]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Rollup merge of #55945 - oli-obk:static_assert_arg_type, r=michaelwoerister
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // Copyright 2012-2015 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 pub use self::Variance::*;
12 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
13 pub use self::BorrowKind::*;
14 pub use self::IntVarValue::*;
15 pub use self::fold::TypeFoldable;
16
17 use hir::{map as hir_map, FreevarMap, TraitMap};
18 use hir::Node;
19 use hir::def::{Def, CtorKind, ExportMap};
20 use hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
21 use hir::map::DefPathData;
22 use rustc_data_structures::svh::Svh;
23 use ich::Fingerprint;
24 use ich::StableHashingContext;
25 use infer::canonical::Canonical;
26 use middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
27 use middle::privacy::AccessLevels;
28 use middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
29 use mir::Mir;
30 use mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
31 use mir::GeneratorLayout;
32 use session::CrateDisambiguator;
33 use traits::{self, Reveal};
34 use ty;
35 use ty::layout::VariantIdx;
36 use ty::subst::{Subst, Substs};
37 use ty::util::{IntTypeExt, Discr};
38 use ty::walk::TypeWalker;
39 use util::captures::Captures;
40 use util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
41 use arena::SyncDroplessArena;
42 use session::DataTypeKind;
43
44 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
45 use std::cell::RefCell;
46 use std::cmp::{self, Ordering};
47 use std::fmt;
48 use std::hash::{Hash, Hasher};
49 use std::ops::Deref;
50 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
51 use std::slice;
52 use std::{mem, ptr};
53 use syntax::ast::{self, DUMMY_NODE_ID, Name, Ident, NodeId};
54 use syntax::attr;
55 use syntax::ext::hygiene::Mark;
56 use syntax::symbol::{keywords, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
57 use syntax_pos::{DUMMY_SP, Span};
58
59 use smallvec;
60 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
61 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
62                                            HashStable};
63
64 use hir;
65
66 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
67 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
68 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
69 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
70 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
71 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
72 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
73 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
74 pub use self::sty::RegionKind;
75 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, RegionVid};
76 pub use self::sty::BoundRegion::*;
77 pub use self::sty::InferTy::*;
78 pub use self::sty::RegionKind::*;
79 pub use self::sty::TyKind::*;
80
81 pub use self::binding::BindingMode;
82 pub use self::binding::BindingMode::*;
83
84 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
85 pub use self::context::{Lift, TypeckTables};
86
87 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
88
89 pub use self::trait_def::TraitDef;
90
91 pub use self::query::queries;
92
93 pub mod adjustment;
94 pub mod binding;
95 pub mod cast;
96 #[macro_use]
97 pub mod codec;
98 mod constness;
99 pub mod error;
100 mod erase_regions;
101 pub mod fast_reject;
102 pub mod fold;
103 pub mod inhabitedness;
104 pub mod item_path;
105 pub mod layout;
106 pub mod _match;
107 pub mod outlives;
108 pub mod query;
109 pub mod relate;
110 pub mod steal;
111 pub mod subst;
112 pub mod trait_def;
113 pub mod walk;
114 pub mod wf;
115 pub mod util;
116
117 mod context;
118 mod flags;
119 mod instance;
120 mod structural_impls;
121 mod sty;
122
123 // Data types
124
125 /// The complete set of all analyses described in this module. This is
126 /// produced by the driver and fed to codegen and later passes.
127 ///
128 /// NB: These contents are being migrated into queries using the
129 /// *on-demand* infrastructure.
130 #[derive(Clone)]
131 pub struct CrateAnalysis {
132     pub access_levels: Lrc<AccessLevels>,
133     pub name: String,
134     pub glob_map: Option<hir::GlobMap>,
135 }
136
137 #[derive(Clone)]
138 pub struct Resolutions {
139     pub freevars: FreevarMap,
140     pub trait_map: TraitMap,
141     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
142     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
143     pub export_map: ExportMap,
144     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
145     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
146     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
147 }
148
149 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug)]
150 pub enum AssociatedItemContainer {
151     TraitContainer(DefId),
152     ImplContainer(DefId),
153 }
154
155 impl AssociatedItemContainer {
156     /// Asserts that this is the def-id of an associated item declared
157     /// in a trait, and returns the trait def-id.
158     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
159         match *self {
160             TraitContainer(id) => id,
161             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
162         }
163     }
164
165     pub fn id(&self) -> DefId {
166         match *self {
167             TraitContainer(id) => id,
168             ImplContainer(id) => id,
169         }
170     }
171 }
172
173 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
174 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
175 /// bounds/where clauses).
176 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
177 pub struct ImplHeader<'tcx> {
178     pub impl_def_id: DefId,
179     pub self_ty: Ty<'tcx>,
180     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
181     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
182 }
183
184 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq)]
185 pub struct AssociatedItem {
186     pub def_id: DefId,
187     pub ident: Ident,
188     pub kind: AssociatedKind,
189     pub vis: Visibility,
190     pub defaultness: hir::Defaultness,
191     pub container: AssociatedItemContainer,
192
193     /// Whether this is a method with an explicit self
194     /// as its first argument, allowing method calls.
195     pub method_has_self_argument: bool,
196 }
197
198 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
199 pub enum AssociatedKind {
200     Const,
201     Method,
202     Existential,
203     Type
204 }
205
206 impl AssociatedItem {
207     pub fn def(&self) -> Def {
208         match self.kind {
209             AssociatedKind::Const => Def::AssociatedConst(self.def_id),
210             AssociatedKind::Method => Def::Method(self.def_id),
211             AssociatedKind::Type => Def::AssociatedTy(self.def_id),
212             AssociatedKind::Existential => Def::AssociatedExistential(self.def_id),
213         }
214     }
215
216     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
217     /// for !
218     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
219         match self.kind {
220             AssociatedKind::Existential |
221             AssociatedKind::Const |
222             AssociatedKind::Type => true,
223             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
224             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
225         }
226     }
227
228     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: &TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
229         match self.kind {
230             ty::AssociatedKind::Method => {
231                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
232                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
233                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
234                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
235                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
236             }
237             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
238             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
239             ty::AssociatedKind::Const => {
240                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
241             }
242         }
243     }
244 }
245
246 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
247 pub enum Visibility {
248     /// Visible everywhere (including in other crates).
249     Public,
250     /// Visible only in the given crate-local module.
251     Restricted(DefId),
252     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
253     Invisible,
254 }
255
256 pub trait DefIdTree: Copy {
257     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
258
259     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
260         if descendant.krate != ancestor.krate {
261             return false;
262         }
263
264         while descendant != ancestor {
265             match self.parent(descendant) {
266                 Some(parent) => descendant = parent,
267                 None => return false,
268             }
269         }
270         true
271     }
272 }
273
274 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
275     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
276         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
277     }
278 }
279
280 impl Visibility {
281     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: NodeId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
282         match visibility.node {
283             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
284             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
285             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.def {
286                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
287                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
288                 Def::Err => Visibility::Public,
289                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
290             },
291             hir::VisibilityKind::Inherited => {
292                 Visibility::Restricted(tcx.hir.get_module_parent(id))
293             }
294         }
295     }
296
297     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
298     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
299         let restriction = match self {
300             // Public items are visible everywhere.
301             Visibility::Public => return true,
302             // Private items from other crates are visible nowhere.
303             Visibility::Invisible => return false,
304             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
305             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
306             Visibility::Restricted(module) => module,
307         };
308
309         tree.is_descendant_of(module, restriction)
310     }
311
312     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
313     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
314         let vis_restriction = match vis {
315             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
316             Visibility::Invisible => return true,
317             Visibility::Restricted(module) => module,
318         };
319
320         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
321     }
322
323     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
324     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
325         match self {
326             Visibility::Public => true,
327             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
328             Visibility::Invisible => false,
329         }
330     }
331 }
332
333 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash)]
334 pub enum Variance {
335     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
336     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
337     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
338     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
339 }
340
341 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
342 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
343 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
344 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
345 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
346 /// item.
347 pub struct CrateVariancesMap {
348     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
349     /// of its generics.  If an item has no generics, it will have no
350     /// entry.
351     pub variances: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Variance>>>,
352
353     /// An empty vector, useful for cloning.
354     pub empty_variance: Lrc<Vec<ty::Variance>>,
355 }
356
357 impl Variance {
358     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
359     /// variance of a type with the following meaning.  If we are in a
360     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
361     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
362     /// variance with which the argument appears.
363     ///
364     /// Example 1:
365     ///
366     ///     *mut Vec<i32>
367     ///
368     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
369     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
370     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
371     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
372     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
373     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
374     /// (again) in `Invariant`.
375     ///
376     /// Example 2:
377     ///
378     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
379     ///
380     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
381     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
382     /// within which both pointer types appear is
383     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`.  `*const
384     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
385     /// which the first `Vec<i32>` appears is
386     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`.  The same
387     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
388     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
389     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
390     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
391     ///
392     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
393     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
394     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
395         match (self, v) {
396             // Figure 1, column 1.
397             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
398             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
399             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
400             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
401
402             // Figure 1, column 2.
403             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
404             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
405             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
406             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
407
408             // Figure 1, column 3.
409             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
410
411             // Figure 1, column 4.
412             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
413         }
414     }
415 }
416
417 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
418 // the types of AST nodes.
419 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
420 pub struct CReaderCacheKey {
421     pub cnum: CrateNum,
422     pub pos: usize,
423 }
424
425 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
426 // through the type during type construction, so that we can quickly
427 // check whether the type has various kinds of types in it without
428 // recursing over the type itself.
429 bitflags! {
430     pub struct TypeFlags: u32 {
431         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
432         const HAS_SELF           = 1 << 1;
433         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
434         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
435         const HAS_RE_SKOL        = 1 << 4;
436
437         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
438         /// determine whether substitition is required, since those
439         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
440         /// hence may be substituted.
441         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
442
443         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
444         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
445         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
446
447         /// Is an error type reachable?
448         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
449         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
450
451         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
452         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
453
454         // `true` if there are "names" of types and regions and so forth
455         // that are local to a particular fn
456         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
457
458         // Present if the type belongs in a local type context.
459         // Only set for Infer other than Fresh.
460         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
461
462         // Is there a projection that does not involve a bound region?
463         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
464         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
465
466         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
467         /// if a global bound is safe to evaluate.
468         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
469
470         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
471                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
472                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
473
474         // Flags representing the nominal content of a type,
475         // computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
476         // flag, it should be added here too.
477         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
478                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
481                                   TypeFlags::HAS_RE_SKOL.bits |
482                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
483                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
484                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
485                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
486                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
487                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
488                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
489                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits;
490     }
491 }
492
493 pub struct TyS<'tcx> {
494     pub sty: TyKind<'tcx>,
495     pub flags: TypeFlags,
496
497     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
498     /// binder such that
499     ///
500     /// (a) the binder itself captures nothing but
501     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
502     ///     by some sub-binder.
503     ///
504     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
505     /// will be INNERMOST, because that is the innermost binder that
506     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
507     /// late-bound region with debruijn index D, this would be D+1 --
508     /// the binder itself does not capture D, but D is captured by an
509     /// inner binder.
510     ///
511     /// We call this concept an "exclusive" binder D (because all
512     /// debruijn indices within the type are contained within `0..D`
513     /// (exclusive)).
514     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
515 }
516
517 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
518 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
519 static_assert!(MEM_SIZE_OF_TY_S: ::std::mem::size_of::<TyS<'_>>() == 32);
520
521 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
522     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
523         self.sty.cmp(&other.sty)
524     }
525 }
526
527 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
528     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
529         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
530     }
531 }
532
533 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
534     #[inline]
535     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
536         ptr::eq(self, other)
537     }
538 }
539 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
540
541 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
542     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
543         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
544     }
545 }
546
547 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
548     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
549         match self.sty {
550             TyKind::Bool |
551             TyKind::Char |
552             TyKind::Int(_) |
553             TyKind::Uint(_) |
554             TyKind::Float(_) |
555             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
556             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
557             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
558             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
559             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
560             _ => false,
561         }
562     }
563
564     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
565         match self.sty {
566             TyKind::Opaque(..) |
567             TyKind::FnDef(..) |
568             TyKind::FnPtr(..) |
569             TyKind::Dynamic(..) |
570             TyKind::Closure(..) |
571             TyKind::Infer(..) |
572             TyKind::Projection(..) => false,
573             _ => true,
574         }
575     }
576 }
577
578 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
579     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
580                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
581                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
582         let ty::TyS {
583             ref sty,
584
585             // The other fields just provide fast access to information that is
586             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
587             flags: _,
588
589             outer_exclusive_binder: _,
590         } = *self;
591
592         sty.hash_stable(hcx, hasher);
593     }
594 }
595
596 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
597
598 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
599 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
600
601 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
602
603 extern {
604     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
605     type OpaqueListContents;
606 }
607
608 /// A wrapper for slices with the additional invariant
609 /// that the slice is interned and no other slice with
610 /// the same contents can exist in the same context.
611 /// This means we can use pointer for both
612 /// equality comparisons and hashing.
613 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
614 #[repr(C)]
615 pub struct List<T> {
616     len: usize,
617     data: [T; 0],
618     opaque: OpaqueListContents,
619 }
620
621 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
622
623 impl<T: Copy> List<T> {
624     #[inline]
625     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
626         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
627         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
628         assert!(slice.len() != 0);
629
630         // Align up the size of the len (usize) field
631         let align = mem::align_of::<T>();
632         let align_mask = align - 1;
633         let offset = mem::size_of::<usize>();
634         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
635
636         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
637
638         let mem = arena.alloc_raw(
639             size,
640             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
641         unsafe {
642             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
643             // Write the length
644             result.len = slice.len();
645
646             // Write the elements
647             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
648             arena_slice.copy_from_slice(slice);
649
650             result
651         }
652     }
653 }
654
655 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
656     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
657         (**self).fmt(f)
658     }
659 }
660
661 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
662     #[inline]
663     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
664         (**self).encode(s)
665     }
666 }
667
668 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
669     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
670         if self == other { Ordering::Equal } else {
671             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
672         }
673     }
674 }
675
676 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
677     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
678         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
679             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
680         }
681     }
682 }
683
684 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
685     #[inline]
686     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
687         ptr::eq(self, other)
688     }
689 }
690 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
691
692 impl<T> Hash for List<T> {
693     #[inline]
694     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
695         (self as *const List<T>).hash(s)
696     }
697 }
698
699 impl<T> Deref for List<T> {
700     type Target = [T];
701     #[inline(always)]
702     fn deref(&self) -> &[T] {
703         unsafe {
704             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
705         }
706     }
707 }
708
709 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
710     type Item = &'a T;
711     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
712     #[inline(always)]
713     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
714         self[..].iter()
715     }
716 }
717
718 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
719
720 impl<T> List<T> {
721     #[inline(always)]
722     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
723         #[repr(align(64), C)]
724         struct EmptySlice([u8; 64]);
725         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
726         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
727         unsafe {
728             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
729         }
730     }
731 }
732
733 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
734 pub struct UpvarPath {
735     pub hir_id: hir::HirId,
736 }
737
738 /// Upvars do not get their own node-id. Instead, we use the pair of
739 /// the original var id (that is, the root variable that is referenced
740 /// by the upvar) and the id of the closure expression.
741 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
742 pub struct UpvarId {
743     pub var_path: UpvarPath,
744     pub closure_expr_id: LocalDefId,
745 }
746
747 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
748 pub enum BorrowKind {
749     /// Data must be immutable and is aliasable.
750     ImmBorrow,
751
752     /// Data must be immutable but not aliasable.  This kind of borrow
753     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
754     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
755     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
756     ///
757     ///    let x: &mut isize = ...;
758     ///    let y = || *x += 5;
759     ///
760     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
761     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
762     ///
763     ///    struct Env { x: & &mut isize }
764     ///    let x: &mut isize = ...;
765     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
766     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
767     ///
768     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
769     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
770     /// an `&mut` borrow:
771     ///
772     ///    struct Env { x: & &mut isize }
773     ///    let x: &mut isize = ...;
774     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
775     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
776     ///
777     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
778     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
779     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
780     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
781     /// borrow is hidden.
782     ///
783     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
784     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
785     /// simplicity, we don't give users the way to express this
786     /// borrow, it's just used when translating closures.
787     UniqueImmBorrow,
788
789     /// Data is mutable and not aliasable.
790     MutBorrow
791 }
792
793 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
794 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
795 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
796 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
797     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
798     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
799     /// depending on inference.
800     ByValue,
801
802     /// Upvar is captured by reference.
803     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
804 }
805
806 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
807 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
808     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
809     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
810     /// syntax.
811     pub kind: BorrowKind,
812
813     /// Region of the resulting reference.
814     pub region: ty::Region<'tcx>,
815 }
816
817 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
818
819 #[derive(Copy, Clone)]
820 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
821     pub def: Def,
822     pub span: Span,
823     pub ty: Ty<'tcx>,
824 }
825
826 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
827 pub enum IntVarValue {
828     IntType(ast::IntTy),
829     UintType(ast::UintTy),
830 }
831
832 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
833 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
834
835 impl ty::EarlyBoundRegion {
836     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
837         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
838     }
839
840     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
841     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
842     pub fn has_name(&self) -> bool {
843         self.name != keywords::UnderscoreLifetime.name().as_interned_str()
844     }
845 }
846
847 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
848 pub enum GenericParamDefKind {
849     Lifetime,
850     Type {
851         has_default: bool,
852         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
853         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
854     }
855 }
856
857 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable)]
858 pub struct GenericParamDef {
859     pub name: InternedString,
860     pub def_id: DefId,
861     pub index: u32,
862
863     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
864     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
865     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
866     pub pure_wrt_drop: bool,
867
868     pub kind: GenericParamDefKind,
869 }
870
871 impl GenericParamDef {
872     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
873         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
874             ty::EarlyBoundRegion {
875                 def_id: self.def_id,
876                 index: self.index,
877                 name: self.name,
878             }
879         } else {
880             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
881         }
882     }
883
884     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
885         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
886             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
887         } else {
888             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
889         }
890     }
891 }
892
893 #[derive(Default)]
894 pub struct GenericParamCount {
895     pub lifetimes: usize,
896     pub types: usize,
897 }
898
899 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
900 /// with an item or method. Analogous to hir::Generics.
901 ///
902 /// The ordering of parameters is the same as in Subst (excluding child generics):
903 /// Self (optionally), Lifetime params..., Type params...
904 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
905 pub struct Generics {
906     pub parent: Option<DefId>,
907     pub parent_count: usize,
908     pub params: Vec<GenericParamDef>,
909
910     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
911     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
912
913     pub has_self: bool,
914     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
915 }
916
917 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
918     pub fn count(&self) -> usize {
919         self.parent_count + self.params.len()
920     }
921
922     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
923         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
924         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
925         // presence of this method will be a constant reminder.
926         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
927
928         for param in &self.params {
929             match param.kind {
930                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
931                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
932             };
933         }
934
935         own_counts
936     }
937
938     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
939         for param in &self.params {
940             match param.kind {
941                 GenericParamDefKind::Type { .. } => return true,
942                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
943             }
944         }
945         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
946             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
947             parent.requires_monomorphization(tcx)
948         } else {
949             false
950         }
951     }
952
953     pub fn region_param(&'tcx self,
954                         param: &EarlyBoundRegion,
955                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
956                         -> &'tcx GenericParamDef
957     {
958         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
959             let param = &self.params[index as usize];
960             match param.kind {
961                 ty::GenericParamDefKind::Lifetime => param,
962                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
963             }
964         } else {
965             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
966                .region_param(param, tcx)
967         }
968     }
969
970     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
971     pub fn type_param(&'tcx self,
972                       param: &ParamTy,
973                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
974                       -> &'tcx GenericParamDef {
975         if let Some(index) = param.idx.checked_sub(self.parent_count as u32) {
976             let param = &self.params[index as usize];
977             match param.kind {
978                 ty::GenericParamDefKind::Type {..} => param,
979                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
980             }
981         } else {
982             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
983                .type_param(param, tcx)
984         }
985     }
986 }
987
988 /// Bounds on generics.
989 #[derive(Clone, Default)]
990 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
991     pub parent: Option<DefId>,
992     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
993 }
994
995 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
996 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
997
998 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
999     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
1000                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1001         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1002         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1003         instantiated
1004     }
1005
1006     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: &Substs<'tcx>)
1007                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1008         InstantiatedPredicates {
1009             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1010         }
1011     }
1012
1013     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1014                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1015                         substs: &Substs<'tcx>) {
1016         if let Some(def_id) = self.parent {
1017             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1018         }
1019         instantiated.predicates.extend(
1020             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1021         );
1022     }
1023
1024     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1025                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1026         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1027         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1028         instantiated
1029     }
1030
1031     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1032                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1033         if let Some(def_id) = self.parent {
1034             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1035         }
1036         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1037     }
1038
1039     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1040                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1041                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1042     {
1043         assert_eq!(self.parent, None);
1044         InstantiatedPredicates {
1045             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1046                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1047             }).collect()
1048         }
1049     }
1050 }
1051
1052 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1053 pub enum Predicate<'tcx> {
1054     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A,B,C>`. `Foo` here would be
1055     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1056     /// would be the type parameters.
1057     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1058
1059     /// where `'a: 'b`
1060     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1061
1062     /// where `T: 'a`
1063     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1064
1065     /// where `<T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1066     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1067     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1068
1069     /// no syntax: `T` well-formed
1070     WellFormed(Ty<'tcx>),
1071
1072     /// trait must be object-safe
1073     ObjectSafe(DefId),
1074
1075     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1076     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1077     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1078     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1079
1080     /// `T1 <: T2`
1081     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1082
1083     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1084     ConstEvaluatable(DefId, &'tcx Substs<'tcx>),
1085 }
1086
1087 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1088 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1089 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1090 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1091 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1092 /// item.
1093 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1094     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1095     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1096     /// bounds, it will have no entry.
1097     pub predicates: FxHashMap<DefId, Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>>,
1098
1099     /// An empty vector, useful for cloning.
1100     pub empty_predicate: Lrc<Vec<ty::Predicate<'tcx>>>,
1101 }
1102
1103 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1104     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1105         self
1106     }
1107 }
1108
1109 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1110     /// Performs a substitution suitable for going from a
1111     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1112     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1113     /// substitution in terms of what happens with bound regions.  See
1114     /// lengthy comment below for details.
1115     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1116                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1117                             -> ty::Predicate<'tcx>
1118     {
1119         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1120         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1121         //
1122         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1123         //
1124         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1125         //     trait Bar<'b,'c> { }
1126         //
1127         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1128         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1129         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1130         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1131         // normal substitution.
1132         //
1133         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1134         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1135         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1136         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1137         // `'a`.
1138         //
1139         // Another example to be careful of is this:
1140         //
1141         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1142         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1143         //
1144         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1145         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1146         // reason is similar to the previous example: any impl of
1147         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1148         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1149         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1150         //
1151         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1152         // consider the more complicated scenario:
1153         //
1154         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1155         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1156         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1157         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1158         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1159         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1160         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1161         //   DB index of 1.
1162         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1163         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1164         //   just as we wanted.
1165         //
1166         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1167         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1168         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1169         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1170         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1171         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1172         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1173         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1174         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1175         // substitution code expects equal binding levels in the values
1176         // from the substitution and the value being substituted into, and
1177         // this trick achieves that).
1178
1179         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1180         match *self {
1181             Predicate::Trait(ref binder) =>
1182                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1183             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1184                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1185             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1186                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1187             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1188                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1189             Predicate::Projection(ref binder) =>
1190                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1191             Predicate::WellFormed(data) =>
1192                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1193             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1194                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1195             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1196                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1197             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1198                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1199         }
1200     }
1201 }
1202
1203 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1204 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1205     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1206 }
1207
1208 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1209
1210 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1211     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1212         self.trait_ref.def_id
1213     }
1214
1215     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
1216         self.trait_ref.input_types()
1217     }
1218
1219     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1220         self.trait_ref.self_ty()
1221     }
1222 }
1223
1224 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1225     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1226         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1227         self.skip_binder().def_id()
1228     }
1229 }
1230
1231 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1232 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1233 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1234 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1235                                                            ty::Region<'tcx>>;
1236 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1237                                                          ty::Region<'tcx>>;
1238 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1239 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1240
1241 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1242 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1243     pub a_is_expected: bool,
1244     pub a: Ty<'tcx>,
1245     pub b: Ty<'tcx>
1246 }
1247 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1248
1249 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1250 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1251 ///
1252 /// 1. `T: TraitRef<..., Item=Type>`
1253 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1254 ///
1255 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1256 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1257 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1258 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1259 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1260 /// instances to normalize the LHS.
1261 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1262 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1263     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1264     pub ty: Ty<'tcx>,
1265 }
1266
1267 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1268
1269 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1270     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1271     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1272         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1273     }
1274
1275     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1276         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1277         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1278         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1279         // return value, so we are preserving the number of binding
1280         // levels.
1281         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1282     }
1283
1284     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1285         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1286     }
1287
1288     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1289     ///
1290     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1291     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1292     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1293         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1294         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1295     }
1296 }
1297
1298 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1299     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1300 }
1301
1302 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1303     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1304         ty::Binder::dummy(self.clone())
1305     }
1306 }
1307
1308 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1309     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1310         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1311     }
1312 }
1313
1314 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1315     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1316 }
1317
1318 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1319     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1320         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1321             trait_ref: self.clone()
1322         }))
1323     }
1324 }
1325
1326 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1327     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1328         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1329     }
1330 }
1331
1332 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1333     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1334         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1335     }
1336 }
1337
1338 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1339     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1340         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1341     }
1342 }
1343
1344 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1345     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1346         Predicate::Projection(self.clone())
1347     }
1348 }
1349
1350 // A custom iterator used by Predicate::walk_tys.
1351 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1352     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1353           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1354           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1355 {
1356     None,
1357     One(Ty<'tcx>),
1358     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1359     Types(I),
1360     InputTypes(J),
1361     ProjectionTypes(K)
1362 }
1363
1364 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1365     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1366           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1367           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1368 {
1369     type Item = Ty<'tcx>;
1370
1371     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1372         match *self {
1373             WalkTysIter::None => None,
1374             WalkTysIter::One(item) => {
1375                 *self = WalkTysIter::None;
1376                 Some(item)
1377             },
1378             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1379                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1380                 Some(item1)
1381             },
1382             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1383                 iter.next()
1384             },
1385             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1386                 iter.next()
1387             },
1388             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1389                 iter.next()
1390             }
1391         }
1392     }
1393 }
1394
1395 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1396     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1397     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1398     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1399     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1400         match *self {
1401             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1402                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1403             }
1404             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1405                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1406                 WalkTysIter::Two(a, b)
1407             }
1408             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1409                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1410             }
1411             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1412                 WalkTysIter::None
1413             }
1414             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1415                 let inner = data.skip_binder();
1416                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1417                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1418             }
1419             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1420                 WalkTysIter::One(data)
1421             }
1422             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1423                 WalkTysIter::None
1424             }
1425             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1426                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1427             }
1428             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1429                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1430             }
1431         }
1432     }
1433
1434     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1435         match *self {
1436             Predicate::Trait(ref t) => {
1437                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1438             }
1439             Predicate::Projection(..) |
1440             Predicate::Subtype(..) |
1441             Predicate::RegionOutlives(..) |
1442             Predicate::WellFormed(..) |
1443             Predicate::ObjectSafe(..) |
1444             Predicate::ClosureKind(..) |
1445             Predicate::TypeOutlives(..) |
1446             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1447                 None
1448             }
1449         }
1450     }
1451
1452     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1453         match *self {
1454             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1455                 Some(data)
1456             }
1457             Predicate::Trait(..) |
1458             Predicate::Projection(..) |
1459             Predicate::Subtype(..) |
1460             Predicate::RegionOutlives(..) |
1461             Predicate::WellFormed(..) |
1462             Predicate::ObjectSafe(..) |
1463             Predicate::ClosureKind(..) |
1464             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1465                 None
1466             }
1467         }
1468     }
1469 }
1470
1471 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1472 /// parameters.  Should eventually be generalized into a flag list of
1473 /// where clauses.  You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1474 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1475 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1476 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1477 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1478 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1479 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1480 /// their values.
1481 ///
1482 /// Example:
1483 ///
1484 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1485 ///
1486 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1487 /// `[[], [U:Bar<T>]]`.  Now if there were some particular reference
1488 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1489 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1490 #[derive(Clone)]
1491 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1492     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1493 }
1494
1495 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1496     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1497         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1498     }
1499
1500     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1501         self.predicates.is_empty()
1502     }
1503 }
1504
1505 /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1506 /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1507 /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1508 /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1509 /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1510 /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1511 /// new names.
1512 ///
1513 /// To make this more concrete, consider this program:
1514 ///
1515 /// ```
1516 /// struct Foo { }
1517 /// fn bar<T>(x: T) {
1518 ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1519 /// }
1520 /// ```
1521 ///
1522 /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1523 /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1524 /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1525 /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1526 /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1527 /// name it inside the fn type but not outside.
1528 ///
1529 /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1530 /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1531 /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1532 /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1533 /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1534 /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1535 /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1536 /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1537 /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1538 /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1539 /// use for checking generic functions.
1540 newtype_index! {
1541     pub struct UniverseIndex {
1542         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1543     }
1544 }
1545
1546 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1547
1548 impl UniverseIndex {
1549     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1550
1551     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1552     /// is considered to extend all previous universes. This
1553     /// corresponds to entering a `forall` quantifier.  So, for
1554     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1555     ///
1556     /// ```
1557     /// for<'a> fn(&'a u32)
1558     /// ```
1559     ///
1560     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1561     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1562     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1563     /// `U` because it was not in scope there.
1564     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1565         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1566     }
1567
1568     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1569     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1570     /// `other` (`self >= other`).
1571     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1572         self.private >= other.private
1573     }
1574
1575     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1576     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1577     /// those in `other` (`self < other`).
1578     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1579         self.private < other.private
1580     }
1581 }
1582
1583 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1584 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1585 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1586 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1587 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1588 /// another.
1589 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1590 pub struct Placeholder {
1591     pub universe: UniverseIndex,
1592     pub name: BoundRegion,
1593 }
1594
1595 impl_stable_hash_for!(struct Placeholder { universe, name });
1596
1597 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1598 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1599 /// particular point.
1600 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1601 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1602     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1603     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1604     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1605     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1606
1607     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1608     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1609     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1610     pub reveal: traits::Reveal,
1611 }
1612
1613 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1614     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1615     /// there are no where clauses in scope. Hidden types (like `impl
1616     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1617     /// type-checking.
1618     pub fn empty() -> Self {
1619         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing)
1620     }
1621
1622     /// Construct a trait environment with no where clauses in scope
1623     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1624     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1625     /// environments like codegen or doing optimizations.
1626     ///
1627     /// N.B. If you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1628     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1629     pub fn reveal_all() -> Self {
1630         Self::new(List::empty(), Reveal::All)
1631     }
1632
1633     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1634     pub fn new(caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1635                reveal: Reveal)
1636                -> Self {
1637         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal }
1638     }
1639
1640     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1641     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1642     /// (even for associated types that are specializable).  This is
1643     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1644     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1645     /// which is the default.
1646     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1647         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1648     }
1649
1650     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1651     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1652         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1653     }
1654
1655     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1656     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1657     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1658     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1659     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1660     /// invisible.
1661     ///
1662     /// NB: We preserve the environment when type-checking because it
1663     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1664     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1665     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1666     /// although the surrounding function is never reachable.
1667     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1668         match self.reveal {
1669             Reveal::UserFacing => {
1670                 ParamEnvAnd {
1671                     param_env: self,
1672                     value,
1673                 }
1674             }
1675
1676             Reveal::All => {
1677                 if value.has_skol()
1678                     || value.needs_infer()
1679                     || value.has_param_types()
1680                     || value.has_self_ty()
1681                 {
1682                     ParamEnvAnd {
1683                         param_env: self,
1684                         value,
1685                     }
1686                 } else {
1687                     ParamEnvAnd {
1688                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1689                         value,
1690                     }
1691                 }
1692             }
1693         }
1694     }
1695 }
1696
1697 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1698 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1699     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1700     pub value: T,
1701 }
1702
1703 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1704     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1705         (self.param_env, self.value)
1706     }
1707 }
1708
1709 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1710     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1711 {
1712     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1713                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1714                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1715         let ParamEnvAnd {
1716             ref param_env,
1717             ref value
1718         } = *self;
1719
1720         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1721         value.hash_stable(hcx, hasher);
1722     }
1723 }
1724
1725 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
1726 pub struct Destructor {
1727     /// The def-id of the destructor method
1728     pub did: DefId,
1729 }
1730
1731 bitflags! {
1732     pub struct AdtFlags: u32 {
1733         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1734         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1735         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 1;
1736         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 2;
1737         const IS_UNION            = 1 << 3;
1738         const IS_BOX              = 1 << 4;
1739         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1740         const IS_ARC              = 1 << 5;
1741         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1742         const IS_RC               = 1 << 6;
1743         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1744         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1745         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE   = 1 << 7;
1746     }
1747 }
1748
1749 bitflags! {
1750     pub struct VariantFlags: u32 {
1751         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1752         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1753         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1754     }
1755 }
1756
1757 #[derive(Debug)]
1758 pub struct VariantDef {
1759     /// The variant's DefId. If this is a tuple-like struct,
1760     /// this is the DefId of the struct's ctor.
1761     pub did: DefId,
1762     pub name: Name, // struct's name if this is a struct
1763     pub discr: VariantDiscr,
1764     pub fields: Vec<FieldDef>,
1765     pub ctor_kind: CtorKind,
1766     flags: VariantFlags,
1767 }
1768
1769 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1770     /// Create a new `VariantDef`.
1771     ///
1772     /// - `did` is the DefId used for the variant - for tuple-structs, it is the constructor DefId,
1773     /// and for everything else, it is the variant DefId.
1774     /// - `attribute_def_id` is the DefId that has the variant's attributes.
1775     /// this is the struct DefId for structs, and the variant DefId for variants.
1776     ///
1777     /// Note that we *could* use the constructor DefId, because the constructor attributes
1778     /// redirect to the base attributes, but compiling a small crate requires
1779     /// loading the AdtDefs for all the structs in the universe (e.g. coherence for any
1780     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1781     ///
1782     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1783     /// remove this hack and use the constructor DefId everywhere.
1784     pub fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1785                did: DefId,
1786                name: Name,
1787                discr: VariantDiscr,
1788                fields: Vec<FieldDef>,
1789                adt_kind: AdtKind,
1790                ctor_kind: CtorKind,
1791                attribute_def_id: DefId)
1792                -> Self
1793     {
1794         debug!("VariantDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, name, discr,
1795                fields, adt_kind, ctor_kind, attribute_def_id);
1796         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1797         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(attribute_def_id, "non_exhaustive") {
1798             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", did);
1799             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1800         }
1801         VariantDef {
1802             did,
1803             name,
1804             discr,
1805             fields,
1806             ctor_kind,
1807             flags
1808         }
1809     }
1810
1811     #[inline]
1812     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1813         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1814     }
1815 }
1816
1817 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1818     did,
1819     name,
1820     discr,
1821     fields,
1822     ctor_kind,
1823     flags
1824 });
1825
1826 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1827 pub enum VariantDiscr {
1828     /// Explicit value for this variant, i.e. `X = 123`.
1829     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1830     Explicit(DefId),
1831
1832     /// The previous variant's discriminant plus one.
1833     /// For efficiency reasons, the distance from the
1834     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1835     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1836     Relative(u32),
1837 }
1838
1839 #[derive(Debug)]
1840 pub struct FieldDef {
1841     pub did: DefId,
1842     pub ident: Ident,
1843     pub vis: Visibility,
1844 }
1845
1846 /// The definition of an abstract data type - a struct or enum.
1847 ///
1848 /// These are all interned (by intern_adt_def) into the adt_defs
1849 /// table.
1850 pub struct AdtDef {
1851     pub did: DefId,
1852     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1853     flags: AdtFlags,
1854     pub repr: ReprOptions,
1855 }
1856
1857 impl PartialOrd for AdtDef {
1858     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1859         Some(self.cmp(&other))
1860     }
1861 }
1862
1863 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1864 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1865 impl Ord for AdtDef {
1866     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1867         self.did.cmp(&other.did)
1868     }
1869 }
1870
1871 impl PartialEq for AdtDef {
1872     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1873     #[inline]
1874     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1875 }
1876
1877 impl Eq for AdtDef {}
1878
1879 impl Hash for AdtDef {
1880     #[inline]
1881     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1882         (self as *const AdtDef).hash(s)
1883     }
1884 }
1885
1886 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1887     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1888         self.did.encode(s)
1889     }
1890 }
1891
1892 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1893
1894
1895 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1896     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1897                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1898                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1899         thread_local! {
1900             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1901         }
1902
1903         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
1904             let addr = self as *const AdtDef as usize;
1905             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
1906                 let ty::AdtDef {
1907                     did,
1908                     ref variants,
1909                     ref flags,
1910                     ref repr,
1911                 } = *self;
1912
1913                 let mut hasher = StableHasher::new();
1914                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1915                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1916                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1917                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
1918
1919                 hasher.finish()
1920            })
1921         });
1922
1923         hash.hash_stable(hcx, hasher);
1924     }
1925 }
1926
1927 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
1928 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
1929
1930 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
1931     fn into(self) -> DataTypeKind {
1932         match self {
1933             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
1934             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
1935             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
1936         }
1937     }
1938 }
1939
1940 bitflags! {
1941     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1942     pub struct ReprFlags: u8 {
1943         const IS_C               = 1 << 0;
1944         const IS_SIMD            = 1 << 1;
1945         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
1946         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
1947         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
1948
1949         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
1950         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
1951                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
1952                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
1953     }
1954 }
1955
1956 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
1957     bits
1958 });
1959
1960
1961
1962 /// Represents the repr options provided by the user,
1963 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
1964 pub struct ReprOptions {
1965     pub int: Option<attr::IntType>,
1966     pub align: u32,
1967     pub pack: u32,
1968     pub flags: ReprFlags,
1969 }
1970
1971 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
1972     align,
1973     pack,
1974     int,
1975     flags
1976 });
1977
1978 impl ReprOptions {
1979     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
1980         let mut flags = ReprFlags::empty();
1981         let mut size = None;
1982         let mut max_align = 0;
1983         let mut min_pack = 0;
1984         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
1985             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
1986                 flags.insert(match r {
1987                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
1988                     attr::ReprPacked(pack) => {
1989                         min_pack = if min_pack > 0 {
1990                             cmp::min(pack, min_pack)
1991                         } else {
1992                             pack
1993                         };
1994                         ReprFlags::empty()
1995                     },
1996                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
1997                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
1998                     attr::ReprInt(i) => {
1999                         size = Some(i);
2000                         ReprFlags::empty()
2001                     },
2002                     attr::ReprAlign(align) => {
2003                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2004                         ReprFlags::empty()
2005                     },
2006                 });
2007             }
2008         }
2009
2010         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2011         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.item_path_str(did))) {
2012             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2013         }
2014         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2015     }
2016
2017     #[inline]
2018     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2019     #[inline]
2020     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2021     #[inline]
2022     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2023     #[inline]
2024     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2025     #[inline]
2026     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2027
2028     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2029         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2030     }
2031
2032     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2033     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2034     /// single pointer.
2035     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2036         self.c() || self.int.is_some()
2037     }
2038
2039     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2040     /// optimizations, such as with repr(C) or repr(packed(1)).
2041     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2042         !(self.flags & ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE).is_empty() || (self.pack == 1)
2043     }
2044
2045     /// Returns true if this `#[repr()]` should inhibit union abi optimisations
2046     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2047         self.c()
2048     }
2049
2050 }
2051
2052 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2053     fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2054            did: DefId,
2055            kind: AdtKind,
2056            variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2057            repr: ReprOptions) -> Self {
2058         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2059         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2060         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2061         if attr::contains_name(&attrs, "fundamental") {
2062             flags = flags | AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2063         }
2064         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2065             flags = flags | AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2066         }
2067         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2068             flags = flags | AdtFlags::IS_BOX;
2069         }
2070         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2071             flags = flags | AdtFlags::IS_ARC;
2072         }
2073         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2074             flags = flags | AdtFlags::IS_RC;
2075         }
2076         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, "non_exhaustive") {
2077             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2078             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2079         }
2080         match kind {
2081             AdtKind::Enum => flags = flags | AdtFlags::IS_ENUM,
2082             AdtKind::Union => flags = flags | AdtFlags::IS_UNION,
2083             AdtKind::Struct => {}
2084         }
2085         AdtDef {
2086             did,
2087             variants,
2088             flags,
2089             repr,
2090         }
2091     }
2092
2093     #[inline]
2094     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2095         !self.is_union() && !self.is_enum()
2096     }
2097
2098     #[inline]
2099     pub fn is_union(&self) -> bool {
2100         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_UNION)
2101     }
2102
2103     #[inline]
2104     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2105         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_ENUM)
2106     }
2107
2108     #[inline]
2109     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2110         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2111     }
2112
2113     /// Returns the kind of the ADT - Struct or Enum.
2114     #[inline]
2115     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2116         if self.is_enum() {
2117             AdtKind::Enum
2118         } else if self.is_union() {
2119             AdtKind::Union
2120         } else {
2121             AdtKind::Struct
2122         }
2123     }
2124
2125     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2126         match self.adt_kind() {
2127             AdtKind::Struct => "struct",
2128             AdtKind::Union => "union",
2129             AdtKind::Enum => "enum",
2130         }
2131     }
2132
2133     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2134         match self.adt_kind() {
2135             AdtKind::Struct => "struct",
2136             AdtKind::Union => "union",
2137             AdtKind::Enum => "variant",
2138         }
2139     }
2140
2141     /// Returns whether this type is #[fundamental] for the purposes
2142     /// of coherence checking.
2143     #[inline]
2144     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2145         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2146     }
2147
2148     /// Returns `true` if this is PhantomData<T>.
2149     #[inline]
2150     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2151         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2152     }
2153
2154     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2155     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2156         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_ARC)
2157     }
2158
2159     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2160     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2161         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_RC)
2162     }
2163
2164     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2165     #[inline]
2166     pub fn is_box(&self) -> bool {
2167         self.flags.intersects(AdtFlags::IS_BOX)
2168     }
2169
2170     /// Returns whether this type has a destructor.
2171     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2172         self.destructor(tcx).is_some()
2173     }
2174
2175     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2176     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2177         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2178         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2179     }
2180
2181     #[inline]
2182     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Lrc<GenericPredicates<'gcx>> {
2183         tcx.predicates_of(self.did)
2184     }
2185
2186     /// Returns an iterator over all fields contained
2187     /// by this ADT.
2188     #[inline]
2189     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2190         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2191     }
2192
2193     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2194         !self.variants.is_empty() &&
2195             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2196     }
2197
2198     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2199         self.variants
2200             .iter()
2201             .find(|v| v.did == vid)
2202             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2203     }
2204
2205     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2206         self.variants
2207             .iter_enumerated()
2208             .find(|(_, v)| v.did == vid)
2209             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2210             .0
2211     }
2212
2213     pub fn variant_of_def(&self, def: Def) -> &VariantDef {
2214         match def {
2215             Def::Variant(vid) | Def::VariantCtor(vid, ..) => self.variant_with_id(vid),
2216             Def::Struct(..) | Def::StructCtor(..) | Def::Union(..) |
2217             Def::TyAlias(..) | Def::AssociatedTy(..) | Def::SelfTy(..) |
2218             Def::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2219             _ => bug!("unexpected def {:?} in variant_of_def", def)
2220         }
2221     }
2222
2223     #[inline]
2224     pub fn eval_explicit_discr(
2225         &self,
2226         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2227         expr_did: DefId,
2228     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2229         let param_env = ParamEnv::empty();
2230         let repr_type = self.repr.discr_type();
2231         let substs = Substs::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2232         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2233         let cid = GlobalId {
2234             instance,
2235             promoted: None
2236         };
2237         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2238             Ok(val) => {
2239                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2240                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2241                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2242                     Some(Discr {
2243                         val: b,
2244                         ty: val.ty,
2245                     })
2246                 } else {
2247                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2248                     ::mir::interpret::struct_error(
2249                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2250                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2251                     ).emit();
2252                     None
2253                 }
2254             }
2255             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2256                 if !expr_did.is_local() {
2257                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2258                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2259                          in its crate but failed locally");
2260                 }
2261                 None
2262             }
2263             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2264                 tcx.def_span(expr_did),
2265                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2266             ),
2267         }
2268     }
2269
2270     #[inline]
2271     pub fn discriminants(
2272         &'a self,
2273         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2274     ) -> impl Iterator<Item=(VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2275         let repr_type = self.repr.discr_type();
2276         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2277         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2278         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2279             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2280             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2281                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2282                     discr = new_discr;
2283                 }
2284             }
2285             prev_discr = Some(discr);
2286
2287             (i, discr)
2288         })
2289     }
2290
2291     /// Compute the discriminant value used by a specific variant.
2292     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2293     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2294     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2295     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2296     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2297                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2298                                     variant_index: VariantIdx)
2299                                     -> Discr<'tcx> {
2300         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2301         let explicit_value = val
2302             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2303             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2304         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2305     }
2306
2307     /// Yields a DefId for the discriminant and an offset to add to it
2308     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2309     /// inferred discriminant directly
2310     pub fn discriminant_def_for_variant(
2311         &self,
2312         variant_index: VariantIdx,
2313     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2314         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2315         let expr_did;
2316         loop {
2317             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2318                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2319                     expr_did = None;
2320                     break;
2321                 },
2322                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2323                     explicit_index -= distance;
2324                 }
2325                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2326                     expr_did = Some(did);
2327                     break;
2328                 }
2329             }
2330         }
2331         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2332     }
2333
2334     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2335         tcx.adt_destructor(self.did)
2336     }
2337
2338     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2339     /// if that type is Sized, or `TyErr` if this type is recursive.
2340     ///
2341     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is Sized is
2342     /// actually more expressive than checking all members:
2343     /// the Sized trait is inductive, so an associated type that references
2344     /// Self would prevent its containing ADT from being Sized.
2345     ///
2346     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2347     /// the associated type is behind a pointer, e.g. issue #31299.
2348     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2349         match tcx.try_adt_sized_constraint(DUMMY_SP, self.did) {
2350             Ok(tys) => tys,
2351             Err(mut bug) => {
2352                 debug!("adt_sized_constraint: {:?} is recursive", self);
2353                 // This should be reported as an error by `check_representable`.
2354                 //
2355                 // Consider the type as Sized in the meanwhile to avoid
2356                 // further errors. Delay our `bug` diagnostic here to get
2357                 // emitted later as well in case we accidentally otherwise don't
2358                 // emit an error.
2359                 bug.delay_as_bug();
2360                 tcx.intern_type_list(&[tcx.types.err])
2361             }
2362         }
2363     }
2364
2365     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2366                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2367                                ty: Ty<'tcx>)
2368                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2369         let result = match ty.sty {
2370             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2371             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2372             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2373                 vec![]
2374             }
2375
2376             Str |
2377             Dynamic(..) |
2378             Slice(_) |
2379             Foreign(..) |
2380             Error |
2381             GeneratorWitness(..) => {
2382                 // these are never sized - return the target type
2383                 vec![ty]
2384             }
2385
2386             Tuple(ref tys) => {
2387                 match tys.last() {
2388                     None => vec![],
2389                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty)
2390                 }
2391             }
2392
2393             Adt(adt, substs) => {
2394                 // recursive case
2395                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2396                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2397                        ty, adt_tys);
2398                 adt_tys.iter()
2399                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2400                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2401                        .collect()
2402             }
2403
2404             Projection(..) | Opaque(..) => {
2405                 // must calculate explicitly.
2406                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2407                 vec![ty]
2408             }
2409
2410             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2411
2412             Param(..) => {
2413                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2414                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2415                 // it on the impl.
2416
2417                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2418                     Some(x) => x,
2419                     _ => return vec![ty]
2420                 };
2421                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2422                     def_id: sized_trait,
2423                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2424                 }).to_predicate();
2425                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2426                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2427                     vec![]
2428                 } else {
2429                     vec![ty]
2430                 }
2431             }
2432
2433             Bound(..) |
2434             Infer(..) => {
2435                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2436                      ty)
2437             }
2438         };
2439         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2440         result
2441     }
2442 }
2443
2444 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2445     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: &Substs<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2446         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2447     }
2448 }
2449
2450 /// Represents the various closure traits in the Rust language. This
2451 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2452 /// desugaring) argument that the closure expects.
2453 ///
2454 /// You can get the environment type of a closure using
2455 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2456 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2457 pub enum ClosureKind {
2458     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2459     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2460     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2461     Fn,
2462     FnMut,
2463     FnOnce,
2464 }
2465
2466 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2467     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2468     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2469
2470     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2471         match *self {
2472             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2473             ClosureKind::FnMut => {
2474                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2475             }
2476             ClosureKind::FnOnce => {
2477                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2478             }
2479         }
2480     }
2481
2482     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2483     /// must also implement `other`.
2484     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2485         match (self, other) {
2486             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2487             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2488             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2489             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2490             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2491             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2492             _ => false,
2493         }
2494     }
2495
2496     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2497     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2498     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2499         match self {
2500             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2501             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2502             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2503         }
2504     }
2505 }
2506
2507 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2508     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2509     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2510     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2511     /// structs or variants. For example:
2512     ///
2513     /// ```notrust
2514     /// isize => { isize }
2515     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2516     /// [isize] => { [isize], isize }
2517     /// ```
2518     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2519         TypeWalker::new(self)
2520     }
2521
2522     /// Iterator that walks the immediate children of `self`.  Hence
2523     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2524     /// (but not `i32`, like `walk`).
2525     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2526         walk::walk_shallow(self)
2527     }
2528
2529     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2530     /// callback `f` on each type. If the callback returns false, then the
2531     /// children of the current type are ignored.
2532     ///
2533     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2534     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2535         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2536     {
2537         let mut walker = self.walk();
2538         while let Some(ty) = walker.next() {
2539             if !f(ty) {
2540                 walker.skip_current_subtree();
2541             }
2542         }
2543     }
2544 }
2545
2546 impl BorrowKind {
2547     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2548         match m {
2549             hir::MutMutable => MutBorrow,
2550             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2551         }
2552     }
2553
2554     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2555     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2556     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2557     /// question.
2558     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2559         match self {
2560             MutBorrow => hir::MutMutable,
2561             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2562
2563             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2564             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2565             // and hence is a safe "over approximation".
2566             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2567         }
2568     }
2569
2570     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2571         match *self {
2572             MutBorrow => "mutable",
2573             ImmBorrow => "immutable",
2574             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2575         }
2576     }
2577 }
2578
2579 #[derive(Debug, Clone)]
2580 pub enum Attributes<'gcx> {
2581     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2582     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2583 }
2584
2585 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2586     type Target = [ast::Attribute];
2587
2588     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2589         match self {
2590             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2591             &Attributes::Borrowed(data) => data
2592         }
2593     }
2594 }
2595
2596 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2597     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2598         self.typeck_tables_of(self.hir.body_owner_def_id(body))
2599     }
2600
2601     /// Returns an iterator of the def-ids for all body-owners in this
2602     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2603     /// themselves, you can do `self.hir.krate().body_ids.iter()`.
2604     pub fn body_owners(
2605         self,
2606     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2607         self.hir.krate()
2608                 .body_ids
2609                 .iter()
2610                 .map(move |&body_id| self.hir.body_owner_def_id(body_id))
2611     }
2612
2613     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2614         par_iter(&self.hir.krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2615             f(self.hir.body_owner_def_id(body_id))
2616         });
2617     }
2618
2619     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2620         match self.hir.find(id) {
2621             Some(Node::Expr(e)) => {
2622                 e.span
2623             }
2624             Some(f) => {
2625                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2626             }
2627             None => {
2628                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2629             }
2630         }
2631     }
2632
2633     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2634         self.associated_items(id)
2635             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2636             .collect()
2637     }
2638
2639     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2640         self.associated_items(did).any(|item| {
2641             item.relevant_for_never()
2642         })
2643     }
2644
2645     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2646         let is_associated_item = if let Some(node_id) = self.hir.as_local_node_id(def_id) {
2647             match self.hir.get(node_id) {
2648                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2649                 _ => false,
2650             }
2651         } else {
2652             match self.describe_def(def_id).expect("no def for def-id") {
2653                 Def::AssociatedConst(_) | Def::Method(_) | Def::AssociatedTy(_) => true,
2654                 _ => false,
2655             }
2656         };
2657
2658         if is_associated_item {
2659             Some(self.associated_item(def_id))
2660         } else {
2661             None
2662         }
2663     }
2664
2665     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2666                                            parent_def_id: DefId,
2667                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2668                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2669                                            -> AssociatedItem {
2670         let def_id = self.hir.local_def_id(trait_item_ref.id.node_id);
2671         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2672             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2673             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2674                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2675             }
2676             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2677             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2678         };
2679
2680         AssociatedItem {
2681             ident: trait_item_ref.ident,
2682             kind,
2683             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2684             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.node_id, self),
2685             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2686             def_id,
2687             container: TraitContainer(parent_def_id),
2688             method_has_self_argument: has_self
2689         }
2690     }
2691
2692     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2693                                           parent_def_id: DefId,
2694                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2695                                           -> AssociatedItem {
2696         let def_id = self.hir.local_def_id(impl_item_ref.id.node_id);
2697         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2698             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2699             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2700                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2701             }
2702             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2703             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2704         };
2705
2706         AssociatedItem {
2707             ident: impl_item_ref.ident,
2708             kind,
2709             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2710             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.node_id, self),
2711             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2712             def_id,
2713             container: ImplContainer(parent_def_id),
2714             method_has_self_argument: has_self
2715         }
2716     }
2717
2718     pub fn field_index(self, node_id: NodeId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2719         let hir_id = self.hir.node_to_hir_id(node_id);
2720         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2721     }
2722
2723     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2724         variant.fields.iter().position(|field| {
2725             self.adjust_ident(ident, variant.did, DUMMY_NODE_ID).0 == field.ident.modern()
2726         })
2727     }
2728
2729     pub fn associated_items(
2730         self,
2731         def_id: DefId,
2732     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2733         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2734         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2735         // in place, so we use a hand-written iterator.
2736         //
2737         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2738         AssociatedItemsIterator {
2739             tcx: self,
2740             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2741             next_index: 0,
2742         }
2743     }
2744
2745     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2746     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2747     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId) -> bool {
2748         if self.features().overlapping_marker_traits {
2749             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2750                 .map_or(false, |trait_ref| {
2751                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2752                 });
2753             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2754                 .map_or(false, |trait_ref| {
2755                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2756                 });
2757             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2758                 && trait1_is_empty
2759                 && trait2_is_empty
2760         } else if self.features().marker_trait_attr {
2761             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2762                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2763                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2764             };
2765             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2766                 && is_marker_impl(def_id1)
2767                 && is_marker_impl(def_id2)
2768         } else {
2769             false
2770         }
2771     }
2772
2773     // Returns `ty::VariantDef` if `def` refers to a struct,
2774     // or variant or their constructors, panics otherwise.
2775     pub fn expect_variant_def(self, def: Def) -> &'tcx VariantDef {
2776         match def {
2777             Def::Variant(did) | Def::VariantCtor(did, ..) => {
2778                 let enum_did = self.parent_def_id(did).unwrap();
2779                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2780             }
2781             Def::Struct(did) | Def::Union(did) => {
2782                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2783             }
2784             Def::StructCtor(ctor_did, ..) => {
2785                 let did = self.parent_def_id(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2786                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2787             }
2788             _ => bug!("expect_variant_def used with unexpected def {:?}", def)
2789         }
2790     }
2791
2792     /// Given a `VariantDef`, returns the def-id of the `AdtDef` of which it is a part.
2793     pub fn adt_def_id_of_variant(self, variant_def: &'tcx VariantDef) -> DefId {
2794         let def_key = self.def_key(variant_def.did);
2795         match def_key.disambiguated_data.data {
2796             // for enum variants and tuple structs, the def-id of the ADT itself
2797             // is the *parent* of the variant
2798             DefPathData::EnumVariant(..) | DefPathData::StructCtor =>
2799                 DefId { krate: variant_def.did.krate, index: def_key.parent.unwrap() },
2800
2801             // otherwise, for structs and unions, they share a def-id
2802             _ => variant_def.did,
2803         }
2804     }
2805
2806     pub fn item_name(self, id: DefId) -> InternedString {
2807         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2808             self.original_crate_name(id.krate).as_interned_str()
2809         } else {
2810             let def_key = self.def_key(id);
2811             // The name of a StructCtor is that of its struct parent.
2812             if let hir_map::DefPathData::StructCtor = def_key.disambiguated_data.data {
2813                 self.item_name(DefId {
2814                     krate: id.krate,
2815                     index: def_key.parent.unwrap()
2816                 })
2817             } else {
2818                 def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2819                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2820                 })
2821             }
2822         }
2823     }
2824
2825     /// Return the possibly-auto-generated MIR of a (DefId, Subst) pair.
2826     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
2827                         -> &'gcx Mir<'gcx>
2828     {
2829         match instance {
2830             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2831                 self.optimized_mir(did)
2832             }
2833             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2834             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2835             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2836             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2837             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2838             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
2839             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
2840                 self.mir_shims(instance)
2841             }
2842         }
2843     }
2844
2845     /// Given the DefId of an item, returns its MIR, borrowed immutably.
2846     /// Returns None if there is no MIR for the DefId
2847     pub fn maybe_optimized_mir(self, did: DefId) -> Option<&'gcx Mir<'gcx>> {
2848         if self.is_mir_available(did) {
2849             Some(self.optimized_mir(did))
2850         } else {
2851             None
2852         }
2853     }
2854
2855     /// Get the attributes of a definition.
2856     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
2857         if let Some(id) = self.hir.as_local_node_id(did) {
2858             Attributes::Borrowed(self.hir.attrs(id))
2859         } else {
2860             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
2861         }
2862     }
2863
2864     /// Determine whether an item is annotated with an attribute.
2865     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: &str) -> bool {
2866         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2867     }
2868
2869     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2870     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2871         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2872     }
2873
2874     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2875         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2876     }
2877
2878     /// Given the def-id of an impl, return the def_id of the trait it implements.
2879     /// If it implements no trait, return `None`.
2880     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2881         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2882     }
2883
2884     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, return the
2885     /// def-id of the impl that the method belongs to. Otherwise, return `None`.
2886     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2887         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
2888             if let Some(Def::Method(_)) = self.describe_def(def_id) {
2889                 Some(self.associated_item(def_id))
2890             } else {
2891                 None
2892             }
2893         } else {
2894             self.opt_associated_item(def_id)
2895         };
2896
2897         item.and_then(|trait_item|
2898             match trait_item.container {
2899                 TraitContainer(_) => None,
2900                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2901             }
2902         )
2903     }
2904
2905     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2906     /// with the name of the crate containing the impl.
2907     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2908         if impl_did.is_local() {
2909             let node_id = self.hir.as_local_node_id(impl_did).unwrap();
2910             Ok(self.hir.span(node_id))
2911         } else {
2912             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
2913         }
2914     }
2915
2916     // Hygienically compare a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with its
2917     // supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
2918     // definition's parent/scope to perform comparison.
2919     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
2920         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, DUMMY_NODE_ID).0 == def_name.modern()
2921     }
2922
2923     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: NodeId) -> (Ident, DefId) {
2924         ident = ident.modern();
2925         let target_expansion = match scope.krate {
2926             LOCAL_CRATE => self.hir.definitions().expansion_that_defined(scope.index),
2927             _ => Mark::root(),
2928         };
2929         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
2930             Some(actual_expansion) =>
2931                 self.hir.definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
2932             None if block == DUMMY_NODE_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
2933             None => self.hir.get_module_parent(block),
2934         };
2935         (ident, scope)
2936     }
2937 }
2938
2939 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
2940     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2941     def_ids: Lrc<Vec<DefId>>,
2942     next_index: usize,
2943 }
2944
2945 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
2946     type Item = AssociatedItem;
2947
2948     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
2949         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
2950         self.next_index += 1;
2951         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
2952     }
2953 }
2954
2955 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2956     pub fn with_freevars<T, F>(self, fid: NodeId, f: F) -> T where
2957         F: FnOnce(&[hir::Freevar]) -> T,
2958     {
2959         let def_id = self.hir.local_def_id(fid);
2960         match self.freevars(def_id) {
2961             None => f(&[]),
2962             Some(d) => f(&d),
2963         }
2964     }
2965 }
2966
2967 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
2968     let id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).unwrap();
2969     let parent_id = tcx.hir.get_parent(id);
2970     let parent_def_id = tcx.hir.local_def_id(parent_id);
2971     let parent_item = tcx.hir.expect_item(parent_id);
2972     match parent_item.node {
2973         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
2974             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
2975                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
2976                                                                         impl_item_ref);
2977                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
2978                 return assoc_item;
2979             }
2980         }
2981
2982         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
2983             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.node_id == id) {
2984                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
2985                                                                          &parent_item.vis,
2986                                                                          trait_item_ref);
2987                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
2988                 return assoc_item;
2989             }
2990         }
2991
2992         _ => { }
2993     }
2994
2995     span_bug!(parent_item.span,
2996               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
2997               parent_item.node)
2998 }
2999
3000 /// Calculates the Sized-constraint.
3001 ///
3002 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3003 ///     - an obviously-unsized type
3004 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3005 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3006 ///       such.
3007 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3008 ///       check should catch this case.
3009 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3010                                   def_id: DefId)
3011                                   -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
3012     let def = tcx.adt_def(def_id);
3013
3014     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3015         v.fields.last()
3016     }).flat_map(|f| {
3017         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3018     }));
3019
3020     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3021
3022     result
3023 }
3024
3025 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3026                                      def_id: DefId)
3027                                      -> Lrc<Vec<DefId>> {
3028     let id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).unwrap();
3029     let item = tcx.hir.expect_item(id);
3030     let vec: Vec<_> = match item.node {
3031         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3032             trait_item_refs.iter()
3033                            .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3034                            .map(|id| tcx.hir.local_def_id(id.node_id))
3035                            .collect()
3036         }
3037         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3038             impl_item_refs.iter()
3039                           .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3040                           .map(|id| tcx.hir.local_def_id(id.node_id))
3041                           .collect()
3042         }
3043         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => vec![],
3044         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3045     };
3046     Lrc::new(vec)
3047 }
3048
3049 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3050     tcx.hir.span_if_local(def_id).unwrap()
3051 }
3052
3053 /// If the given def ID describes an item belonging to a trait,
3054 /// return the ID of the trait that the trait item belongs to.
3055 /// Otherwise, return `None`.
3056 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3057     tcx.opt_associated_item(def_id)
3058         .and_then(|associated_item| {
3059             match associated_item.container {
3060                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3061                 ImplContainer(_) => None
3062             }
3063         })
3064 }
3065
3066 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3067 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3068     if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
3069         if let Node::Item(item) = tcx.hir.get(node_id) {
3070             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3071                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3072             }
3073         }
3074     }
3075     None
3076 }
3077
3078 /// Returns `true` if `def_id` is a trait alias.
3079 pub fn is_trait_alias(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> bool {
3080     if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
3081         if let Node::Item(item) = tcx.hir.get(node_id) {
3082             if let hir::ItemKind::TraitAlias(..) = item.node {
3083                 return true;
3084             }
3085         }
3086     }
3087     false
3088 }
3089
3090 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3091 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3092                        def_id: DefId)
3093                        -> ParamEnv<'tcx>
3094 {
3095     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3096     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3097         return param_env(tcx, parent);
3098     }
3099     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3100
3101     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3102         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3103
3104     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3105     // case they contain any associated type projections. This process
3106     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3107     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3108     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3109     // right to me, because constructing the environment feels like a
3110     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3111     // a better place. In practice, we construct environments for
3112     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3113     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3114     // sure that this will succeed without errors anyway.
3115
3116     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(tcx.intern_predicates(&predicates),
3117                                              traits::Reveal::UserFacing);
3118
3119     let body_id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).map_or(DUMMY_NODE_ID, |id| {
3120         tcx.hir.maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.node_id)
3121     });
3122     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3123     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3124 }
3125
3126 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3127                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3128     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3129     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3130 }
3131
3132 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3133                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3134     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3135     tcx.crate_name.clone()
3136 }
3137
3138 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3139                         crate_num: CrateNum)
3140                         -> Svh {
3141     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3142     tcx.hir.crate_hash
3143 }
3144
3145 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3146                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3147                                         -> usize {
3148     match instance_def {
3149         InstanceDef::Item(..) |
3150         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3151             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3152             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3153         },
3154         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3155         _ => 1
3156     }
3157 }
3158
3159 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3160     context::provide(providers);
3161     erase_regions::provide(providers);
3162     layout::provide(providers);
3163     util::provide(providers);
3164     constness::provide(providers);
3165     *providers = ty::query::Providers {
3166         associated_item,
3167         associated_item_def_ids,
3168         adt_sized_constraint,
3169         def_span,
3170         param_env,
3171         trait_of_item,
3172         crate_disambiguator,
3173         original_crate_name,
3174         crate_hash,
3175         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3176         instance_def_size_estimate,
3177         ..*providers
3178     };
3179 }
3180
3181 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3182 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3183 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3184 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3185 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3186 #[derive(Clone, Debug, Default)]
3187 pub struct CrateInherentImpls {
3188     pub inherent_impls: DefIdMap<Lrc<Vec<DefId>>>,
3189 }
3190
3191 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3192 pub struct SymbolName {
3193     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3194     // this be a `&'tcx str`.
3195     pub name: InternedString
3196 }
3197
3198 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3199     name
3200 });
3201
3202 impl SymbolName {
3203     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3204         SymbolName {
3205             name: Symbol::intern(name).as_interned_str()
3206         }
3207     }
3208
3209     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3210         self.name.as_str()
3211     }
3212 }
3213
3214 impl fmt::Display for SymbolName {
3215     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3216         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3217     }
3218 }
3219
3220 impl fmt::Debug for SymbolName {
3221     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3222         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3223     }
3224 }