 // the types of AST nodes.
410 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
411 pub struct CReaderCacheKey {
412     pub cnum: CrateNum,
413     pub pos: usize,
414 }
415
416 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
417 // through the type during type construction, so that we can quickly
418 // check whether the type has various kinds of types in it without
419 // recursing over the type itself.
420 bitflags! {
421     pub struct TypeFlags: u32 {
422         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
423         const HAS_SELF           = 1 << 1;
424         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
425         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
426         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 4;
427
428         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
429         /// determine whether substitition is required, since those
430         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
431         /// hence may be substituted.
432         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
433
434         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
435         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
436         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
437
438         /// Is an error type reachable?
439         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
440         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
441
442         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
443         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
444
445         // `true` if there are "names" of types and regions and so forth
446         // that are local to a particular fn
447         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
448
449         // Present if the type belongs in a local type context.
450         // Only set for Infer other than Fresh.
451         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
452
453         // Is there a projection that does not involve a bound region?
454         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
455         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
456
457         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
458         /// if a global bound is safe to evaluate.
459         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
460
461         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 14;
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_RE_PLACEHOLDER.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
478                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
481                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
482                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
483                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits;
484     }
485 }
486
487 pub struct TyS<'tcx> {
488     pub sty: TyKind<'tcx>,
489     pub flags: TypeFlags,
490
491     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
492     /// binder such that
493     ///
494     /// (a) the binder itself captures nothing but
495     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
496     ///     by some sub-binder.
497     ///
498     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
499     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
500     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
501     /// late-bound region with debruijn index `D`, this would be `D + 1`
502     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
503     /// by an inner binder.
504     ///
505     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
506     /// debruijn indices within the type are contained within `0..D`
507     /// (exclusive).
508     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
509 }
510
511 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
512 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
513 static_assert!(MEM_SIZE_OF_TY_S: ::std::mem::size_of::<TyS<'_>>() == 32);
514
515 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
516     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
517         self.sty.cmp(&other.sty)
518     }
519 }
520
521 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
522     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
523         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
524     }
525 }
526
527 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
528     #[inline]
529     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
530         ptr::eq(self, other)
531     }
532 }
533 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
534
535 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
536     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
537         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
538     }
539 }
540
541 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
542     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
543         match self.sty {
544             TyKind::Bool |
545             TyKind::Char |
546             TyKind::Int(_) |
547             TyKind::Uint(_) |
548             TyKind::Float(_) |
549             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
550             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
551             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
552             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
553             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
554             _ => false,
555         }
556     }
557
558     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
559         match self.sty {
560             TyKind::Opaque(..) |
561             TyKind::FnDef(..) |
562             TyKind::FnPtr(..) |
563             TyKind::Dynamic(..) |
564             TyKind::Closure(..) |
565             TyKind::Infer(..) |
566             TyKind::Projection(..) => false,
567             _ => true,
568         }
569     }
570 }
571
572 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
573     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
574                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
575                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
576         let ty::TyS {
577             ref sty,
578
579             // The other fields just provide fast access to information that is
580             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
581             flags: _,
582
583             outer_exclusive_binder: _,
584         } = *self;
585
586         sty.hash_stable(hcx, hasher);
587     }
588 }
589
590 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
591
592 pub type UpvarListMap<'tcx> = FxHashMap<DefId, Vec<UpvarId>>;
593
594 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
595 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
596
597 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
598
599 extern {
600     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
601     type OpaqueListContents;
602 }
603
604 /// A wrapper for slices with the additional invariant
605 /// that the slice is interned and no other slice with
606 /// the same contents can exist in the same context.
607 /// This means we can use pointer for both
608 /// equality comparisons and hashing.
609 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
610 #[repr(C)]
611 pub struct List<T> {
612     len: usize,
613     data: [T; 0],
614     opaque: OpaqueListContents,
615 }
616
617 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
618
619 impl<T: Copy> List<T> {
620     #[inline]
621     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
622         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
623         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
624         assert!(slice.len() != 0);
625
626         // Align up the size of the len (usize) field
627         let align = mem::align_of::<T>();
628         let align_mask = align - 1;
629         let offset = mem::size_of::<usize>();
630         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
631
632         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
633
634         let mem = arena.alloc_raw(
635             size,
636             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
637         unsafe {
638             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
639             // Write the length
640             result.len = slice.len();
641
642             // Write the elements
643             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
644             arena_slice.copy_from_slice(slice);
645
646             result
647         }
648     }
649 }
650
651 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
652     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
653         (**self).fmt(f)
654     }
655 }
656
657 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
658     #[inline]
659     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
660         (**self).encode(s)
661     }
662 }
663
664 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
665     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
666         if self == other { Ordering::Equal } else {
667             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
668         }
669     }
670 }
671
672 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
673     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
674         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
675             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
676         }
677     }
678 }
679
680 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
681     #[inline]
682     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
683         ptr::eq(self, other)
684     }
685 }
686 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
687
688 impl<T> Hash for List<T> {
689     #[inline]
690     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
691         (self as *const List<T>).hash(s)
692     }
693 }
694
695 impl<T> Deref for List<T> {
696     type Target = [T];
697     #[inline(always)]
698     fn deref(&self) -> &[T] {
699         unsafe {
700             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
701         }
702     }
703 }
704
705 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
706     type Item = &'a T;
707     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
708     #[inline(always)]
709     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
710         self[..].iter()
711     }
712 }
713
714 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
715
716 impl<T> List<T> {
717     #[inline(always)]
718     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
719         #[repr(align(64), C)]
720         struct EmptySlice([u8; 64]);
721         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
722         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
723         unsafe {
724             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
725         }
726     }
727 }
728
729 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
730 pub struct UpvarPath {
731     pub hir_id: hir::HirId,
732 }
733
734 /// Upvars do not get their own node-id. Instead, we use the pair of
735 /// the original var id (that is, the root variable that is referenced
736 /// by the upvar) and the id of the closure expression.
737 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
738 pub struct UpvarId {
739     pub var_path: UpvarPath,
740     pub closure_expr_id: LocalDefId,
741 }
742
743 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
744 pub enum BorrowKind {
745     /// Data must be immutable and is aliasable.
746     ImmBorrow,
747
748     /// Data must be immutable but not aliasable.  This kind of borrow
749     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
750     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
751     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
752     ///
753     ///    let x: &mut isize = ...;
754     ///    let y = || *x += 5;
755     ///
756     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
757     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
758     ///
759     ///    struct Env { x: & &mut isize }
760     ///    let x: &mut isize = ...;
761     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
762     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
763     ///
764     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
765     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
766     /// an `&mut` borrow:
767     ///
768     ///    struct Env { x: & &mut isize }
769     ///    let x: &mut isize = ...;
770     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
771     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
772     ///
773     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
774     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
775     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
776     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
777     /// borrow is hidden.
778     ///
779     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
780     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
781     /// simplicity, we don't give users the way to express this
782     /// borrow, it's just used when translating closures.
783     UniqueImmBorrow,
784
785     /// Data is mutable and not aliasable.
786     MutBorrow
787 }
788
789 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
790 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
791 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
792 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
793     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
794     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
795     /// depending on inference.
796     ByValue,
797
798     /// Upvar is captured by reference.
799     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
800 }
801
802 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
803 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
804     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
805     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
806     /// syntax.
807     pub kind: BorrowKind,
808
809     /// Region of the resulting reference.
810     pub region: ty::Region<'tcx>,
811 }
812
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)]
844 pub enum GenericParamDefKind {
845     Lifetime,
846     Type {
847         has_default: bool,
848         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
849         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
850     }
851 }
852
853 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable)]
854 pub struct GenericParamDef {
855     pub name: InternedString,
856     pub def_id: DefId,
857     pub index: u32,
858
859     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
860     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
861     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
862     pub pure_wrt_drop: bool,
863
864     pub kind: GenericParamDefKind,
865 }
866
867 impl GenericParamDef {
868     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
869         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
870             ty::EarlyBoundRegion {
871                 def_id: self.def_id,
872                 index: self.index,
873                 name: self.name,
874             }
875         } else {
876             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
877         }
878     }
879
880     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
881         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
882             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
883         } else {
884             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
885         }
886     }
887 }
888
889 #[derive(Default)]
890 pub struct GenericParamCount {
891     pub lifetimes: usize,
892     pub types: usize,
893 }
894
895 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
896 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
897 ///
898 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
899 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
900 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
901 pub struct Generics {
902     pub parent: Option<DefId>,
903     pub parent_count: usize,
904     pub params: Vec<GenericParamDef>,
905
906     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
907     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
908
909     pub has_self: bool,
910     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
911 }
912
913 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
914     pub fn count(&self) -> usize {
915         self.parent_count + self.params.len()
916     }
917
918     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
919         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
920         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
921         // presence of this method will be a constant reminder.
922         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
923
924         for param in &self.params {
925             match param.kind {
926                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
927                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
928             };
929         }
930
931         own_counts
932     }
933
934     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
935         for param in &self.params {
936             match param.kind {
937                 GenericParamDefKind::Type { .. } => return true,
938                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
939             }
940         }
941         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
942             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
943             parent.requires_monomorphization(tcx)
944         } else {
945             false
946         }
947     }
948
949     pub fn region_param(&'tcx self,
950                         param: &EarlyBoundRegion,
951                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
952                         -> &'tcx GenericParamDef
953     {
954         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
955             let param = &self.params[index as usize];
956             match param.kind {
957                 ty::GenericParamDefKind::Lifetime => param,
958                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
959             }
960         } else {
961             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
962                .region_param(param, tcx)
963         }
964     }
965
966     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
967     pub fn type_param(&'tcx self,
968                       param: &ParamTy,
969                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
970                       -> &'tcx GenericParamDef {
971         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
972             let param = &self.params[index as usize];
973             match param.kind {
974                 ty::GenericParamDefKind::Type {..} => param,
975                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
976             }
977         } else {
978             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
979                .type_param(param, tcx)
980         }
981     }
982 }
983
984 /// Bounds on generics.
985 #[derive(Clone, Default)]
986 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
987     pub parent: Option<DefId>,
988     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
989 }
990
991 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
992 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
993
994 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
995     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
996                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
997         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
998         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
999         instantiated
1000     }
1001
1002     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
1003                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1004         InstantiatedPredicates {
1005             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1006         }
1007     }
1008
1009     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1010                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1011                         substs: &Substs<'tcx>) {
1012         if let Some(def_id) = self.parent {
1013             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1014         }
1015         instantiated.predicates.extend(
1016             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1017         );
1018     }
1019
1020     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1021                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1022         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1023         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1024         instantiated
1025     }
1026
1027     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1028                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1029         if let Some(def_id) = self.parent {
1030             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1031         }
1032         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1033     }
1034
1035     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1036                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1037                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1038     {
1039         assert_eq!(self.parent, None);
1040         InstantiatedPredicates {
1041             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1042                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1043             }).collect()
1044         }
1045     }
1046 }
1047
1048 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1049 pub enum Predicate<'tcx> {
1050     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1051     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1052     /// would be the type parameters.
1053     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1054
1055     /// where `'a: 'b`
1056     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1057
1058     /// where `T: 'a`
1059     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1060
1061     /// where `<T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1062     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1063     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1064
1065     /// no syntax: `T` well-formed
1066     WellFormed(Ty<'tcx>),
1067
1068     /// trait must be object-safe
1069     ObjectSafe(DefId),
1070
1071     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1072     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1073     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1074     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1075
1076     /// `T1 <: T2`
1077     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1078
1079     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1080     ConstEvaluatable(DefId, &'tcx Substs<'tcx>),
1081 }
1082
1083 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1084 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1085 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1086 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1087 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1088 /// item.
1089 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1090     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1091     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1092     /// bounds, it will have no entry.
1093     pub predicates: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>>,
1094
1095     /// An empty vector, useful for cloning.
1096     pub empty_predicate: Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>,
1097 }
1098
1099 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1100     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1101         self
1102     }
1103 }
1104
1105 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1106     /// Performs a substitution suitable for going from a
1107     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1108     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1109     /// substitution in terms of what happens with bound regions.  See
1110     /// lengthy comment below for details.
1111     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1112                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1113                             -> ty::Predicate<'tcx>
1114     {
1115         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1116         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1117         //
1118         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1119         //
1120         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1121         //     trait Bar<'b,'c> { }
1122         //
1123         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1124         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1125         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1126         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1127         // normal substitution.
1128         //
1129         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1130         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1131         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1132         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1133         // `'a`.
1134         //
1135         // Another example to be careful of is this:
1136         //
1137         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1138         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1139         //
1140         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1141         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1142         // reason is similar to the previous example: any impl of
1143         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1144         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1145         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1146         //
1147         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1148         // consider the more complicated scenario:
1149         //
1150         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1151         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1152         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1153         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1154         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1155         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1156         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1157         //   DB index of 1.
1158         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1159         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1160         //   just as we wanted.
1161         //
1162         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1163         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1164         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1165         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1166         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1167         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1168         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1169         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1170         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1171         // substitution code expects equal binding levels in the values
1172         // from the substitution and the value being substituted into, and
1173         // this trick achieves that).
1174
1175         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1176         match *self {
1177             Predicate::Trait(ref binder) =>
1178                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1179             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1180                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1181             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1182                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1183             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1184                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1185             Predicate::Projection(ref binder) =>
1186                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1187             Predicate::WellFormed(data) =>
1188                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1189             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1190                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1191             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1192                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1193             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1194                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1195         }
1196     }
1197 }
1198
1199 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1200 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1201     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1202 }
1203
1204 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1205
1206 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1207     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1208         self.trait_ref.def_id
1209     }
1210
1211     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1212         self.trait_ref.input_types()
1213     }
1214
1215     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1216         self.trait_ref.self_ty()
1217     }
1218 }
1219
1220 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1221     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1222         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1223         self.skip_binder().def_id()
1224     }
1225 }
1226
1227 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1228 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1229 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1230 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1231                                                            ty::Region<'tcx>>;
1232 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1233                                                          ty::Region<'tcx>>;
1234 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1235 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1236
1237 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1238 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1239     pub a_is_expected: bool,
1240     pub a: Ty<'tcx>,
1241     pub b: Ty<'tcx>
1242 }
1243 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1244
1245 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1246 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1247 ///
1248 /// 1. `T: TraitRef<..., Item=Type>`
1249 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1250 ///
1251 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1252 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1253 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1254 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1255 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1256 /// instances to normalize the LHS.
1257 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1258 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1259     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1260     pub ty: Ty<'tcx>,
1261 }
1262
1263 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1264
1265 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1266     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1267     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1268         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1269     }
1270
1271     #[inline]
1272     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1273         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1274         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1275         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1276         // return value, so we are preserving the number of binding
1277         // levels.
1278         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1279     }
1280
1281     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1282         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1283     }
1284
1285     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1286     ///
1287     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1288     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1289     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1290         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1291         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1292     }
1293 }
1294
1295 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1296     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1297 }
1298
1299 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1300     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1301         ty::Binder::dummy(self.clone())
1302     }
1303 }
1304
1305 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1306     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1307         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1308     }
1309 }
1310
1311 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1312     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1313 }
1314
1315 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1316     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1317         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1318             trait_ref: self.clone()
1319         }))
1320     }
1321 }
1322
1323 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1324     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1325         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1326     }
1327 }
1328
1329 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1330     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1331         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1332     }
1333 }
1334
1335 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1336     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1337         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1338     }
1339 }
1340
1341 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1342     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1343         Predicate::Projection(self.clone())
1344     }
1345 }
1346
1347 // A custom iterator used by Predicate::walk_tys.
1348 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1349     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1350           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1351           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1352 {
1353     None,
1354     One(Ty<'tcx>),
1355     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1356     Types(I),
1357     InputTypes(J),
1358     ProjectionTypes(K)
1359 }
1360
1361 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1362     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1363           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1364           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1365 {
1366     type Item = Ty<'tcx>;
1367
1368     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1369         match *self {
1370             WalkTysIter::None => None,
1371             WalkTysIter::One(item) => {
1372                 *self = WalkTysIter::None;
1373                 Some(item)
1374             },
1375             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1376                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1377                 Some(item1)
1378             },
1379             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1380                 iter.next()
1381             },
1382             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1383                 iter.next()
1384             },
1385             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1386                 iter.next()
1387             }
1388         }
1389     }
1390 }
1391
1392 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1393     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1394     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1395     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1396     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1397         match *self {
1398             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1399                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1400             }
1401             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1402                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1403                 WalkTysIter::Two(a, b)
1404             }
1405             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1406                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1407             }
1408             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1409                 WalkTysIter::None
1410             }
1411             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1412                 let inner = data.skip_binder();
1413                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1414                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1415             }
1416             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1417                 WalkTysIter::One(data)
1418             }
1419             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1420                 WalkTysIter::None
1421             }
1422             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1423                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1424             }
1425             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1426                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1427             }
1428         }
1429     }
1430
1431     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1432         match *self {
1433             Predicate::Trait(ref t) => {
1434                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1435             }
1436             Predicate::Projection(..) |
1437             Predicate::Subtype(..) |
1438             Predicate::RegionOutlives(..) |
1439             Predicate::WellFormed(..) |
1440             Predicate::ObjectSafe(..) |
1441             Predicate::ClosureKind(..) |
1442             Predicate::TypeOutlives(..) |
1443             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1444                 None
1445             }
1446         }
1447     }
1448
1449     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1450         match *self {
1451             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1452                 Some(data)
1453             }
1454             Predicate::Trait(..) |
1455             Predicate::Projection(..) |
1456             Predicate::Subtype(..) |
1457             Predicate::RegionOutlives(..) |
1458             Predicate::WellFormed(..) |
1459             Predicate::ObjectSafe(..) |
1460             Predicate::ClosureKind(..) |
1461             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1462                 None
1463             }
1464         }
1465     }
1466 }
1467
1468 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1469 /// parameters.  Should eventually be generalized into a flag list of
1470 /// where clauses.  You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1471 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1472 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1473 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1474 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1475 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1476 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1477 /// their values.
1478 ///
1479 /// Example:
1480 ///
1481 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1482 ///
1483 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1484 /// `[[], [U:Bar<T>]]`.  Now if there were some particular reference
1485 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1486 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1487 #[derive(Clone)]
1488 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1489     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1490 }
1491
1492 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1493     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1494         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1495     }
1496
1497     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1498         self.predicates.is_empty()
1499     }
1500 }
1501
1502 /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1503 /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1504 /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1505 /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1506 /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1507 /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1508 /// new names.
1509 ///
1510 /// To make this more concrete, consider this program:
1511 ///
1512 /// ```
1513 /// struct Foo { }
1514 /// fn bar<T>(x: T) {
1515 ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1516 /// }
1517 /// ```
1518 ///
1519 /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1520 /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1521 /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1522 /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1523 /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1524 /// name it inside the fn type but not outside.
1525 ///
1526 /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1527 /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1528 /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1529 /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1530 /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1531 /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1532 /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1533 /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1534 /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1535 /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1536 /// use for checking generic functions.
1537 newtype_index! {
1538     pub struct UniverseIndex {
1539         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1540     }
1541 }
1542
1543 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1544
1545 impl UniverseIndex {
1546     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1547
1548     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1549     /// is considered to extend all previous universes. This
1550     /// corresponds to entering a `forall` quantifier.  So, for
1551     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1552     ///
1553     /// ```
1554     /// for<'a> fn(&'a u32)
1555     /// ```
1556     ///
1557     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1558     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1559     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1560     /// `U` because it was not in scope there.
1561     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1562         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1563     }
1564
1565     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1566     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1567     /// `other` (`self >= other`).
1568     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1569         self.private >= other.private
1570     }
1571
1572     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1573     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1574     /// those in `other` (`self < other`).
1575     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1576         self.private < other.private
1577     }
1578 }
1579
1580 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1581 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1582 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1583 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1584 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1585 /// another.
1586 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1587 pub struct Placeholder<T> {
1588     pub universe: UniverseIndex,
1589     pub name: T,
1590 }
1591
1592 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1593     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1594 {
1595     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1596         &self,
1597         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1598         hasher: &mut StableHasher<W>
1599     ) {
1600         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1601         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1602     }
1603 }
1604
1605 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1606
1607 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1608
1609 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1610 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1611 /// particular point.
1612 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1613 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1614     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1615     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1616     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1617     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1618
1619     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1620     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1621     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1622     pub reveal: traits::Reveal,
1623
1624     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1625     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1626     /// solver).
1627     pub def_id: Option<DefId>,
1628 }
1629
1630 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1631     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1632     /// there are no where clauses in scope. Hidden types (like `impl
1633     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1634     /// type-checking.
1635     #[inline]
1636     pub fn empty() -> Self {
1637         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1638     }
1639
1640     /// Construct a trait environment with no where clauses in scope
1641     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1642     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1643     /// environments like codegen or doing optimizations.
1644     ///
1645     /// N.B. If you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1646     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1647     #[inline]
1648     pub fn reveal_all() -> Self {
1649         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1650     }
1651
1652     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1653     #[inline]
1654     pub fn new(
1655         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1656         reveal: Reveal,
1657         def_id: Option<DefId>
1658     ) -> Self {
1659         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1660     }
1661
1662     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1663     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1664     /// (even for associated types that are specializable).  This is
1665     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1666     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1667     /// which is the default.
1668     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1669         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1670     }
1671
1672     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1673     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1674         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1675     }
1676
1677     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1678     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1679     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1680     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1681     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1682     /// invisible.
1683     ///
1684     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1685     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1686     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1687     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1688     /// although the surrounding function is never reachable.
1689     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1690         match self.reveal {
1691             Reveal::UserFacing => {
1692                 ParamEnvAnd {
1693                     param_env: self,
1694                     value,
1695                 }
1696             }
1697
1698             Reveal::All => {
1699                 if value.has_placeholders()
1700                     || value.needs_infer()
1701                     || value.has_param_types()
1702                     || value.has_self_ty()
1703                 {
1704                     ParamEnvAnd {
1705                         param_env: self,
1706                         value,
1707                     }
1708                 } else {
1709                     ParamEnvAnd {
1710                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1711                         value,
1712                     }
1713                 }
1714             }
1715         }
1716     }
1717 }
1718
1719 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1720 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1721     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1722     pub value: T,
1723 }
1724
1725 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1726     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1727         (self.param_env, self.value)
1728     }
1729 }
1730
1731 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1732     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1733 {
1734     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1735                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1736                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1737         let ParamEnvAnd {
1738             ref param_env,
1739             ref value
1740         } = *self;
1741
1742         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1743         value.hash_stable(hcx, hasher);
1744     }
1745 }
1746
1747 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
1748 pub struct Destructor {
1749     /// The def-id of the destructor method
1750     pub did: DefId,
1751 }
1752
1753 bitflags! {
1754     pub struct AdtFlags: u32 {
1755         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1756         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1757         const IS_UNION            = 1 << 1;
1758         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1759         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1760         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1761         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1762         const IS_BOX              = 1 << 6;
1763         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1764         const IS_ARC              = 1 << 7;
1765         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1766         const IS_RC               = 1 << 8;
1767         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1768         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1769         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1770     }
1771 }
1772
1773 bitflags! {
1774     pub struct VariantFlags: u32 {
1775         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1776         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1777         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1778     }
1779 }
1780
1781 #[derive(Debug)]
1782 pub struct VariantDef {
1783     /// The variant's `DefId`. If this is a tuple-like struct,
1784     /// this is the `DefId` of the struct's ctor.
1785     pub did: DefId,
1786     pub ident: Ident, // struct's name if this is a struct
1787     pub discr: VariantDiscr,
1788     pub fields: Vec<FieldDef>,
1789     pub ctor_kind: CtorKind,
1790     flags: VariantFlags,
1791 }
1792
1793 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1794     /// Create a new `VariantDef`.
1795     ///
1796     /// - `did` is the DefId used for the variant - for tuple-structs, it is the constructor DefId,
1797     /// and for everything else, it is the variant DefId.
1798     /// - `attribute_def_id` is the DefId that has the variant's attributes.
1799     /// this is the struct DefId for structs, and the variant DefId for variants.
1800     ///
1801     /// Note that we *could* use the constructor DefId, because the constructor attributes
1802     /// redirect to the base attributes, but compiling a small crate requires
1803     /// loading the AdtDefs for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1804     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1805     ///
1806     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1807     /// remove this hack and use the constructor DefId everywhere.
1808     pub fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1809                did: DefId,
1810                ident: Ident,
1811                discr: VariantDiscr,
1812                fields: Vec<FieldDef>,
1813                adt_kind: AdtKind,
1814                ctor_kind: CtorKind,
1815                attribute_def_id: DefId)
1816                -> Self
1817     {
1818         debug!("VariantDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, ident, discr,
1819                fields, adt_kind, ctor_kind, attribute_def_id);
1820         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1821         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(attribute_def_id, "non_exhaustive") {
1822             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", did);
1823             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1824         }
1825         VariantDef {
1826             did,
1827             ident,
1828             discr,
1829             fields,
1830             ctor_kind,
1831             flags
1832         }
1833     }
1834
1835     #[inline]
1836     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1837         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1838     }
1839 }
1840
1841 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1842     did,
1843     ident -> (ident.name),
1844     discr,
1845     fields,
1846     ctor_kind,
1847     flags
1848 });
1849
1850 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1851 pub enum VariantDiscr {
1852     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1853     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1854     Explicit(DefId),
1855
1856     /// The previous variant's discriminant plus one.
1857     /// For efficiency reasons, the distance from the
1858     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1859     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1860     Relative(u32),
1861 }
1862
1863 #[derive(Debug)]
1864 pub struct FieldDef {
1865     pub did: DefId,
1866     pub ident: Ident,
1867     pub vis: Visibility,
1868 }
1869
1870 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1871 ///
1872 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs`
1873 /// table.
1874 pub struct AdtDef {
1875     pub did: DefId,
1876     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1877     flags: AdtFlags,
1878     pub repr: ReprOptions,
1879 }
1880
1881 impl PartialOrd for AdtDef {
1882     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1883         Some(self.cmp(&other))
1884     }
1885 }
1886
1887 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1888 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1889 impl Ord for AdtDef {
1890     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1891         self.did.cmp(&other.did)
1892     }
1893 }
1894
1895 impl PartialEq for AdtDef {
1896     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1897     #[inline]
1898     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1899 }
1900
1901 impl Eq for AdtDef {}
1902
1903 impl Hash for AdtDef {
1904     #[inline]
1905     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1906         (self as *const AdtDef).hash(s)
1907     }
1908 }
1909
1910 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1911     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1912         self.did.encode(s)
1913     }
1914 }
1915
1916 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1917
1918
1919 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1920     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1921                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1922                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1923         thread_local! {
1924             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1925         }
1926
1927         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1928             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1929             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1930                 let ty::AdtDef {
1931                     did,
1932                     ref variants,
1933                     ref flags,
1934                     ref repr,
1935                 } = *self;
1936
1937                 let mut hasher = StableHasher::new();
1938                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1939                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1940                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1941                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1942
1943                 hasher.finish()
1944            })
1945         });
1946
1947         hash.hash_stable(hcx, hasher);
1948     }
1949 }
1950
1951 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
1952 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
1953
1954 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
1955     fn into(self) -> DataTypeKind {
1956         match self {
1957             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
1958             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
1959             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
1960         }
1961     }
1962 }
1963
1964 bitflags! {
1965     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1966     pub struct ReprFlags: u8 {
1967         const IS_C               = 1 << 0;
1968         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1969         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1970         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1971         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1972
1973         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1974         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
1975                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
1976                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1977     }
1978 }
1979
1980 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
1981     bits
1982 });
1983
1984 /// Represents the repr options provided by the user,
1985 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1986 pub struct ReprOptions {
1987     pub int: Option<attr::IntType>,
1988     pub align: u32,
1989     pub pack: u32,
1990     pub flags: ReprFlags,
1991 }
1992
1993 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
1994     align,
1995     pack,
1996     int,
1997     flags
1998 });
1999
2000 impl ReprOptions {
2001     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2002         let mut flags = ReprFlags::empty();
2003         let mut size = None;
2004         let mut max_align = 0;
2005         let mut min_pack = 0;
2006         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2007             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2008                 flags.insert(match r {
2009                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2010                     attr::ReprPacked(pack) => {
2011                         min_pack = if min_pack > 0 {
2012                             cmp::min(pack, min_pack)
2013                         } else {
2014                             pack
2015                         };
2016                         ReprFlags::empty()
2017                     },
2018                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2019                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2020                     attr::ReprInt(i) => {
2021                         size = Some(i);
2022                         ReprFlags::empty()
2023                     },
2024                     attr::ReprAlign(align) => {
2025                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2026                         ReprFlags::empty()
2027                     },
2028                 });
2029             }
2030         }
2031
2032         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2033         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.item_path_str(did))) {
2034             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2035         }
2036         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2037     }
2038
2039     #[inline]
2040     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2041     #[inline]
2042     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2043     #[inline]
2044     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2045     #[inline]
2046     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2047     #[inline]
2048     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2049
2050     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2051         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2052     }
2053
2054     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2055     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2056     /// single pointer.
2057     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2058         self.c() || self.int.is_some()
2059     }
2060
2061     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2062     /// optimizations, such as with repr(C), repr(packed(1)), or repr(<int>).
2063     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2064         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.pack == 1 ||
2065             self.int.is_some()
2066     }
2067
2068     /// Returns true if this `#[repr()]` should inhibit union abi optimisations
2069     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2070         self.c()
2071     }
2072
2073 }
2074
2075 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2076     fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2077            did: DefId,
2078            kind: AdtKind,
2079            variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2080            repr: ReprOptions) -> Self {
2081         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2082         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2083
2084         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
2085             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2086             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2087         }
2088         flags |= match kind {
2089             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2090             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2091             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2092         };
2093
2094         if let AdtKind::Struct = kind {
2095             let variant_def = &variants[VariantIdx::new(0)];
2096             let def_key = tcx.def_key(variant_def.did);
2097             match def_key.disambiguated_data.data {
2098                 DefPathData::StructCtor => flags |= AdtFlags::HAS_CTOR,
2099                 _ => (),
2100             }
2101         }
2102
2103         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2104         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
2105             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2106         }
2107         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2108             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2109         }
2110         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2111             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2112         }
2113         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2114             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2115         }
2116         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2117             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2118         }
2119
2120         AdtDef {
2121             did,
2122             variants,
2123             flags,
2124             repr,
2125         }
2126     }
2127
2128     #[inline]
2129     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2130         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2131     }
2132
2133     #[inline]
2134     pub fn is_union(&self) -> bool {
2135         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2136     }
2137
2138     #[inline]
2139     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2140         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2141     }
2142
2143     #[inline]
2144     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2145         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2146     }
2147
2148     /// Returns the kind of the ADT.
2149     #[inline]
2150     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2151         if self.is_enum() {
2152             AdtKind::Enum
2153         } else if self.is_union() {
2154             AdtKind::Union
2155         } else {
2156             AdtKind::Struct
2157         }
2158     }
2159
2160     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2161         match self.adt_kind() {
2162             AdtKind::Struct => "struct",
2163             AdtKind::Union => "union",
2164             AdtKind::Enum => "enum",
2165         }
2166     }
2167
2168     #[inline]
2169     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2170         match self.adt_kind() {
2171             AdtKind::Struct => "struct",
2172             AdtKind::Union => "union",
2173             AdtKind::Enum => "variant",
2174         }
2175     }
2176
2177     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2178     #[inline]
2179     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2180         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2181     }
2182
2183     /// Returns whether this type is `#[fundamental]` for the purposes
2184     /// of coherence checking.
2185     #[inline]
2186     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2187         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2188     }
2189
2190     /// Returns `true` if this is PhantomData<T>.
2191     #[inline]
2192     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2193         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2194     }
2195
2196     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2197     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2198         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2199     }
2200
2201     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2202     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2203         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2204     }
2205
2206     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2207     #[inline]
2208     pub fn is_box(&self) -> bool {
2209         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2210     }
2211
2212     /// Returns whether this type has a destructor.
2213     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2214         self.destructor(tcx).is_some()
2215     }
2216
2217     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2218     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2219         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2220         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2221     }
2222
2223     #[inline]
2224     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Lrc<GenericPredicates<'gcx>> {
2225         tcx.predicates_of(self.did)
2226     }
2227
2228     /// Returns an iterator over all fields contained
2229     /// by this ADT.
2230     #[inline]
2231     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2232         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2233     }
2234
2235     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2236         !self.variants.is_empty() &&
2237             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2238     }
2239
2240     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2241         self.variants
2242             .iter()
2243             .find(|v| v.did == vid)
2244             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2245     }
2246
2247     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2248         self.variants
2249             .iter_enumerated()
2250             .find(|(_, v)| v.did == vid)
2251             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2252             .0
2253     }
2254
2255     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
2256         match def {
2257             Def::Variant(vid) | Def::VariantCtor(vid, ..) => self.variant_with_id(vid),
2258             Def::Struct(..) | Def::StructCtor(..) | Def::Union(..) |
2259             Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) | Def::SelfTy(..) |
2260             Def::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2261             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
2262         }
2263     }
2264
2265     #[inline]
2266     pub fn eval_explicit_discr(
2267         &self,
2268         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2269         expr_did: DefId,
2270     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2271         let param_env = ParamEnv::empty();
2272         let repr_type = self.repr.discr_type();
2273         let substs = Substs::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2274         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2275         let cid = GlobalId {
2276             instance,
2277             promoted: None
2278         };
2279         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2280             Ok(val) => {
2281                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2282                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2283                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2284                     Some(Discr {
2285                         val: b,
2286                         ty: val.ty,
2287                     })
2288                 } else {
2289                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2290                     ::mir::interpret::struct_error(
2291                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2292                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2293                     ).emit();
2294                     None
2295                 }
2296             }
2297             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2298                 if !expr_did.is_local() {
2299                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2300                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2301                          in its crate but failed locally");
2302                 }
2303                 None
2304             }
2305             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2306                 tcx.def_span(expr_did),
2307                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2308             ),
2309         }
2310     }
2311
2312     #[inline]
2313     pub fn discriminants(
2314         &'a self,
2315         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2316     ) -> impl Iterator<Item=(VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2317         let repr_type = self.repr.discr_type();
2318         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2319         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2320         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2321             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2322             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2323                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2324                     discr = new_discr;
2325                 }
2326             }
2327             prev_discr = Some(discr);
2328
2329             (i, discr)
2330         })
2331     }
2332
2333     /// Compute the discriminant value used by a specific variant.
2334     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2335     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2336     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2337     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2338     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2339                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2340                                     variant_index: VariantIdx)
2341                                     -> Discr<'tcx> {
2342         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2343         let explicit_value = val
2344             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2345             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2346         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2347     }
2348
2349     /// Yields a DefId for the discriminant and an offset to add to it
2350     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2351     /// inferred discriminant directly
2352     pub fn discriminant_def_for_variant(
2353         &self,
2354         variant_index: VariantIdx,
2355     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2356         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2357         let expr_did;
2358         loop {
2359             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2360                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2361                     expr_did = None;
2362                     break;
2363                 },
2364                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2365                     explicit_index -= distance;
2366                 }
2367                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2368                     expr_did = Some(did);
2369                     break;
2370                 }
2371             }
2372         }
2373         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2374     }
2375
2376     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2377         tcx.adt_destructor(self.did)
2378     }
2379
2380     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2381     /// if that type is Sized, or `TyErr` if this type is recursive.
2382     ///
2383     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is Sized is
2384     /// actually more expressive than checking all members:
2385     /// the Sized trait is inductive, so an associated type that references
2386     /// Self would prevent its containing ADT from being Sized.
2387     ///
2388     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2389     /// the associated type is behind a pointer, e.g., issue #31299.
2390     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2391         match tcx.try_adt_sized_constraint(DUMMY_SP, self.did) {
2392             Ok(tys) => tys,
2393             Err(mut bug) => {
2394                 debug!("adt_sized_constraint: {:?} is recursive", self);
2395                 // This should be reported as an error by `check_representable`.
2396                 //
2397                 // Consider the type as Sized in the meanwhile to avoid
2398                 // further errors. Delay our `bug` diagnostic here to get
2399                 // emitted later as well in case we accidentally otherwise don't
2400                 // emit an error.
2401                 bug.delay_as_bug();
2402                 tcx.intern_type_list(&[tcx.types.err])
2403             }
2404         }
2405     }
2406
2407     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2408                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2409                                ty: Ty<'tcx>)
2410                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2411         let result = match ty.sty {
2412             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2413             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2414             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2415                 vec![]
2416             }
2417
2418             Str |
2419             Dynamic(..) |
2420             Slice(_) |
2421             Foreign(..) |
2422             Error |
2423             GeneratorWitness(..) => {
2424                 // these are never sized - return the target type
2425                 vec![ty]
2426             }
2427
2428             Tuple(ref tys) => {
2429                 match tys.last() {
2430                     None => vec![],
2431                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty)
2432                 }
2433             }
2434
2435             Adt(adt, substs) => {
2436                 // recursive case
2437                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2438                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2439                        ty, adt_tys);
2440                 adt_tys.iter()
2441                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2442                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2443                        .collect()
2444             }
2445
2446             Projection(..) | Opaque(..) => {
2447                 // must calculate explicitly.
2448                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2449                 vec![ty]
2450             }
2451
2452             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2453
2454             Param(..) => {
2455                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2456                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2457                 // it on the impl.
2458
2459                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2460                     Some(x) => x,
2461                     _ => return vec![ty]
2462                 };
2463                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2464                     def_id: sized_trait,
2465                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2466                 }).to_predicate();
2467                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2468                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2469                     vec![]
2470                 } else {
2471                     vec![ty]
2472                 }
2473             }
2474
2475             Placeholder(..) |
2476             Bound(..) |
2477             Infer(..) => {
2478                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2479                      ty)
2480             }
2481         };
2482         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2483         result
2484     }
2485 }
2486
2487 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2488     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: &Substs<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2489         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2490     }
2491 }
2492
2493 /// Represents the various closure traits in the Rust language. This
2494 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2495 /// desugaring) argument that the closure expects.
2496 ///
2497 /// You can get the environment type of a closure using
2498 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2499 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2500 pub enum ClosureKind {
2501     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2502     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2503     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2504     Fn,
2505     FnMut,
2506     FnOnce,
2507 }
2508
2509 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2510     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2511     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2512
2513     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2514         match *self {
2515             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2516             ClosureKind::FnMut => {
2517                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2518             }
2519             ClosureKind::FnOnce => {
2520                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2521             }
2522         }
2523     }
2524
2525     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2526     /// must also implement `other`.
2527     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2528         match (self, other) {
2529             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2530             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2531             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2532             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2533             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2534             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2535             _ => false,
2536         }
2537     }
2538
2539     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2540     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2541     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2542         match self {
2543             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2544             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2545             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2546         }
2547     }
2548 }
2549
2550 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2551     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2552     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2553     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2554     /// structs or variants. For example:
2555     ///
2556     /// ```notrust
2557     /// isize => { isize }
2558     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2559     /// [isize] => { [isize], isize }
2560     /// ```
2561     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2562         TypeWalker::new(self)
2563     }
2564
2565     /// Iterator that walks the immediate children of `self`.  Hence
2566     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2567     /// (but not `i32`, like `walk`).
2568     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2569         walk::walk_shallow(self)
2570     }
2571
2572     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2573     /// callback `f` on each type. If the callback returns false, then the
2574     /// children of the current type are ignored.
2575     ///
2576     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2577     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2578         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2579     {
2580         let mut walker = self.walk();
2581         while let Some(ty) = walker.next() {
2582             if !f(ty) {
2583                 walker.skip_current_subtree();
2584             }
2585         }
2586     }
2587 }
2588
2589 impl BorrowKind {
2590     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2591         match m {
2592             hir::MutMutable => MutBorrow,
2593             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2594         }
2595     }
2596
2597     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2598     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2599     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2600     /// question.
2601     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2602         match self {
2603             MutBorrow => hir::MutMutable,
2604             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2605
2606             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2607             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2608             // and hence is a safe "over approximation".
2609             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2610         }
2611     }
2612
2613     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2614         match *self {
2615             MutBorrow => "mutable",
2616             ImmBorrow => "immutable",
2617             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2618         }
2619     }
2620 }
2621
2622 #[derive(Debug, Clone)]
2623 pub enum Attributes<'gcx> {
2624     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2625     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2626 }
2627
2628 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2629     type Target = [ast::Attribute];
2630
2631     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2632         match self {
2633             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2634             &Attributes::Borrowed(data) => data
2635         }
2636     }
2637 }
2638
2639 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2640 pub enum ImplOverlapKind {
2641     /// These impls are always allowed to overlap.
2642     Permitted,
2643     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2644     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2645     ///
2646     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2647     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2648     ///
2649     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2650     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2651     ///
2652     /// ```
2653     /// trait Trait {}
2654     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2655     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2656     /// ```
2657     ///
2658     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2659     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2660     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2661     /// overlapping impls for it is sound.
2662     ///
2663     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2664     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2665     /// it has the following restrictions:
2666     ///
2667     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2668     /// positive impls.
2669     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2670     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2671     /// marker traits.
2672     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2673     ///
2674     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2675     Issue33140
2676 }
2677
2678 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2679     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2680         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2681     }
2682
2683     /// Returns an iterator of the def-ids for all body-owners in this
2684     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2685     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2686     pub fn body_owners(
2687         self,
2688     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2689         self.hir().krate()
2690                   .body_ids
2691                   .iter()
2692                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2693     }
2694
2695     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2696         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2697             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2698         });
2699     }
2700
2701     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2702         match self.hir().find(id) {
2703             Some(Node::Expr(e)) => {
2704                 e.span
2705             }
2706             Some(f) => {
2707                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2708             }
2709             None => {
2710                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2711             }
2712         }
2713     }
2714
2715     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2716         self.associated_items(id)
2717             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2718             .collect()
2719     }
2720
2721     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2722         self.associated_items(did).any(|item| {
2723             item.relevant_for_never()
2724         })
2725     }
2726
2727     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2728         let is_associated_item = if let Some(node_id) = self.hir().as_local_node_id(def_id) {
2729             match self.hir().get(node_id) {
2730                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2731                 _ => false,
2732             }
2733         } else {
2734             match self.describe_def(def_id).expect("no def for def-id") {
2735                 Def::AssociatedConst(_) | Def::Method(_) | Def::AssociatedTy(_) => true,
2736                 _ => false,
2737             }
2738         };
2739
2740         if is_associated_item {
2741             Some(self.associated_item(def_id))
2742         } else {
2743             None
2744         }
2745     }
2746
2747     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2748                                            parent_def_id: DefId,
2749                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2750                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2751                                            -> AssociatedItem {
2752         let def_id = self.hir().local_def_id(trait_item_ref.id.node_id);
2753         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2754             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2755             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2756                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2757             }
2758             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2759             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2760         };
2761
2762         AssociatedItem {
2763             ident: trait_item_ref.ident,
2764             kind,
2765             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2766             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.node_id, self),
2767             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2768             def_id,
2769             container: TraitContainer(parent_def_id),
2770             method_has_self_argument: has_self
2771         }
2772     }
2773
2774     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2775                                           parent_def_id: DefId,
2776                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2777                                           -> AssociatedItem {
2778         let def_id = self.hir().local_def_id(impl_item_ref.id.node_id);
2779         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2780             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2781             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2782                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2783             }
2784             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2785             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2786         };
2787
2788         AssociatedItem {
2789             ident: impl_item_ref.ident,
2790             kind,
2791             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2792             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.node_id, self),
2793             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2794             def_id,
2795             container: ImplContainer(parent_def_id),
2796             method_has_self_argument: has_self
2797         }
2798     }
2799
2800     pub fn field_index(self, node_id: NodeId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2801         let hir_id = self.hir().node_to_hir_id(node_id);
2802         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2803     }
2804
2805     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2806         variant.fields.iter().position(|field| {
2807             self.adjust_ident(ident, variant.did, DUMMY_NODE_ID).0 == field.ident.modern()
2808         })
2809     }
2810
2811     pub fn associated_items(
2812         self,
2813         def_id: DefId,
2814     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2815         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2816         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2817         // in place, so we use a hand-written iterator.
2818         //
2819         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2820         AssociatedItemsIterator {
2821             tcx: self,
2822             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2823             next_index: 0,
2824         }
2825     }
2826
2827     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2828     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2829     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2830                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2831     {
2832         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2833             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2834                 .map_or(false, |trait_ref| {
2835                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2836                 });
2837             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2838                 .map_or(false, |trait_ref| {
2839                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2840                 });
2841             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2842                 && trait1_is_empty
2843                 && trait2_is_empty
2844         } else {
2845             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2846                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2847                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2848             };
2849             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2850                 && is_marker_impl(def_id1)
2851                 && is_marker_impl(def_id2)
2852         };
2853
2854         if is_legit {
2855             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2856                   def_id1, def_id2);
2857             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2858         } else {
2859             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2860                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2861                     if self_ty1 == self_ty2 {
2862                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2863                                def_id1, def_id2);
2864                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2865                     } else {
2866                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2867                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2868                     }
2869                 }
2870             }
2871
2872             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2873                   def_id1, def_id2);
2874             None
2875         }
2876     }
2877
2878     // Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2879     // or variant or their constructors, panics otherwise.
2880     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2881         match def {
2882             Def::Variant(did) | Def::VariantCtor(did, ..) => {
2883                 let enum_did = self.parent_def_id(did).unwrap();
2884                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2885             }
2886             Def::Struct(did) | Def::Union(did) => {
2887                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2888             }
2889             Def::StructCtor(ctor_did, ..) => {
2890                 let did = self.parent_def_id(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2891                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2892             }
2893             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2894         }
2895     }
2896
2897     /// Given a `VariantDef`, returns the def-id of the `AdtDef` of which it is a part.
2898     pub fn adt_def_id_of_variant(self, variant_def: &'tcx VariantDef) -> DefId {
2899         let def_key = self.def_key(variant_def.did);
2900         match def_key.disambiguated_data.data {
2901             // for enum variants and tuple structs, the def-id of the ADT itself
2902             // is the *parent* of the variant
2903             DefPathData::EnumVariant(..) | DefPathData::StructCtor =>
2904                 DefId { krate: variant_def.did.krate, index: def_key.parent.unwrap() },
2905
2906             // otherwise, for structs and unions, they share a def-id
2907             _ => variant_def.did,
2908         }
2909     }
2910
2911     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2912         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2913             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2914         } else {
2915             let def_key = self.def_key(id);
2916             // The name of a StructCtor is that of its struct parent.
2917             if let hir_map::DefPathData::StructCtor = def_key.disambiguated_data.data {
2918                 self.item_name(DefId {
2919                     krate: id.krate,
2920                     index: def_key.parent.unwrap()
2921                 })
2922             } else {
2923                 def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2924                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2925                 })
2926             }
2927         }
2928     }
2929
2930     /// Return the possibly-auto-generated MIR of a (DefId, Subst) pair.
2931     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
2932                         -> &'gcx Mir<'gcx>
2933     {
2934         match instance {
2935             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2936                 self.optimized_mir(did)
2937             }
2938             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2939             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2940             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2941             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2942             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2943             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
2944             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
2945                 self.mir_shims(instance)
2946             }
2947         }
2948     }
2949
2950     /// Given the DefId of an item, returns its MIR, borrowed immutably.
2951     /// Returns None if there is no MIR for the DefId
2952     pub fn maybe_optimized_mir(self, did: DefId) -> Option<&'gcx Mir<'gcx>> {
2953         if self.is_mir_available(did) {
2954             Some(self.optimized_mir(did))
2955         } else {
2956             None
2957         }
2958     }
2959
2960     /// Get the attributes of a definition.
2961     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
2962         if let Some(id) = self.hir().as_local_node_id(did) {
2963             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
2964         } else {
2965             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
2966         }
2967     }
2968
2969     /// Determine whether an item is annotated with an attribute.
2970     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
2971         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2972     }
2973
2974     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2975     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2976         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2977     }
2978
2979     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2980         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2981     }
2982
2983     /// Given the def-id of an impl, return the def_id of the trait it implements.
2984     /// If it implements no trait, return `None`.
2985     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2986         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2987     }
2988
2989     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, return the
2990     /// def-id of the impl that the method belongs to. Otherwise, return `None`.
2991     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2992         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
2993             if let Some(Def::Method(_)) = self.describe_def(def_id) {
2994                 Some(self.associated_item(def_id))
2995             } else {
2996                 None
2997             }
2998         } else {
2999             self.opt_associated_item(def_id)
3000         };
3001
3002         item.and_then(|trait_item|
3003             match trait_item.container {
3004                 TraitContainer(_) => None,
3005                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3006             }
3007         )
3008     }
3009
3010     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3011     /// with the name of the crate containing the impl.
3012     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3013         if impl_did.is_local() {
3014             let node_id = self.hir().as_local_node_id(impl_did).unwrap();
3015             Ok(self.hir().span(node_id))
3016         } else {
3017             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3018         }
3019     }
3020
3021     // Hygienically compare a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with its
3022     // supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3023     // definition's parent/scope to perform comparison.
3024     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3025         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, DUMMY_NODE_ID).0 == def_name.modern()
3026     }
3027
3028     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: NodeId) -> (Ident, DefId) {
3029         ident = ident.modern();
3030         let target_expansion = match scope.krate {
3031             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3032             _ => Mark::root(),
3033         };
3034         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
3035             Some(actual_expansion) =>
3036                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3037             None if block == DUMMY_NODE_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
3038             None => self.hir().get_module_parent(block),
3039         };
3040         (ident, scope)
3041     }
3042 }
3043
3044 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
3045     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
3046     def_ids: Lrc<Vec<DefId>>,
3047     next_index: usize,
3048 }
3049
3050 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
3051     type Item = AssociatedItem;
3052
3053     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
3054         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3055         self.next_index += 1;
3056         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3057     }
3058 }
3059
3060 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
3061     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: NodeId, f: F) -> T where
3062         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
3063     {
3064         let def_id = self.hir().local_def_id(fid);
3065         match self.freevars(def_id) {
3066             None => f(&[]),
3067             Some(d) => f(&d),
3068         }
3069     }
3070 }
3071
3072 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
3073     let id = tcx.hir().as_local_node_id(def_id).unwrap();
3074     let parent_id = tcx.hir().get_parent(id);
3075     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id(parent_id);
3076     let parent_item = tcx.hir().expect_item(parent_id);
3077     match parent_item.node {
3078         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3079             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
3080                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3081                                                                         impl_item_ref);
3082                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3083                 return assoc_item;
3084             }
3085         }
3086
3087         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3088             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
3089                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3090                                                                          &parent_item.vis,
3091                                                                          trait_item_ref);
3092                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3093                 return assoc_item;
3094             }
3095         }
3096
3097         _ => { }
3098     }
3099
3100     span_bug!(parent_item.span,
3101               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3102               parent_item.node)
3103 }
3104
3105 /// Calculates the Sized-constraint.
3106 ///
3107 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3108 ///     - an obviously-unsized type
3109 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3110 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3111 ///       such.
3112 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3113 ///       check should catch this case.
3114 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3115                                   def_id: DefId)
3116                                   -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
3117     let def = tcx.adt_def(def_id);
3118
3119     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3120         v.fields.last()
3121     }).flat_map(|f| {
3122         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3123     }));
3124
3125     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3126
3127     result
3128 }
3129
3130 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3131                                      def_id: DefId)
3132                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
3133     let id = tcx.hir().as_local_node_id(def_id).unwrap();
3134     let item = tcx.hir().expect_item(id);
3135     let vec: Vec<_> = match item.node {
3136         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3137             trait_item_refs.iter()
3138                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3139                            .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.node_id))
3140                            .collect()
3141         }
3142         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3143             impl_item_refs.iter()
3144                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3145                           .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.node_id))
3146                           .collect()
3147         }
3148         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => vec![],
3149         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3150     };
3151     Lrc::new(vec)
3152 }
3153
3154 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3155     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3156 }
3157
3158 /// If the given def ID describes an item belonging to a trait,
3159 /// return the ID of the trait that the trait item belongs to.
3160 /// Otherwise, return `None`.
3161 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3162     tcx.opt_associated_item(def_id)
3163         .and_then(|associated_item| {
3164             match associated_item.container {
3165                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3166                 ImplContainer(_) => None
3167             }
3168         })
3169 }
3170
3171 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3172 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3173     if let Some(node_id) = tcx.hir().as_local_node_id(def_id) {
3174         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(node_id) {
3175             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3176                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3177             }
3178         }
3179     }
3180     None
3181 }
3182
3183 /// Returns `true` if `def_id` is a trait alias.
3184 pub fn is_trait_alias(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> bool {
3185     if let Some(node_id) = tcx.hir().as_local_node_id(def_id) {
3186         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(node_id) {
3187             if let hir::ItemKind::TraitAlias(..) = item.node {
3188                 return true;
3189             }
3190         }
3191     }
3192     false
3193 }
3194
3195 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3196 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3197                        def_id: DefId)
3198                        -> ParamEnv<'tcx>
3199 {
3200     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3201     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3202         return param_env(tcx, parent);
3203     }
3204     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3205
3206     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3207         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3208
3209     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3210     // case they contain any associated type projections. This process
3211     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3212     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3213     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3214     // right to me, because constructing the environment feels like a
3215     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3216     // a better place. In practice, we construct environments for
3217     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3218     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3219     // sure that this will succeed without errors anyway.
3220
3221     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3222         tcx.intern_predicates(&predicates),
3223         traits::Reveal::UserFacing,
3224         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3225     );
3226
3227     let body_id = tcx.hir().as_local_node_id(def_id).map_or(DUMMY_NODE_ID, |id| {
3228         tcx.hir().maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.node_id)
3229     });
3230     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3231     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3232 }
3233
3234 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3235                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3236     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3237     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3238 }
3239
3240 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3241                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3242     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3243     tcx.crate_name.clone()
3244 }
3245
3246 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3247                         crate_num: CrateNum)
3248                         -> Svh {
3249     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3250     tcx.hir().crate_hash
3251 }
3252
3253 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3254                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3255                                         -> usize {
3256     match instance_def {
3257         InstanceDef::Item(..) |
3258         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3259             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3260             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3261         },
3262         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3263         _ => 1
3264     }
3265 }
3266
3267 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, return its self type. Otherwise
3268 /// return None.
3269 ///
3270 /// See ImplOverlapKind::Issue33140 for more details.
3271 fn issue33140_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3272                                 def_id: DefId)
3273                                 -> Option<Ty<'tcx>>
3274 {
3275     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3276
3277     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3278         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3279     });
3280
3281     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3282
3283     let is_marker_like =
3284         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3285         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3286
3287     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3288     if !is_marker_like {
3289         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3290         return None;
3291     }
3292
3293     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3294     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3295         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3296         return None;
3297     }
3298
3299     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3300     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3301         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3302         return None;
3303     }
3304
3305     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3306     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3307         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3308         _ => false
3309     };
3310
3311     if self_ty_matches {
3312         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3313         Some(self_ty)
3314     } else {
3315         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3316         None
3317     }
3318 }
3319
3320 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3321     context::provide(providers);
3322     erase_regions::provide(providers);
3323     layout::provide(providers);
3324     util::provide(providers);
3325     constness::provide(providers);
3326     *providers = ty::query::Providers {
3327         associated_item,
3328         associated_item_def_ids,
3329         adt_sized_constraint,
3330         def_span,
3331         param_env,
3332         trait_of_item,
3333         crate_disambiguator,
3334         original_crate_name,
3335         crate_hash,
3336         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3337         instance_def_size_estimate,
3338         issue33140_self_ty,
3339         ..*providers
3340     };
3341 }
3342
3343 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3344 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3345 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3346 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3347 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3348 #[derive(Clone, Debug, Default)]
3349 pub struct CrateInherentImpls {
3350     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
3351 }
3352
3353 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3354 pub struct SymbolName {
3355     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3356     // this be a `&'tcx str`.
3357     pub name: InternedString
3358 }
3359
3360 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3361     name
3362 });
3363
3364 impl SymbolName {
3365     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3366         SymbolName {
3367             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
3368         }
3369     }
3370
3371     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3372         self.name.as_str()
3373     }
3374 }
3375
3376 impl fmt::Display for SymbolName {
3377     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3378         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3379     }
3380 }
3381
3382 impl fmt::Debug for SymbolName {
3383     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3384         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3385     }
3386 }