]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Auto merge of #60984 - matthewjasper:borrowck-error-reporting-cleanup, r=pnkfelix
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 #![allow(usage_of_ty_tykind)]
4
5 pub use self::Variance::*;
6 pub use self::AssociatedItemContainer::*;
7 pub use self::BorrowKind::*;
8 pub use self::IntVarValue::*;
9 pub use self::fold::TypeFoldable;
10
11 use crate::hir::{map as hir_map, UpvarMap, GlobMap, TraitMap};
12 use crate::hir::Node;
13 use crate::hir::def::{Res, DefKind, CtorOf, CtorKind, ExportMap};
14 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
15 use rustc_data_structures::svh::Svh;
16 use rustc_macros::HashStable;
17 use crate::ich::Fingerprint;
18 use crate::ich::StableHashingContext;
19 use crate::infer::canonical::Canonical;
20 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
21 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
22 use crate::mir::Mir;
23 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
24 use crate::mir::GeneratorLayout;
25 use crate::session::CrateDisambiguator;
26 use crate::traits::{self, Reveal};
27 use crate::ty;
28 use crate::ty::layout::VariantIdx;
29 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
30 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
31 use crate::ty::walk::TypeWalker;
32 use crate::util::captures::Captures;
33 use crate::util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
34 use arena::SyncDroplessArena;
35 use crate::session::DataTypeKind;
36
37 use serialize::{self, Encodable, Encoder};
38 use std::cell::RefCell;
39 use std::cmp::{self, Ordering};
40 use std::fmt;
41 use std::hash::{Hash, Hasher};
42 use std::ops::Deref;
43 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
44 use std::slice;
45 use std::{mem, ptr};
46 use std::ops::Range;
47 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
48 use syntax::attr;
49 use syntax::ext::hygiene::Mark;
50 use syntax::symbol::{kw, sym, Symbol, LocalInternedString, InternedString};
51 use syntax_pos::Span;
52
53 use smallvec;
54 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
55 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
56                                            HashStable};
57
58 use crate::hir;
59
60 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
61 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
62 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
63 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
64 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
65 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
66 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
67 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
68 pub use self::sty::RegionKind;
69 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
70 pub use self::sty::BoundRegion::*;
71 pub use self::sty::InferTy::*;
72 pub use self::sty::RegionKind::*;
73 pub use self::sty::TyKind::*;
74
75 pub use self::binding::BindingMode;
76 pub use self::binding::BindingMode::*;
77
78 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, GlobalArenas, AllArenas, tls, keep_local};
79 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
80 pub use self::context::{
81     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
82     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
83 };
84
85 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
86
87 pub use self::trait_def::TraitDef;
88
89 pub use self::query::queries;
90
91 pub mod adjustment;
92 pub mod binding;
93 pub mod cast;
94 #[macro_use]
95 pub mod codec;
96 mod constness;
97 pub mod error;
98 mod erase_regions;
99 pub mod fast_reject;
100 pub mod flags;
101 pub mod fold;
102 pub mod inhabitedness;
103 pub mod layout;
104 pub mod _match;
105 pub mod outlives;
106 pub mod print;
107 pub mod query;
108 pub mod relate;
109 pub mod steal;
110 pub mod subst;
111 pub mod trait_def;
112 pub mod walk;
113 pub mod wf;
114 pub mod util;
115
116 mod context;
117 mod instance;
118 mod structural_impls;
119 mod sty;
120
121 // Data types
122
123 #[derive(Clone)]
124 pub struct Resolutions {
125     pub upvars: UpvarMap,
126     pub trait_map: TraitMap,
127     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
128     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
129     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
130     pub glob_map: GlobMap,
131     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
132     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
133     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
134 }
135
136 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
137 pub enum AssociatedItemContainer {
138     TraitContainer(DefId),
139     ImplContainer(DefId),
140 }
141
142 impl AssociatedItemContainer {
143     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
144     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
145     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
146         match *self {
147             TraitContainer(id) => id,
148             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
149         }
150     }
151
152     pub fn id(&self) -> DefId {
153         match *self {
154             TraitContainer(id) => id,
155             ImplContainer(id) => id,
156         }
157     }
158 }
159
160 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
161 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
162 /// bounds / where-clauses).
163 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
164 pub struct ImplHeader<'tcx> {
165     pub impl_def_id: DefId,
166     pub self_ty: Ty<'tcx>,
167     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
168     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
169 }
170
171 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
172 pub struct AssociatedItem {
173     pub def_id: DefId,
174     #[stable_hasher(project(name))]
175     pub ident: Ident,
176     pub kind: AssociatedKind,
177     pub vis: Visibility,
178     pub defaultness: hir::Defaultness,
179     pub container: AssociatedItemContainer,
180
181     /// Whether this is a method with an explicit self
182     /// as its first argument, allowing method calls.
183     pub method_has_self_argument: bool,
184 }
185
186 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
187 pub enum AssociatedKind {
188     Const,
189     Method,
190     Existential,
191     Type
192 }
193
194 impl AssociatedItem {
195     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
196         match self.kind {
197             AssociatedKind::Const => DefKind::AssociatedConst,
198             AssociatedKind::Method => DefKind::Method,
199             AssociatedKind::Type => DefKind::AssociatedTy,
200             AssociatedKind::Existential => DefKind::AssociatedExistential,
201         }
202     }
203
204     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
205     /// for !
206     pub fn relevant_for_never<'tcx>(&self) -> bool {
207         match self.kind {
208             AssociatedKind::Existential |
209             AssociatedKind::Const |
210             AssociatedKind::Type => true,
211             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
212             AssociatedKind::Method => !self.method_has_self_argument,
213         }
214     }
215
216     pub fn signature<'a, 'tcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> String {
217         match self.kind {
218             ty::AssociatedKind::Method => {
219                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
220                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
221                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
222                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
223                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
224             }
225             ty::AssociatedKind::Type => format!("type {};", self.ident),
226             ty::AssociatedKind::Existential => format!("existential type {};", self.ident),
227             ty::AssociatedKind::Const => {
228                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
229             }
230         }
231     }
232 }
233
234 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
235 pub enum Visibility {
236     /// Visible everywhere (including in other crates).
237     Public,
238     /// Visible only in the given crate-local module.
239     Restricted(DefId),
240     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
241     Invisible,
242 }
243
244 pub trait DefIdTree: Copy {
245     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
246
247     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
248         if descendant.krate != ancestor.krate {
249             return false;
250         }
251
252         while descendant != ancestor {
253             match self.parent(descendant) {
254                 Some(parent) => descendant = parent,
255                 None => return false,
256             }
257         }
258         true
259     }
260 }
261
262 impl<'a, 'gcx, 'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
263     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
264         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
265     }
266 }
267
268 impl Visibility {
269     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> Self {
270         match visibility.node {
271             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
272             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
273             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
274                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
275                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
276                 Res::Err => Visibility::Public,
277                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
278             },
279             hir::VisibilityKind::Inherited => {
280                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent_by_hir_id(id))
281             }
282         }
283     }
284
285     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
286     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
287         let restriction = match self {
288             // Public items are visible everywhere.
289             Visibility::Public => return true,
290             // Private items from other crates are visible nowhere.
291             Visibility::Invisible => return false,
292             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
293             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
294             Visibility::Restricted(module) => module,
295         };
296
297         tree.is_descendant_of(module, restriction)
298     }
299
300     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
301     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
302         let vis_restriction = match vis {
303             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
304             Visibility::Invisible => return true,
305             Visibility::Restricted(module) => module,
306         };
307
308         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
309     }
310
311     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
312     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
313         match self {
314             Visibility::Public => true,
315             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
316             Visibility::Invisible => false,
317         }
318     }
319 }
320
321 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash, HashStable)]
322 pub enum Variance {
323     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
324     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
325     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
326     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
327 }
328
329 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
330 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
331 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
332 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
333 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
334 /// item.
335 #[derive(HashStable)]
336 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
337     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
338     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
339     /// entry.
340     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
341 }
342
343 impl Variance {
344     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
345     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
346     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
347     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
348     /// variance with which the argument appears.
349     ///
350     /// Example 1:
351     ///
352     ///     *mut Vec<i32>
353     ///
354     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
355     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
356     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
357     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
358     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
359     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
360     /// (again) in `Invariant`.
361     ///
362     /// Example 2:
363     ///
364     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
365     ///
366     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
367     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
368     /// within which both pointer types appear is
369     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
370     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
371     /// which the first `Vec<i32>` appears is
372     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
373     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
374     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
375     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
376     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
377     ///
378     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
379     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
380     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
381         match (self, v) {
382             // Figure 1, column 1.
383             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
384             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
385             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
386             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
387
388             // Figure 1, column 2.
389             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
390             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
391             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
392             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
393
394             // Figure 1, column 3.
395             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
396
397             // Figure 1, column 4.
398             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
399         }
400     }
401 }
402
403 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
404 // the types of AST nodes.
405 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
406 pub struct CReaderCacheKey {
407     pub cnum: CrateNum,
408     pub pos: usize,
409 }
410
411 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
412 // through the type during type construction, so that we can quickly
413 // check whether the type has various kinds of types in it without
414 // recursing over the type itself.
415 bitflags! {
416     pub struct TypeFlags: u32 {
417         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
418         const HAS_SELF           = 1 << 1;
419         const HAS_TY_INFER       = 1 << 2;
420         const HAS_RE_INFER       = 1 << 3;
421         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 4;
422
423         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
424         /// determine whether substitition is required, since those
425         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
426         /// hence may be substituted.
427         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 5;
428
429         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
430         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
431         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 6;
432
433         /// Is an error type reachable?
434         const HAS_TY_ERR         = 1 << 7;
435         const HAS_PROJECTION     = 1 << 8;
436
437         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
438         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 9;
439
440         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
441         /// that are local to a particular fn
442         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 10;
443
444         /// Present if the type belongs in a local type context.
445         /// Only set for Infer other than Fresh.
446         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 11;
447
448         // Is there a projection that does not involve a bound region?
449         // Currently we can't normalize projections w/ bound regions.
450         const HAS_NORMALIZABLE_PROJECTION = 1 << 12;
451
452         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
453         /// if a global bound is safe to evaluate.
454         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 13;
455
456         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 14;
457
458         const HAS_CT_INFER = 1 << 15;
459         const HAS_CT_PLACEHOLDER = 1 << 16;
460
461         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
462                                    TypeFlags::HAS_SELF.bits |
463                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
464
465         /// Flags representing the nominal content of a type,
466         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
467         /// flag, it should be added here too.
468         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
469                                   TypeFlags::HAS_SELF.bits |
470                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
472                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
478                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
480                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
481                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
482                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits |
483                                   TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits;
484     }
485 }
486
487 pub struct TyS<'tcx> {
488     pub sty: TyKind<'tcx>,
489     pub flags: TypeFlags,
490
491     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
492     /// binder such that
493     ///
494     /// (a) the binder itself captures nothing but
495     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
496     ///     by some sub-binder.
497     ///
498     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
499     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
500     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
501     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
502     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
503     /// by an inner binder.
504     ///
505     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
506     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
507     /// (exclusive).
508     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
509 }
510
511 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
512 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
513 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
514
515 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
516     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
517         self.sty.cmp(&other.sty)
518     }
519 }
520
521 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
522     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
523         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
524     }
525 }
526
527 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
528     #[inline]
529     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
530         ptr::eq(self, other)
531     }
532 }
533 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
534
535 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
536     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
537         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
538     }
539 }
540
541 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
542     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
543         match self.sty {
544             TyKind::Bool |
545             TyKind::Char |
546             TyKind::Int(_) |
547             TyKind::Uint(_) |
548             TyKind::Float(_) |
549             TyKind::Infer(InferTy::IntVar(_)) |
550             TyKind::Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
551             TyKind::Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
552             TyKind::Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
553             TyKind::Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
554             _ => false,
555         }
556     }
557
558     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
559         match self.sty {
560             TyKind::Opaque(..) |
561             TyKind::FnDef(..) |
562             TyKind::FnPtr(..) |
563             TyKind::Dynamic(..) |
564             TyKind::Closure(..) |
565             TyKind::Infer(..) |
566             TyKind::Projection(..) => false,
567             _ => true,
568         }
569     }
570 }
571
572 impl<'a, 'gcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'gcx> {
573     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
574                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
575                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
576         let ty::TyS {
577             ref sty,
578
579             // The other fields just provide fast access to information that is
580             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
581             flags: _,
582
583             outer_exclusive_binder: _,
584         } = *self;
585
586         sty.hash_stable(hcx, hasher);
587     }
588 }
589
590 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
591
592 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
593 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
594
595 pub type CanonicalTy<'gcx> = Canonical<'gcx, Ty<'gcx>>;
596
597 extern {
598     /// A dummy type used to force List to by unsized without requiring fat pointers
599     type OpaqueListContents;
600 }
601
602 /// A wrapper for slices with the additional invariant
603 /// that the slice is interned and no other slice with
604 /// the same contents can exist in the same context.
605 /// This means we can use pointer for both
606 /// equality comparisons and hashing.
607 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
608 #[repr(C)]
609 pub struct List<T> {
610     len: usize,
611     data: [T; 0],
612     opaque: OpaqueListContents,
613 }
614
615 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
616
617 impl<T: Copy> List<T> {
618     #[inline]
619     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
620         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
621         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
622         assert!(slice.len() != 0);
623
624         // Align up the size of the len (usize) field
625         let align = mem::align_of::<T>();
626         let align_mask = align - 1;
627         let offset = mem::size_of::<usize>();
628         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
629
630         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
631
632         let mem = arena.alloc_raw(
633             size,
634             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
635         unsafe {
636             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
637             // Write the length
638             result.len = slice.len();
639
640             // Write the elements
641             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
642             arena_slice.copy_from_slice(slice);
643
644             result
645         }
646     }
647 }
648
649 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
650     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
651         (**self).fmt(f)
652     }
653 }
654
655 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
656     #[inline]
657     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
658         (**self).encode(s)
659     }
660 }
661
662 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
663     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
664         if self == other { Ordering::Equal } else {
665             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
666         }
667     }
668 }
669
670 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
671     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
672         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
673             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
674         }
675     }
676 }
677
678 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
679     #[inline]
680     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
681         ptr::eq(self, other)
682     }
683 }
684 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
685
686 impl<T> Hash for List<T> {
687     #[inline]
688     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
689         (self as *const List<T>).hash(s)
690     }
691 }
692
693 impl<T> Deref for List<T> {
694     type Target = [T];
695     #[inline(always)]
696     fn deref(&self) -> &[T] {
697         unsafe {
698             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
699         }
700     }
701 }
702
703 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
704     type Item = &'a T;
705     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
706     #[inline(always)]
707     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
708         self[..].iter()
709     }
710 }
711
712 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
713
714 impl<T> List<T> {
715     #[inline(always)]
716     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
717         #[repr(align(64), C)]
718         struct EmptySlice([u8; 64]);
719         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
720         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
721         unsafe {
722             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
723         }
724     }
725 }
726
727 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
728 pub struct UpvarPath {
729     pub hir_id: hir::HirId,
730 }
731
732 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
733 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
734 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
735 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
736 pub struct UpvarId {
737     pub var_path: UpvarPath,
738     pub closure_expr_id: LocalDefId,
739 }
740
741 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
742 pub enum BorrowKind {
743     /// Data must be immutable and is aliasable.
744     ImmBorrow,
745
746     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
747     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
748     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
749     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
750     ///
751     ///    let x: &mut isize = ...;
752     ///    let y = || *x += 5;
753     ///
754     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
755     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
756     ///
757     ///    struct Env { x: & &mut isize }
758     ///    let x: &mut isize = ...;
759     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
760     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
761     ///
762     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
763     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
764     /// an `&mut` borrow:
765     ///
766     ///    struct Env { x: & &mut isize }
767     ///    let x: &mut isize = ...;
768     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
769     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
770     ///
771     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
772     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
773     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
774     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
775     /// borrow is hidden.
776     ///
777     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
778     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
779     /// simplicity, we don't give users the way to express this
780     /// borrow, it's just used when translating closures.
781     UniqueImmBorrow,
782
783     /// Data is mutable and not aliasable.
784     MutBorrow
785 }
786
787 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
788 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
789 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
790 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
791     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
792     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
793     /// depending on inference.
794     ByValue,
795
796     /// Upvar is captured by reference.
797     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
798 }
799
800 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
801 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
802     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
803     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
804     /// syntax.
805     pub kind: BorrowKind,
806
807     /// Region of the resulting reference.
808     pub region: ty::Region<'tcx>,
809 }
810
811 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, Vec<UpvarId>>;
812 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
813
814 #[derive(Copy, Clone)]
815 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
816     pub res: Res,
817     pub span: Span,
818     pub ty: Ty<'tcx>,
819 }
820
821 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
822 pub enum IntVarValue {
823     IntType(ast::IntTy),
824     UintType(ast::UintTy),
825 }
826
827 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
828 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
829
830 impl ty::EarlyBoundRegion {
831     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
832         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
833     }
834
835     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
836     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
837     pub fn has_name(&self) -> bool {
838         self.name != kw::UnderscoreLifetime.as_interned_str()
839     }
840 }
841
842 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
843 pub enum GenericParamDefKind {
844     Lifetime,
845     Type {
846         has_default: bool,
847         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
848         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
849     },
850     Const,
851 }
852
853 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
854 pub struct GenericParamDef {
855     pub name: InternedString,
856     pub def_id: DefId,
857     pub index: u32,
858
859     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
860     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
861     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
862     pub pure_wrt_drop: bool,
863
864     pub kind: GenericParamDefKind,
865 }
866
867 impl GenericParamDef {
868     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
869         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
870             ty::EarlyBoundRegion {
871                 def_id: self.def_id,
872                 index: self.index,
873                 name: self.name,
874             }
875         } else {
876             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
877         }
878     }
879
880     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
881         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
882             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
883         } else {
884             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
885         }
886     }
887 }
888
889 #[derive(Default)]
890 pub struct GenericParamCount {
891     pub lifetimes: usize,
892     pub types: usize,
893     pub consts: usize,
894 }
895
896 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
897 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
898 ///
899 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
900 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
901 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
902 pub struct Generics {
903     pub parent: Option<DefId>,
904     pub parent_count: usize,
905     pub params: Vec<GenericParamDef>,
906
907     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`
908     #[stable_hasher(ignore)]
909     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
910
911     pub has_self: bool,
912     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
913 }
914
915 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Generics {
916     pub fn count(&self) -> usize {
917         self.parent_count + self.params.len()
918     }
919
920     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
921         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
922         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
923         // presence of this method will be a constant reminder.
924         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
925
926         for param in &self.params {
927             match param.kind {
928                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
929                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
930                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
931             };
932         }
933
934         own_counts
935     }
936
937     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
938         if self.own_requires_monomorphization() {
939             return true;
940         }
941
942         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
943             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
944             parent.requires_monomorphization(tcx)
945         } else {
946             false
947         }
948     }
949
950     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
951         for param in &self.params {
952             match param.kind {
953                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
954                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
955             }
956         }
957         false
958     }
959
960     pub fn region_param(&'tcx self,
961                         param: &EarlyBoundRegion,
962                         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
963                         -> &'tcx GenericParamDef
964     {
965         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
966             let param = &self.params[index as usize];
967             match param.kind {
968                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
969                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
970             }
971         } else {
972             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
973                .region_param(param, tcx)
974         }
975     }
976
977     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
978     pub fn type_param(&'tcx self,
979                       param: &ParamTy,
980                       tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
981                       -> &'tcx GenericParamDef {
982         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
983             let param = &self.params[index as usize];
984             match param.kind {
985                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
986                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
987             }
988         } else {
989             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
990                .type_param(param, tcx)
991         }
992     }
993
994     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
995     pub fn const_param(&'tcx self,
996                        param: &ParamConst,
997                        tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
998                        -> &GenericParamDef {
999         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1000             let param = &self.params[index as usize];
1001             match param.kind {
1002                 GenericParamDefKind::Const => param,
1003                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
1004             }
1005         } else {
1006             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
1007                 .const_param(param, tcx)
1008         }
1009     }
1010 }
1011
1012 /// Bounds on generics.
1013 #[derive(Clone, Default, Debug, HashStable)]
1014 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1015     pub parent: Option<DefId>,
1016     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
1017 }
1018
1019 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1020 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1021
1022 impl<'a, 'gcx, 'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1023     pub fn instantiate(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1024                        -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1025         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1026         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1027         instantiated
1028     }
1029
1030     pub fn instantiate_own(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, substs: SubstsRef<'tcx>)
1031                            -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1032         InstantiatedPredicates {
1033             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1034         }
1035     }
1036
1037     fn instantiate_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1038                         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1039                         substs: SubstsRef<'tcx>) {
1040         if let Some(def_id) = self.parent {
1041             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1042         }
1043         instantiated.predicates.extend(
1044             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1045         );
1046     }
1047
1048     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>)
1049                                 -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1050         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1051         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1052         instantiated
1053     }
1054
1055     fn instantiate_identity_into(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1056                                  instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>) {
1057         if let Some(def_id) = self.parent {
1058             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1059         }
1060         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1061     }
1062
1063     pub fn instantiate_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1064                                   poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1065                                   -> InstantiatedPredicates<'tcx>
1066     {
1067         assert_eq!(self.parent, None);
1068         InstantiatedPredicates {
1069             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1070                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1071             }).collect()
1072         }
1073     }
1074 }
1075
1076 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1077 pub enum Predicate<'tcx> {
1078     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1079     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1080     /// would be the type parameters.
1081     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1082
1083     /// `where 'a: 'b`
1084     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1085
1086     /// `where T: 'a`
1087     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1088
1089     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1090     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1091     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1092
1093     /// no syntax: `T` well-formed
1094     WellFormed(Ty<'tcx>),
1095
1096     /// Trait must be object-safe.
1097     ObjectSafe(DefId),
1098
1099     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1100     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1101     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1102     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1103
1104     /// `T1 <: T2`
1105     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1106
1107     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1108     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1109 }
1110
1111 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1112 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1113 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1114 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1115 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1116 /// item.
1117 #[derive(HashStable)]
1118 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1119     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1120     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1121     /// bounds, it will have no entry.
1122     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Predicate<'tcx>]>,
1123 }
1124
1125 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1126     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1127         self
1128     }
1129 }
1130
1131 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Predicate<'tcx> {
1132     /// Performs a substitution suitable for going from a
1133     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1134     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1135     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1136     /// lengthy comment below for details.
1137     pub fn subst_supertrait(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1138                             trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>)
1139                             -> ty::Predicate<'tcx>
1140     {
1141         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1142         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1143         //
1144         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1145         //
1146         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1147         //     trait Bar<'b,'c> { }
1148         //
1149         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1150         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1151         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1152         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1153         // normal substitution.
1154         //
1155         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1156         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1157         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1158         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1159         // `'a`.
1160         //
1161         // Another example to be careful of is this:
1162         //
1163         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1164         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1165         //
1166         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1167         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1168         // reason is similar to the previous example: any impl of
1169         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1170         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1171         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1172         //
1173         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1174         // consider the more complicated scenario:
1175         //
1176         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1177         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1178         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1179         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1180         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1181         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1182         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1183         //   DB index of 1.
1184         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1185         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1186         //   just as we wanted.
1187         //
1188         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1189         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1190         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1191         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1192         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1193         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1194         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1195         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1196         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1197         // substitution code expects equal binding levels in the values
1198         // from the substitution and the value being substituted into, and
1199         // this trick achieves that).
1200
1201         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1202         match *self {
1203             Predicate::Trait(ref binder) =>
1204                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1205             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1206                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1207             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1208                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1209             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1210                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1211             Predicate::Projection(ref binder) =>
1212                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1213             Predicate::WellFormed(data) =>
1214                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1215             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1216                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1217             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1218                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1219             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1220                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1221         }
1222     }
1223 }
1224
1225 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1226 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1227     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1228 }
1229
1230 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1231
1232 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1233     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1234         self.trait_ref.def_id
1235     }
1236
1237     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1238         self.trait_ref.input_types()
1239     }
1240
1241     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1242         self.trait_ref.self_ty()
1243     }
1244 }
1245
1246 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1247     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1248         // ok to skip binder since trait def-id does not care about regions
1249         self.skip_binder().def_id()
1250     }
1251 }
1252
1253 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1254          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1255 pub struct OutlivesPredicate<A,B>(pub A, pub B); // `A: B`
1256 pub type PolyOutlivesPredicate<A,B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A,B>>;
1257 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>,
1258                                                            ty::Region<'tcx>>;
1259 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>,
1260                                                          ty::Region<'tcx>>;
1261 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1262 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1263
1264 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1265 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1266     pub a_is_expected: bool,
1267     pub a: Ty<'tcx>,
1268     pub b: Ty<'tcx>
1269 }
1270 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1271
1272 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1273 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1274 ///
1275 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1276 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1277 ///
1278 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1279 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1280 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1281 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1282 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1283 /// instances to normalize the LHS.
1284 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1285 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1286     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1287     pub ty: Ty<'tcx>,
1288 }
1289
1290 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1291
1292 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1293     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1294     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1295         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1296     }
1297
1298     #[inline]
1299     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1300         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1301         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1302         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1303         // return value, so we are preserving the number of binding
1304         // levels.
1305         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1306     }
1307
1308     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1309         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1310     }
1311
1312     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1313     ///
1314     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1315     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1316     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1317         // okay to skip binder since trait def-id does not care about regions
1318         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1319     }
1320 }
1321
1322 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1323     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1324 }
1325
1326 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1327     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1328         ty::Binder::dummy(self.clone())
1329     }
1330 }
1331
1332 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1333     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1334         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1335     }
1336 }
1337
1338 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1339     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1340 }
1341
1342 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1343     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1344         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1345             trait_ref: self.clone()
1346         }))
1347     }
1348 }
1349
1350 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1351     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1352         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1353     }
1354 }
1355
1356 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1357     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1358         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1359     }
1360 }
1361
1362 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1363     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1364         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1365     }
1366 }
1367
1368 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1369     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1370         Predicate::Projection(self.clone())
1371     }
1372 }
1373
1374 // A custom iterator used by Predicate::walk_tys.
1375 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1376     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1377           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1378           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1379 {
1380     None,
1381     One(Ty<'tcx>),
1382     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1383     Types(I),
1384     InputTypes(J),
1385     ProjectionTypes(K)
1386 }
1387
1388 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1389     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1390           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1391           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1392 {
1393     type Item = Ty<'tcx>;
1394
1395     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1396         match *self {
1397             WalkTysIter::None => None,
1398             WalkTysIter::One(item) => {
1399                 *self = WalkTysIter::None;
1400                 Some(item)
1401             },
1402             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1403                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1404                 Some(item1)
1405             },
1406             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1407                 iter.next()
1408             },
1409             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1410                 iter.next()
1411             },
1412             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1413                 iter.next()
1414             }
1415         }
1416     }
1417 }
1418
1419 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1420     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1421     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1422     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1423     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1424         match *self {
1425             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1426                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1427             }
1428             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1429                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1430                 WalkTysIter::Two(a, b)
1431             }
1432             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1433                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1434             }
1435             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1436                 WalkTysIter::None
1437             }
1438             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1439                 let inner = data.skip_binder();
1440                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1441                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1442             }
1443             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1444                 WalkTysIter::One(data)
1445             }
1446             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1447                 WalkTysIter::None
1448             }
1449             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1450                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1451             }
1452             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1453                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1454             }
1455         }
1456     }
1457
1458     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1459         match *self {
1460             Predicate::Trait(ref t) => {
1461                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1462             }
1463             Predicate::Projection(..) |
1464             Predicate::Subtype(..) |
1465             Predicate::RegionOutlives(..) |
1466             Predicate::WellFormed(..) |
1467             Predicate::ObjectSafe(..) |
1468             Predicate::ClosureKind(..) |
1469             Predicate::TypeOutlives(..) |
1470             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1471                 None
1472             }
1473         }
1474     }
1475
1476     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1477         match *self {
1478             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1479                 Some(data)
1480             }
1481             Predicate::Trait(..) |
1482             Predicate::Projection(..) |
1483             Predicate::Subtype(..) |
1484             Predicate::RegionOutlives(..) |
1485             Predicate::WellFormed(..) |
1486             Predicate::ObjectSafe(..) |
1487             Predicate::ClosureKind(..) |
1488             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1489                 None
1490             }
1491         }
1492     }
1493 }
1494
1495 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1496 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1497 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1498 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1499 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1500 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1501 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1502 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1503 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1504 /// their values.
1505 ///
1506 /// Example:
1507 ///
1508 ///     struct Foo<T,U:Bar<T>> { ... }
1509 ///
1510 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1511 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1512 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1513 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1514 #[derive(Clone, Debug)]
1515 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1516     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1517 }
1518
1519 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1520     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1521         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1522     }
1523
1524     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1525         self.predicates.is_empty()
1526     }
1527 }
1528
1529 newtype_index! {
1530     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1531     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1532     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1533     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1534     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1535     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1536     /// new names.
1537     ///
1538     /// To make this more concrete, consider this program:
1539     ///
1540     /// ```
1541     /// struct Foo { }
1542     /// fn bar<T>(x: T) {
1543     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1544     /// }
1545     /// ```
1546     ///
1547     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1548     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1549     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1550     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1551     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1552     /// name it inside the fn type but not outside.
1553     ///
1554     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1555     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1556     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1557     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1558     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1559     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1560     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1561     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1562     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1563     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1564     /// use for checking generic functions.
1565     pub struct UniverseIndex {
1566         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1567     }
1568 }
1569
1570 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1571
1572 impl UniverseIndex {
1573     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1574
1575     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1576     /// is considered to extend all previous universes. This
1577     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1578     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1579     ///
1580     /// ```
1581     /// for<'a> fn(&'a u32)
1582     /// ```
1583     ///
1584     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1585     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1586     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1587     /// `U` because it was not in scope there.
1588     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1589         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1590     }
1591
1592     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1593     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1594     /// `other` (`self >= other`).
1595     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1596         self.private >= other.private
1597     }
1598
1599     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1600     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1601     /// those in `other` (`self < other`).
1602     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1603         self.private < other.private
1604     }
1605 }
1606
1607 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1608 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1609 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1610 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1611 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1612 /// another.
1613 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1614 pub struct Placeholder<T> {
1615     pub universe: UniverseIndex,
1616     pub name: T,
1617 }
1618
1619 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1620     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1621 {
1622     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1623         &self,
1624         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1625         hasher: &mut StableHasher<W>
1626     ) {
1627         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1628         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1629     }
1630 }
1631
1632 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1633
1634 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1635
1636 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1637
1638 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1639 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1640 /// particular point.
1641 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1642 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1643     /// Obligations that the caller must satisfy. This is basically
1644     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1645     /// into Obligations, and elaborated and normalized.
1646     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1647
1648     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1649     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1650     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1651     pub reveal: traits::Reveal,
1652
1653     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1654     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1655     /// solver).
1656     pub def_id: Option<DefId>,
1657 }
1658
1659 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1660     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1661     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1662     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1663     /// type-checking.
1664     #[inline]
1665     pub fn empty() -> Self {
1666         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1667     }
1668
1669     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1670     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1671     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1672     /// environments like codegen or doing optimizations.
1673     ///
1674     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1675     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1676     #[inline]
1677     pub fn reveal_all() -> Self {
1678         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1679     }
1680
1681     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1682     #[inline]
1683     pub fn new(
1684         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1685         reveal: Reveal,
1686         def_id: Option<DefId>
1687     ) -> Self {
1688         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1689     }
1690
1691     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1692     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1693     /// (even for associated types that are specializable). This is
1694     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1695     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1696     /// which is the default.
1697     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1698         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1699     }
1700
1701     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1702     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1703         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1704     }
1705
1706     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1707     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1708     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1709     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1710     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1711     /// invisible.
1712     ///
1713     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1714     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1715     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1716     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1717     /// although the surrounding function is never reachable.
1718     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1719         match self.reveal {
1720             Reveal::UserFacing => {
1721                 ParamEnvAnd {
1722                     param_env: self,
1723                     value,
1724                 }
1725             }
1726
1727             Reveal::All => {
1728                 if value.has_placeholders()
1729                     || value.needs_infer()
1730                     || value.has_param_types()
1731                     || value.has_self_ty()
1732                 {
1733                     ParamEnvAnd {
1734                         param_env: self,
1735                         value,
1736                     }
1737                 } else {
1738                     ParamEnvAnd {
1739                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1740                         value,
1741                     }
1742                 }
1743             }
1744         }
1745     }
1746 }
1747
1748 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1749 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1750     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1751     pub value: T,
1752 }
1753
1754 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1755     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1756         (self.param_env, self.value)
1757     }
1758 }
1759
1760 impl<'a, 'gcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'gcx, T>
1761     where T: HashStable<StableHashingContext<'a>>
1762 {
1763     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1764                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1765                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1766         let ParamEnvAnd {
1767             ref param_env,
1768             ref value
1769         } = *self;
1770
1771         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1772         value.hash_stable(hcx, hasher);
1773     }
1774 }
1775
1776 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1777 pub struct Destructor {
1778     /// The `DefId` of the destructor method
1779     pub did: DefId,
1780 }
1781
1782 bitflags! {
1783     #[derive(HashStable)]
1784     pub struct AdtFlags: u32 {
1785         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1786         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1787         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1788         /// Indicates whether the ADT is a union.
1789         const IS_UNION            = 1 << 1;
1790         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1791         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1792         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1793         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1794         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1795         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1796         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1797         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1798         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1799         const IS_BOX              = 1 << 6;
1800         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1801         const IS_ARC              = 1 << 7;
1802         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1803         const IS_RC               = 1 << 8;
1804         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1805         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1806         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1807     }
1808 }
1809
1810 bitflags! {
1811     #[derive(HashStable)]
1812     pub struct VariantFlags: u32 {
1813         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1814         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1815         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1816     }
1817 }
1818
1819 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1820 #[derive(Debug)]
1821 pub struct VariantDef {
1822     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1823     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1824     pub def_id: DefId,
1825     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1826     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1827     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1828     /// Variant or struct name.
1829     pub ident: Ident,
1830     /// Discriminant of this variant.
1831     pub discr: VariantDiscr,
1832     /// Fields of this variant.
1833     pub fields: Vec<FieldDef>,
1834     /// Type of constructor of variant.
1835     pub ctor_kind: CtorKind,
1836     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1837     flags: VariantFlags,
1838     /// Recovered?
1839     pub recovered: bool,
1840 }
1841
1842 impl<'a, 'gcx, 'tcx> VariantDef {
1843     /// Creates a new `VariantDef`.
1844     ///
1845     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1846     /// represents an enum variant).
1847     ///
1848     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1849     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1850     ///
1851     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1852     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1853     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1854     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1855     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1856     ///
1857     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1858     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1859     pub fn new(
1860         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
1861         ident: Ident,
1862         variant_did: Option<DefId>,
1863         ctor_def_id: Option<DefId>,
1864         discr: VariantDiscr,
1865         fields: Vec<FieldDef>,
1866         ctor_kind: CtorKind,
1867         adt_kind: AdtKind,
1868         parent_did: DefId,
1869         recovered: bool,
1870     ) -> Self {
1871         debug!(
1872             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1873              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1874              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1875         );
1876
1877         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1878         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
1879             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1880             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1881         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1882             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
1883                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1884                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1885             }
1886         }
1887
1888         VariantDef {
1889             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1890             ctor_def_id,
1891             ident,
1892             discr,
1893             fields,
1894             ctor_kind,
1895             flags,
1896             recovered,
1897         }
1898     }
1899
1900     /// Is this field list non-exhaustive?
1901     #[inline]
1902     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1903         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1904     }
1905 }
1906
1907 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1908     def_id,
1909     ctor_def_id,
1910     ident -> (ident.name),
1911     discr,
1912     fields,
1913     ctor_kind,
1914     flags,
1915     recovered
1916 });
1917
1918 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1919 pub enum VariantDiscr {
1920     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1921     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1922     Explicit(DefId),
1923
1924     /// The previous variant's discriminant plus one.
1925     /// For efficiency reasons, the distance from the
1926     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1927     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1928     Relative(u32),
1929 }
1930
1931 #[derive(Debug, HashStable)]
1932 pub struct FieldDef {
1933     pub did: DefId,
1934     #[stable_hasher(project(name))]
1935     pub ident: Ident,
1936     pub vis: Visibility,
1937 }
1938
1939 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1940 ///
1941 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1942 pub struct AdtDef {
1943     /// `DefId` of the struct, enum or union item.
1944     pub did: DefId,
1945     /// Variants of the ADT. If this is a struct or enum, then there will be a single variant.
1946     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1947     /// Flags of the ADT (e.g. is this a struct? is this non-exhaustive?)
1948     flags: AdtFlags,
1949     /// Repr options provided by the user.
1950     pub repr: ReprOptions,
1951 }
1952
1953 impl PartialOrd for AdtDef {
1954     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1955         Some(self.cmp(&other))
1956     }
1957 }
1958
1959 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1960 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1961 impl Ord for AdtDef {
1962     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1963         self.did.cmp(&other.did)
1964     }
1965 }
1966
1967 impl PartialEq for AdtDef {
1968     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1969     #[inline]
1970     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1971 }
1972
1973 impl Eq for AdtDef {}
1974
1975 impl Hash for AdtDef {
1976     #[inline]
1977     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1978         (self as *const AdtDef).hash(s)
1979     }
1980 }
1981
1982 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1983     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1984         self.did.encode(s)
1985     }
1986 }
1987
1988 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1989
1990
1991 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1992     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1993                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1994                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1995         thread_local! {
1996             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1997         }
1998
1999         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2000             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2001             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2002                 let ty::AdtDef {
2003                     did,
2004                     ref variants,
2005                     ref flags,
2006                     ref repr,
2007                 } = *self;
2008
2009                 let mut hasher = StableHasher::new();
2010                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2011                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2012                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2013                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2014
2015                 hasher.finish()
2016            })
2017         });
2018
2019         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2020     }
2021 }
2022
2023 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2024 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2025
2026 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2027     fn into(self) -> DataTypeKind {
2028         match self {
2029             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2030             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2031             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2032         }
2033     }
2034 }
2035
2036 bitflags! {
2037     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2038     pub struct ReprFlags: u8 {
2039         const IS_C               = 1 << 0;
2040         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2041         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2042         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2043         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2044
2045         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2046         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2047                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2048                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2049     }
2050 }
2051
2052 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2053     bits
2054 });
2055
2056 /// Represents the repr options provided by the user,
2057 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2058 pub struct ReprOptions {
2059     pub int: Option<attr::IntType>,
2060     pub align: u32,
2061     pub pack: u32,
2062     pub flags: ReprFlags,
2063 }
2064
2065 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2066     align,
2067     pack,
2068     int,
2069     flags
2070 });
2071
2072 impl ReprOptions {
2073     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2074         let mut flags = ReprFlags::empty();
2075         let mut size = None;
2076         let mut max_align = 0;
2077         let mut min_pack = 0;
2078         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2079             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2080                 flags.insert(match r {
2081                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2082                     attr::ReprPacked(pack) => {
2083                         min_pack = if min_pack > 0 {
2084                             cmp::min(pack, min_pack)
2085                         } else {
2086                             pack
2087                         };
2088                         ReprFlags::empty()
2089                     },
2090                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2091                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2092                     attr::ReprInt(i) => {
2093                         size = Some(i);
2094                         ReprFlags::empty()
2095                     },
2096                     attr::ReprAlign(align) => {
2097                         max_align = cmp::max(align, max_align);
2098                         ReprFlags::empty()
2099                     },
2100                 });
2101             }
2102         }
2103
2104         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2105         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2106             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2107         }
2108         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2109     }
2110
2111     #[inline]
2112     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2113     #[inline]
2114     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2115     #[inline]
2116     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack > 0 }
2117     #[inline]
2118     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2119     #[inline]
2120     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2121
2122     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2123         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2124     }
2125
2126     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2127     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2128     /// single pointer.
2129     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2130         self.c() || self.int.is_some()
2131     }
2132
2133     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2134     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2135     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2136         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.pack == 1 ||
2137             self.int.is_some()
2138     }
2139
2140     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2141     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2142         self.c()
2143     }
2144
2145 }
2146
2147 impl<'a, 'gcx, 'tcx> AdtDef {
2148     /// Creates a new `AdtDef`.
2149     fn new(
2150         tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>,
2151         did: DefId,
2152         kind: AdtKind,
2153         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2154         repr: ReprOptions
2155     ) -> Self {
2156         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2157         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2158
2159         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2160             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2161             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2162         }
2163
2164         flags |= match kind {
2165             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2166             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2167             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2168         };
2169
2170         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2171             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2172         }
2173
2174         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2175         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2176             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2177         }
2178         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2179             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2180         }
2181         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2182             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2183         }
2184         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2185             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2186         }
2187         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2188             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2189         }
2190
2191         AdtDef {
2192             did,
2193             variants,
2194             flags,
2195             repr,
2196         }
2197     }
2198
2199     /// Returns `true` if this is a struct.
2200     #[inline]
2201     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2202         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2203     }
2204
2205     /// Returns `true` if this is a union.
2206     #[inline]
2207     pub fn is_union(&self) -> bool {
2208         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2209     }
2210
2211     /// Returns `true` if this is a enum.
2212     #[inline]
2213     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2214         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2215     }
2216
2217     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2218     #[inline]
2219     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2220         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2221     }
2222
2223     /// Returns the kind of the ADT.
2224     #[inline]
2225     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2226         if self.is_enum() {
2227             AdtKind::Enum
2228         } else if self.is_union() {
2229             AdtKind::Union
2230         } else {
2231             AdtKind::Struct
2232         }
2233     }
2234
2235     /// Returns a description of this abstract data type.
2236     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2237         match self.adt_kind() {
2238             AdtKind::Struct => "struct",
2239             AdtKind::Union => "union",
2240             AdtKind::Enum => "enum",
2241         }
2242     }
2243
2244     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2245     #[inline]
2246     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2247         match self.adt_kind() {
2248             AdtKind::Struct => "struct",
2249             AdtKind::Union => "union",
2250             AdtKind::Enum => "variant",
2251         }
2252     }
2253
2254     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2255     #[inline]
2256     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2257         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2258     }
2259
2260     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2261     /// of coherence checking.
2262     #[inline]
2263     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2264         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2265     }
2266
2267     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2268     #[inline]
2269     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2270         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2271     }
2272
2273     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2274     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2275         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2276     }
2277
2278     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2279     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2280         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2281     }
2282
2283     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2284     #[inline]
2285     pub fn is_box(&self) -> bool {
2286         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2287     }
2288
2289     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2290     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
2291         self.destructor(tcx).is_some()
2292     }
2293
2294     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2295     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2296         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2297         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2298     }
2299
2300     #[inline]
2301     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx GenericPredicates<'gcx> {
2302         tcx.predicates_of(self.did)
2303     }
2304
2305     /// Returns an iterator over all fields contained
2306     /// by this ADT.
2307     #[inline]
2308     pub fn all_fields<'s>(&'s self) -> impl Iterator<Item = &'s FieldDef> {
2309         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2310     }
2311
2312     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2313         !self.variants.is_empty() &&
2314             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2315     }
2316
2317     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2318     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2319         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2320             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2321     }
2322
2323     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2324     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2325         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2326             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2327     }
2328
2329     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2330     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2331         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2332             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2333     }
2334
2335     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2336     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2337         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2338             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2339     }
2340
2341     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2342         match res {
2343             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2344             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2345             Res::Def(DefKind::Struct, _) | Res::Def(DefKind::Union, _) |
2346             Res::Def(DefKind::TyAlias, _) | Res::Def(DefKind::AssociatedTy, _) | Res::SelfTy(..) |
2347             Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2348             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res)
2349         }
2350     }
2351
2352     #[inline]
2353     pub fn eval_explicit_discr(
2354         &self,
2355         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2356         expr_did: DefId,
2357     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2358         let param_env = ParamEnv::empty();
2359         let repr_type = self.repr.discr_type();
2360         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2361         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2362         let cid = GlobalId {
2363             instance,
2364             promoted: None
2365         };
2366         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2367             Ok(val) => {
2368                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2369                 if let Some(b) = val.assert_bits(tcx.global_tcx(), param_env.and(val.ty)) {
2370                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2371                     Some(Discr {
2372                         val: b,
2373                         ty: val.ty,
2374                     })
2375                 } else {
2376                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2377                     crate::mir::interpret::struct_error(
2378                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2379                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2380                     ).emit();
2381                     None
2382                 }
2383             }
2384             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2385                 if !expr_did.is_local() {
2386                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2387                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2388                          in its crate but failed locally");
2389                 }
2390                 None
2391             }
2392             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2393                 tcx.def_span(expr_did),
2394                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2395             ),
2396         }
2397     }
2398
2399     #[inline]
2400     pub fn discriminants(
2401         &'a self,
2402         tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2403     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'gcx> + 'a {
2404         let repr_type = self.repr.discr_type();
2405         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2406         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2407         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2408             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2409             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2410                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2411                     discr = new_discr;
2412                 }
2413             }
2414             prev_discr = Some(discr);
2415
2416             (i, discr)
2417         })
2418     }
2419
2420     #[inline]
2421     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2422         (VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len()))
2423     }
2424
2425     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2426     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2427     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2428     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2429     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2430     #[inline]
2431     pub fn discriminant_for_variant(&self,
2432                                     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
2433                                     variant_index: VariantIdx)
2434                                     -> Discr<'tcx> {
2435         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2436         let explicit_value = val
2437             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2438             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2439         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2440     }
2441
2442     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2443     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2444     /// inferred discriminant directly.
2445     pub fn discriminant_def_for_variant(
2446         &self,
2447         variant_index: VariantIdx,
2448     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2449         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2450         let expr_did;
2451         loop {
2452             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2453                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2454                     expr_did = None;
2455                     break;
2456                 },
2457                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2458                     explicit_index -= distance;
2459                 }
2460                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2461                     expr_did = Some(did);
2462                     break;
2463                 }
2464             }
2465         }
2466         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2467     }
2468
2469     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Option<Destructor> {
2470         tcx.adt_destructor(self.did)
2471     }
2472
2473     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2474     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2475     ///
2476     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2477     /// actually more expressive than checking all members:
2478     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2479     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2480     ///
2481     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2482     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2483     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2484         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2485     }
2486
2487     fn sized_constraint_for_ty(&self,
2488                                tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
2489                                ty: Ty<'tcx>)
2490                                -> Vec<Ty<'tcx>> {
2491         let result = match ty.sty {
2492             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2493             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2494             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2495                 vec![]
2496             }
2497
2498             Str |
2499             Dynamic(..) |
2500             Slice(_) |
2501             Foreign(..) |
2502             Error |
2503             GeneratorWitness(..) => {
2504                 // these are never sized - return the target type
2505                 vec![ty]
2506             }
2507
2508             Tuple(ref tys) => {
2509                 match tys.last() {
2510                     None => vec![],
2511                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty.expect_ty()),
2512                 }
2513             }
2514
2515             Adt(adt, substs) => {
2516                 // recursive case
2517                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2518                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2519                        ty, adt_tys);
2520                 adt_tys.iter()
2521                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2522                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2523                        .collect()
2524             }
2525
2526             Projection(..) | Opaque(..) => {
2527                 // must calculate explicitly.
2528                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2529                 vec![ty]
2530             }
2531
2532             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2533
2534             Param(..) => {
2535                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2536                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2537                 // it on the impl.
2538
2539                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2540                     Some(x) => x,
2541                     _ => return vec![ty]
2542                 };
2543                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2544                     def_id: sized_trait,
2545                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2546                 }).to_predicate();
2547                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2548                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2549                     vec![]
2550                 } else {
2551                     vec![ty]
2552                 }
2553             }
2554
2555             Placeholder(..) |
2556             Bound(..) |
2557             Infer(..) => {
2558                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2559                      ty)
2560             }
2561         };
2562         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2563         result
2564     }
2565 }
2566
2567 impl<'a, 'gcx, 'tcx> FieldDef {
2568     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2569         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2570     }
2571 }
2572
2573 /// Represents the various closure traits in the language. This
2574 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2575 /// desugaring) argument that the closure expects.
2576 ///
2577 /// You can get the environment type of a closure using
2578 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2579 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2580          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2581 pub enum ClosureKind {
2582     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2583     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2584     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2585     Fn,
2586     FnMut,
2587     FnOnce,
2588 }
2589
2590 impl<'a, 'tcx> ClosureKind {
2591     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2592     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2593
2594     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> DefId {
2595         match *self {
2596             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem),
2597             ClosureKind::FnMut => {
2598                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem)
2599             }
2600             ClosureKind::FnOnce => {
2601                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem)
2602             }
2603         }
2604     }
2605
2606     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2607     /// must also implement `other`.
2608     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2609         match (self, other) {
2610             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2611             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2612             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2613             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2614             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2615             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2616             _ => false,
2617         }
2618     }
2619
2620     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2621     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2622     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'_, '_, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2623         match self {
2624             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2625             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2626             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2627         }
2628     }
2629 }
2630
2631 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2632     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2633     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2634     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2635     /// structs or variants. For example:
2636     ///
2637     /// ```notrust
2638     /// isize => { isize }
2639     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2640     /// [isize] => { [isize], isize }
2641     /// ```
2642     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2643         TypeWalker::new(self)
2644     }
2645
2646     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2647     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2648     /// (but not `i32`, like `walk`).
2649     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2650         walk::walk_shallow(self)
2651     }
2652
2653     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2654     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2655     /// children of the current type are ignored.
2656     ///
2657     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2658     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2659         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2660     {
2661         let mut walker = self.walk();
2662         while let Some(ty) = walker.next() {
2663             if !f(ty) {
2664                 walker.skip_current_subtree();
2665             }
2666         }
2667     }
2668 }
2669
2670 impl BorrowKind {
2671     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2672         match m {
2673             hir::MutMutable => MutBorrow,
2674             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2675         }
2676     }
2677
2678     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2679     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2680     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2681     /// question.
2682     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2683         match self {
2684             MutBorrow => hir::MutMutable,
2685             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2686
2687             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2688             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2689             // and hence is a safe "over approximation".
2690             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2691         }
2692     }
2693
2694     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2695         match *self {
2696             MutBorrow => "mutable",
2697             ImmBorrow => "immutable",
2698             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2699         }
2700     }
2701 }
2702
2703 #[derive(Debug, Clone)]
2704 pub enum Attributes<'gcx> {
2705     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2706     Borrowed(&'gcx [ast::Attribute])
2707 }
2708
2709 impl<'gcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'gcx> {
2710     type Target = [ast::Attribute];
2711
2712     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2713         match self {
2714             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2715             &Attributes::Borrowed(data) => data
2716         }
2717     }
2718 }
2719
2720 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2721 pub enum ImplOverlapKind {
2722     /// These impls are always allowed to overlap.
2723     Permitted,
2724     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2725     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2726     ///
2727     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2728     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2729     ///
2730     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2731     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2732     ///
2733     /// ```
2734     /// trait Trait {}
2735     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2736     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2737     /// ```
2738     ///
2739     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2740     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2741     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2742     /// overlapping impls for it is sound.
2743     ///
2744     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2745     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2746     /// it has the following restrictions:
2747     ///
2748     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2749     /// positive impls.
2750     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2751     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2752     /// marker traits.
2753     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2754     ///
2755     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2756     Issue33140
2757 }
2758
2759 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
2760     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'gcx TypeckTables<'gcx> {
2761         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2762     }
2763
2764     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2765     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2766     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2767     pub fn body_owners(
2768         self,
2769     ) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + Captures<'gcx> + 'a {
2770         self.hir().krate()
2771                   .body_ids
2772                   .iter()
2773                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2774     }
2775
2776     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2777         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2778             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2779         });
2780     }
2781
2782     pub fn expr_span(self, id: NodeId) -> Span {
2783         match self.hir().find(id) {
2784             Some(Node::Expr(e)) => {
2785                 e.span
2786             }
2787             Some(f) => {
2788                 bug!("Node id {} is not an expr: {:?}", id, f);
2789             }
2790             None => {
2791                 bug!("Node id {} is not present in the node map", id);
2792             }
2793         }
2794     }
2795
2796     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssociatedItem> {
2797         self.associated_items(id)
2798             .filter(|item| item.kind == AssociatedKind::Method && item.defaultness.has_value())
2799             .collect()
2800     }
2801
2802     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2803         self.associated_items(did).any(|item| {
2804             item.relevant_for_never()
2805         })
2806     }
2807
2808     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssociatedItem> {
2809         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2810             match self.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
2811                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2812                 _ => false,
2813             }
2814         } else {
2815             match self.def_kind(def_id).expect("no def for def-id") {
2816                 DefKind::AssociatedConst
2817                 | DefKind::Method
2818                 | DefKind::AssociatedTy => true,
2819                 _ => false,
2820             }
2821         };
2822
2823         if is_associated_item {
2824             Some(self.associated_item(def_id))
2825         } else {
2826             None
2827         }
2828     }
2829
2830     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2831                                            parent_def_id: DefId,
2832                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2833                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2834                                            -> AssociatedItem {
2835         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2836         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2837             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2838             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2839                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2840             }
2841             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2842             hir::AssociatedItemKind::Existential => bug!("only impls can have existentials"),
2843         };
2844
2845         AssociatedItem {
2846             ident: trait_item_ref.ident,
2847             kind,
2848             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2849             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2850             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2851             def_id,
2852             container: TraitContainer(parent_def_id),
2853             method_has_self_argument: has_self
2854         }
2855     }
2856
2857     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2858                                           parent_def_id: DefId,
2859                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2860                                           -> AssociatedItem {
2861         let def_id = self.hir().local_def_id_from_hir_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2862         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2863             hir::AssociatedItemKind::Const => (ty::AssociatedKind::Const, false),
2864             hir::AssociatedItemKind::Method { has_self } => {
2865                 (ty::AssociatedKind::Method, has_self)
2866             }
2867             hir::AssociatedItemKind::Type => (ty::AssociatedKind::Type, false),
2868             hir::AssociatedItemKind::Existential => (ty::AssociatedKind::Existential, false),
2869         };
2870
2871         AssociatedItem {
2872             ident: impl_item_ref.ident,
2873             kind,
2874             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2875             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2876             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2877             def_id,
2878             container: ImplContainer(parent_def_id),
2879             method_has_self_argument: has_self
2880         }
2881     }
2882
2883     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2884         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2885     }
2886
2887     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2888         variant.fields.iter().position(|field| {
2889             self.adjust_ident(ident, variant.def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == field.ident.modern()
2890         })
2891     }
2892
2893     pub fn associated_items(
2894         self,
2895         def_id: DefId,
2896     ) -> AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx, 'tcx> {
2897         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2898         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2899         // in place, so we use a hand-written iterator.
2900         //
2901         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2902         AssociatedItemsIterator {
2903             tcx: self,
2904             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2905             next_index: 0,
2906         }
2907     }
2908
2909     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2910     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2911     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2912                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2913     {
2914         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2915             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2916                 .map_or(false, |trait_ref| {
2917                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2918                 });
2919             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2920                 .map_or(false, |trait_ref| {
2921                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2922                 });
2923             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2924                 && trait1_is_empty
2925                 && trait2_is_empty
2926         } else {
2927             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2928                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2929                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2930             };
2931             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2932                 && is_marker_impl(def_id1)
2933                 && is_marker_impl(def_id2)
2934         };
2935
2936         if is_legit {
2937             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2938                   def_id1, def_id2);
2939             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2940         } else {
2941             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2942                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2943                     if self_ty1 == self_ty2 {
2944                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2945                                def_id1, def_id2);
2946                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2947                     } else {
2948                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2949                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2950                     }
2951                 }
2952             }
2953
2954             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2955                   def_id1, def_id2);
2956             None
2957         }
2958     }
2959
2960     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2961     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2962     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2963         match res {
2964             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2965                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2966                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2967             }
2968             Res::Def(DefKind::Struct, did) | Res::Def(DefKind::Union, did) => {
2969                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2970             }
2971             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2972                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2973                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2974                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2975             }
2976             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2977                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2978                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2979             }
2980             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res)
2981         }
2982     }
2983
2984     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2985         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2986             self.original_crate_name(id.krate)
2987         } else {
2988             let def_key = self.def_key(id);
2989             match def_key.disambiguated_data.data {
2990                 // The name of a constructor is that of its parent.
2991                 hir_map::DefPathData::Ctor =>
2992                     self.item_name(DefId {
2993                         krate: id.krate,
2994                         index: def_key.parent.unwrap()
2995                     }),
2996                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2997                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2998                 }).as_symbol(),
2999             }
3000         }
3001     }
3002
3003     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
3004     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'gcx>)
3005                         -> &'gcx Mir<'gcx>
3006     {
3007         match instance {
3008             ty::InstanceDef::Item(did) => {
3009                 self.optimized_mir(did)
3010             }
3011             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
3012             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
3013             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
3014             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
3015             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
3016             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
3017             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
3018                 self.mir_shims(instance)
3019             }
3020         }
3021     }
3022
3023     /// Gets the attributes of a definition.
3024     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'gcx> {
3025         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3026             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs_by_hir_id(id))
3027         } else {
3028             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3029         }
3030     }
3031
3032     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3033     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3034         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3035     }
3036
3037     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3038     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3039         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3040     }
3041
3042     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3043         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3044     }
3045
3046     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3047     /// If it implements no trait, returns `None`.
3048     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3049         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3050     }
3051
3052     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3053     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3054     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3055         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3056             if let Some(DefKind::Method) = self.def_kind(def_id) {
3057                 Some(self.associated_item(def_id))
3058             } else {
3059                 None
3060             }
3061         } else {
3062             self.opt_associated_item(def_id)
3063         };
3064
3065         item.and_then(|trait_item|
3066             match trait_item.container {
3067                 TraitContainer(_) => None,
3068                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3069             }
3070         )
3071     }
3072
3073     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3074     /// with the name of the crate containing the impl.
3075     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3076         if impl_did.is_local() {
3077             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3078             Ok(self.hir().span_by_hir_id(hir_id))
3079         } else {
3080             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3081         }
3082     }
3083
3084     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3085     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3086     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3087     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3088         self.adjust_ident(use_name, def_parent_def_id, hir::DUMMY_HIR_ID).0 == def_name.modern()
3089     }
3090
3091     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId) -> (Ident, DefId) {
3092         ident = ident.modern();
3093         let target_expansion = match scope.krate {
3094             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3095             _ => Mark::root(),
3096         };
3097         let scope = match ident.span.adjust(target_expansion) {
3098             Some(actual_expansion) =>
3099                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3100             None if block == hir::DUMMY_HIR_ID => DefId::local(CRATE_DEF_INDEX), // Dummy DefId
3101             None => self.hir().get_module_parent_by_hir_id(block),
3102         };
3103         (ident, scope)
3104     }
3105 }
3106
3107 pub struct AssociatedItemsIterator<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx: 'a> {
3108     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
3109     def_ids: &'gcx [DefId],
3110     next_index: usize,
3111 }
3112
3113 impl Iterator for AssociatedItemsIterator<'_, '_, '_> {
3114     type Item = AssociatedItem;
3115
3116     fn next(&mut self) -> Option<AssociatedItem> {
3117         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3118         self.next_index += 1;
3119         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3120     }
3121 }
3122
3123 fn associated_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> AssociatedItem {
3124     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3125     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3126     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(parent_id);
3127     let parent_item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(parent_id);
3128     match parent_item.node {
3129         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3130             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3131                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3132                                                                         impl_item_ref);
3133                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3134                 return assoc_item;
3135             }
3136         }
3137
3138         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3139             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3140                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3141                                                                          &parent_item.vis,
3142                                                                          trait_item_ref);
3143                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3144                 return assoc_item;
3145             }
3146         }
3147
3148         _ => { }
3149     }
3150
3151     span_bug!(parent_item.span,
3152               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3153               parent_item.node)
3154 }
3155
3156 #[derive(Clone, HashStable)]
3157 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3158
3159 /// Calculates the `Sized` constraint.
3160 ///
3161 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3162 ///     - an obviously-unsized type
3163 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3164 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3165 ///       such.
3166 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3167 ///       check should catch this case.
3168 fn adt_sized_constraint<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3169                                   def_id: DefId)
3170                                   -> AdtSizedConstraint<'tcx> {
3171     let def = tcx.adt_def(def_id);
3172
3173     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3174         v.fields.last()
3175     }).flat_map(|f| {
3176         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3177     }));
3178
3179     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3180
3181     AdtSizedConstraint(result)
3182 }
3183
3184 fn associated_item_def_ids<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3185                                      def_id: DefId)
3186                                      -> &'tcx [DefId] {
3187     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3188     let item = tcx.hir().expect_item_by_hir_id(id);
3189     match item.node {
3190         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3191             tcx.arena.alloc_from_iter(
3192                 trait_item_refs.iter()
3193                                .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3194                                .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3195             )
3196         }
3197         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3198             tcx.arena.alloc_from_iter(
3199                 impl_item_refs.iter()
3200                               .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3201                               .map(|id| tcx.hir().local_def_id_from_hir_id(id.hir_id))
3202             )
3203         }
3204         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => &[],
3205         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3206     }
3207 }
3208
3209 fn def_span<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Span {
3210     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3211 }
3212
3213 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3214 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3215 /// otherwise, returns `None`.
3216 fn trait_of_item<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3217     tcx.opt_associated_item(def_id)
3218         .and_then(|associated_item| {
3219             match associated_item.container {
3220                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3221                 ImplContainer(_) => None
3222             }
3223         })
3224 }
3225
3226 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3227 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_, '_, '_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3228     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3229         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get_by_hir_id(hir_id) {
3230             if let hir::ItemKind::Existential(ref exist_ty) = item.node {
3231                 return exist_ty.impl_trait_fn;
3232             }
3233         }
3234     }
3235     None
3236 }
3237
3238 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3239 fn param_env<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3240                        def_id: DefId)
3241                        -> ParamEnv<'tcx>
3242 {
3243     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3244     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3245         return param_env(tcx, parent);
3246     }
3247     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3248
3249     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3250         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3251
3252     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3253     // case they contain any associated type projections. This process
3254     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3255     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3256     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3257     // right to me, because constructing the environment feels like a
3258     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3259     // a better place. In practice, we construct environments for
3260     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3261     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3262     // sure that this will succeed without errors anyway.
3263
3264     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3265         tcx.intern_predicates(&predicates),
3266         traits::Reveal::UserFacing,
3267         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3268     );
3269
3270     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3271         tcx.hir().maybe_body_owned_by_by_hir_id(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3272     });
3273     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3274     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3275 }
3276
3277 fn crate_disambiguator<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3278                                  crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3279     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3280     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3281 }
3282
3283 fn original_crate_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3284                                  crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3285     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3286     tcx.crate_name.clone()
3287 }
3288
3289 fn crate_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3290                         crate_num: CrateNum)
3291                         -> Svh {
3292     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3293     tcx.hir().crate_hash
3294 }
3295
3296 fn instance_def_size_estimate<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3297                                         instance_def: InstanceDef<'tcx>)
3298                                         -> usize {
3299     match instance_def {
3300         InstanceDef::Item(..) |
3301         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3302             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3303             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3304         },
3305         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3306         _ => 1
3307     }
3308 }
3309
3310 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3311 ///
3312 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3313 fn issue33140_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
3314                                 def_id: DefId)
3315                                 -> Option<Ty<'tcx>>
3316 {
3317     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3318
3319     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3320         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3321     });
3322
3323     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3324
3325     let is_marker_like =
3326         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3327         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3328
3329     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3330     if !is_marker_like {
3331         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3332         return None;
3333     }
3334
3335     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3336     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3337         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3338         return None;
3339     }
3340
3341     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3342     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3343         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3344         return None;
3345     }
3346
3347     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3348     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3349         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3350         _ => false
3351     };
3352
3353     if self_ty_matches {
3354         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3355         Some(self_ty)
3356     } else {
3357         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3358         None
3359     }
3360 }
3361
3362 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3363     context::provide(providers);
3364     erase_regions::provide(providers);
3365     layout::provide(providers);
3366     util::provide(providers);
3367     constness::provide(providers);
3368     *providers = ty::query::Providers {
3369         associated_item,
3370         associated_item_def_ids,
3371         adt_sized_constraint,
3372         def_span,
3373         param_env,
3374         trait_of_item,
3375         crate_disambiguator,
3376         original_crate_name,
3377         crate_hash,
3378         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3379         instance_def_size_estimate,
3380         issue33140_self_ty,
3381         ..*providers
3382     };
3383 }
3384
3385 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3386 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3387 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3388 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3389 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3390 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3391 pub struct CrateInherentImpls {
3392     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3393 }
3394
3395 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3396 pub struct SymbolName {
3397     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3398     // this be a `&'tcx str`.
3399     pub name: InternedString
3400 }
3401
3402 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3403     name
3404 });
3405
3406 impl SymbolName {
3407     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3408         SymbolName {
3409             name: InternedString::intern(name)
3410         }
3411     }
3412
3413     pub fn as_str(&self) -> LocalInternedString {
3414         self.name.as_str()
3415     }
3416 }
3417
3418 impl fmt::Display for SymbolName {
3419     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3420         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3421     }
3422 }
3423
3424 impl fmt::Debug for SymbolName {
3425     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3426         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3427     }
3428 }