]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Rollup merge of #65340 - bjorn3:cg_ssa_refactor4, r=eddyb
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 pub use self::Variance::*;
4 pub use self::AssocItemContainer::*;
5 pub use self::BorrowKind::*;
6 pub use self::IntVarValue::*;
7 pub use self::fold::TypeFoldable;
8
9 use crate::hir::{map as hir_map, GlobMap, TraitMap};
10 use crate::hir::Node;
11 use crate::hir::def::{Res, DefKind, CtorOf, CtorKind, ExportMap};
12 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
13 use rustc_data_structures::svh::Svh;
14 use rustc_macros::HashStable;
15 use crate::ich::Fingerprint;
16 use crate::ich::StableHashingContext;
17 use crate::infer::canonical::Canonical;
18 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
19 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
20 use crate::mir::Body;
21 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
22 use crate::mir::GeneratorLayout;
23 use crate::session::CrateDisambiguator;
24 use crate::traits::{self, Reveal};
25 use crate::ty;
26 use crate::ty::layout::VariantIdx;
27 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
28 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
29 use crate::ty::walk::TypeWalker;
30 use crate::util::captures::Captures;
31 use crate::util::nodemap::{NodeMap, NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
32 use arena::SyncDroplessArena;
33 use crate::session::DataTypeKind;
34
35 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
36 use rustc_target::abi::Align;
37 use std::cell::RefCell;
38 use std::cmp::{self, Ordering};
39 use std::fmt;
40 use std::hash::{Hash, Hasher};
41 use std::ops::Deref;
42 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
43 use std::slice;
44 use std::{mem, ptr};
45 use std::ops::Range;
46 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
47 use syntax::attr;
48 use syntax::ext::hygiene::ExpnId;
49 use syntax::symbol::{kw, sym, Symbol, InternedString};
50 use syntax_pos::Span;
51
52 use smallvec;
53 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
54 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, HashStable};
55 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
56
57 use crate::hir;
58
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
61 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
63 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
64 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
65 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
66 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
67 pub use self::sty::RegionKind;
68 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
69 pub use self::sty::BoundRegion::*;
70 pub use self::sty::InferTy::*;
71 pub use self::sty::RegionKind::*;
72 pub use self::sty::TyKind::*;
73
74 pub use self::binding::BindingMode;
75 pub use self::binding::BindingMode::*;
76
77 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, AllArenas, tls, keep_local};
78 pub use self::context::{Lift, GeneratorInteriorTypeCause, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
79 pub use self::context::{
80     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
81     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
82 };
83
84 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
85
86 pub use self::trait_def::TraitDef;
87
88 pub use self::query::queries;
89
90 pub mod adjustment;
91 pub mod binding;
92 pub mod cast;
93 #[macro_use]
94 pub mod codec;
95 mod constness;
96 pub mod error;
97 mod erase_regions;
98 pub mod fast_reject;
99 pub mod flags;
100 pub mod fold;
101 pub mod inhabitedness;
102 pub mod layout;
103 pub mod _match;
104 pub mod outlives;
105 pub mod print;
106 pub mod query;
107 pub mod relate;
108 pub mod steal;
109 pub mod subst;
110 pub mod trait_def;
111 pub mod walk;
112 pub mod wf;
113 pub mod util;
114
115 mod context;
116 mod instance;
117 mod structural_impls;
118 mod sty;
119
120 // Data types
121
122 #[derive(Clone)]
123 pub struct Resolutions {
124     pub extern_crate_map: NodeMap<CrateNum>,
125     pub trait_map: TraitMap,
126     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
127     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
128     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
129     pub glob_map: GlobMap,
130     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
131     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
132     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
133 }
134
135 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
136 pub enum AssocItemContainer {
137     TraitContainer(DefId),
138     ImplContainer(DefId),
139 }
140
141 impl AssocItemContainer {
142     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
143     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
144     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
145         match *self {
146             TraitContainer(id) => id,
147             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
148         }
149     }
150
151     pub fn id(&self) -> DefId {
152         match *self {
153             TraitContainer(id) => id,
154             ImplContainer(id) => id,
155         }
156     }
157 }
158
159 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
160 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
161 /// bounds / where-clauses).
162 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
163 pub struct ImplHeader<'tcx> {
164     pub impl_def_id: DefId,
165     pub self_ty: Ty<'tcx>,
166     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
167     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
168 }
169
170 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
171 pub enum ImplPolarity {
172     /// `impl Trait for Type`
173     Positive,
174     /// `impl !Trait for Type`
175     Negative,
176     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
177     ///
178     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
179     /// See #64631 for details.
180     Reservation,
181 }
182
183 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
184 pub struct AssocItem {
185     pub def_id: DefId,
186     #[stable_hasher(project(name))]
187     pub ident: Ident,
188     pub kind: AssocKind,
189     pub vis: Visibility,
190     pub defaultness: hir::Defaultness,
191     pub container: AssocItemContainer,
192
193     /// Whether this is a method with an explicit self
194     /// as its first argument, allowing method calls.
195     pub method_has_self_argument: bool,
196 }
197
198 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
199 pub enum AssocKind {
200     Const,
201     Method,
202     OpaqueTy,
203     Type
204 }
205
206 impl AssocItem {
207     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
208         match self.kind {
209             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
210             AssocKind::Method => DefKind::Method,
211             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
212             AssocKind::OpaqueTy => DefKind::AssocOpaqueTy,
213         }
214     }
215
216     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
217     /// for !
218     pub fn relevant_for_never(&self) -> bool {
219         match self.kind {
220             AssocKind::OpaqueTy |
221             AssocKind::Const |
222             AssocKind::Type => true,
223             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
224             AssocKind::Method => !self.method_has_self_argument,
225         }
226     }
227
228     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
229         match self.kind {
230             ty::AssocKind::Method => {
231                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
232                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
233                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
234                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
235                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
236             }
237             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
238             // FIXME(type_alias_impl_trait): we should print bounds here too.
239             ty::AssocKind::OpaqueTy => format!("type {};", self.ident),
240             ty::AssocKind::Const => {
241                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
242             }
243         }
244     }
245 }
246
247 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
248 pub enum Visibility {
249     /// Visible everywhere (including in other crates).
250     Public,
251     /// Visible only in the given crate-local module.
252     Restricted(DefId),
253     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
254     Invisible,
255 }
256
257 pub trait DefIdTree: Copy {
258     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
259
260     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
261         if descendant.krate != ancestor.krate {
262             return false;
263         }
264
265         while descendant != ancestor {
266             match self.parent(descendant) {
267                 Some(parent) => descendant = parent,
268                 None => return false,
269             }
270         }
271         true
272     }
273 }
274
275 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
276     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
277         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
278     }
279 }
280
281 impl Visibility {
282     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
283         match visibility.node {
284             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
285             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
286             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
287                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
288                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
289                 Res::Err => Visibility::Public,
290                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
291             },
292             hir::VisibilityKind::Inherited => {
293                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent(id))
294             }
295         }
296     }
297
298     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
299     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
300         let restriction = match self {
301             // Public items are visible everywhere.
302             Visibility::Public => return true,
303             // Private items from other crates are visible nowhere.
304             Visibility::Invisible => return false,
305             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
306             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
307             Visibility::Restricted(module) => module,
308         };
309
310         tree.is_descendant_of(module, restriction)
311     }
312
313     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
314     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
315         let vis_restriction = match vis {
316             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
317             Visibility::Invisible => return true,
318             Visibility::Restricted(module) => module,
319         };
320
321         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
322     }
323
324     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
325     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
326         match self {
327             Visibility::Public => true,
328             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
329             Visibility::Invisible => false,
330         }
331     }
332 }
333
334 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash, HashStable)]
335 pub enum Variance {
336     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
337     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
338     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
339     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
340 }
341
342 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
343 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
344 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
345 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
346 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
347 /// item.
348 #[derive(HashStable)]
349 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
350     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
351     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
352     /// entry.
353     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
354 }
355
356 impl Variance {
357     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
358     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
359     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
360     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
361     /// variance with which the argument appears.
362     ///
363     /// Example 1:
364     ///
365     ///     *mut Vec<i32>
366     ///
367     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
368     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
369     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
370     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
371     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
372     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
373     /// (again) in `Invariant`.
374     ///
375     /// Example 2:
376     ///
377     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
378     ///
379     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
380     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
381     /// within which both pointer types appear is
382     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
383     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
384     /// which the first `Vec<i32>` appears is
385     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
386     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
387     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
388     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
389     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
390     ///
391     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
392     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
393     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
394         match (self, v) {
395             // Figure 1, column 1.
396             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
397             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
398             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
399             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
400
401             // Figure 1, column 2.
402             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
403             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
404             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
405             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
406
407             // Figure 1, column 3.
408             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
409
410             // Figure 1, column 4.
411             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
412         }
413     }
414 }
415
416 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
417 // the types of AST nodes.
418 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
419 pub struct CReaderCacheKey {
420     pub cnum: CrateNum,
421     pub pos: usize,
422 }
423
424 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
425 // through the type during type construction, so that we can quickly
426 // check whether the type has various kinds of types in it without
427 // recursing over the type itself.
428 bitflags! {
429     pub struct TypeFlags: u32 {
430         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
431         const HAS_TY_INFER       = 1 << 1;
432         const HAS_RE_INFER       = 1 << 2;
433         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 3;
434
435         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
436         /// determine whether substitition is required, since those
437         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
438         /// hence may be substituted.
439         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 4;
440
441         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
442         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
443         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 5;
444
445         /// Is an error type reachable?
446         const HAS_TY_ERR         = 1 << 6;
447         const HAS_PROJECTION     = 1 << 7;
448
449         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
450         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 8;
451
452         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
453         /// that are local to a particular fn
454         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES = 1 << 9;
455
456         /// Present if the type belongs in a local type context.
457         /// Only set for Infer other than Fresh.
458         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 10;
459
460         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
461         /// if a global bound is safe to evaluate.
462         const HAS_RE_LATE_BOUND  = 1 << 11;
463
464         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 12;
465
466         const HAS_CT_INFER       = 1 << 13;
467         const HAS_CT_PLACEHOLDER = 1 << 14;
468
469         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
470                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
471
472         /// Flags representing the nominal content of a type,
473         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
474         /// flag, it should be added here too.
475         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
477                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
478                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
479                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
480                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
481                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
482                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
483                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
484                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
485                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
486                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
487                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits |
488                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
489                                   TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits;
490     }
491 }
492
493 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
494 pub struct TyS<'tcx> {
495     pub kind: TyKind<'tcx>,
496     pub flags: TypeFlags,
497
498     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
499     /// binder such that
500     ///
501     /// (a) the binder itself captures nothing but
502     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
503     ///     by some sub-binder.
504     ///
505     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
506     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
507     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
508     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
509     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
510     /// by an inner binder.
511     ///
512     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
513     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
514     /// (exclusive).
515     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
516 }
517
518 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
519 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
520 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
521
522 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
523     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
524         self.kind.cmp(&other.kind)
525     }
526 }
527
528 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
529     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
530         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
531     }
532 }
533
534 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
535     #[inline]
536     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
537         ptr::eq(self, other)
538     }
539 }
540 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
541
542 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
543     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
544         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
545     }
546 }
547
548 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
549     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
550         match self.kind {
551             Bool |
552             Char |
553             Int(_) |
554             Uint(_) |
555             Float(_) |
556             Infer(InferTy::IntVar(_)) |
557             Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
558             Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
559             Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
560             Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
561             _ => false,
562         }
563     }
564
565     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
566         match self.kind {
567             Opaque(..) |
568             FnDef(..) |
569             FnPtr(..) |
570             Dynamic(..) |
571             Closure(..) |
572             Infer(..) |
573             Projection(..) => false,
574             _ => true,
575         }
576     }
577 }
578
579 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'tcx> {
580     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
581         let ty::TyS {
582             ref kind,
583
584             // The other fields just provide fast access to information that is
585             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
586             flags: _,
587
588             outer_exclusive_binder: _,
589         } = *self;
590
591         kind.hash_stable(hcx, hasher);
592     }
593 }
594
595 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
596 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
597
598 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
599 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
600
601 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
602
603 extern {
604     /// A dummy type used to force `List` to be unsized while not requiring references to it be wide
605     /// pointers.
606     type OpaqueListContents;
607 }
608
609 /// A wrapper for slices with the additional invariant
610 /// that the slice is interned and no other slice with
611 /// the same contents can exist in the same context.
612 /// This means we can use pointer for both
613 /// equality comparisons and hashing.
614 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
615 #[repr(C)]
616 pub struct List<T> {
617     len: usize,
618     data: [T; 0],
619     opaque: OpaqueListContents,
620 }
621
622 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
623
624 impl<T: Copy> List<T> {
625     #[inline]
626     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
627         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
628         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
629         assert!(slice.len() != 0);
630
631         // Align up the size of the len (usize) field
632         let align = mem::align_of::<T>();
633         let align_mask = align - 1;
634         let offset = mem::size_of::<usize>();
635         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
636
637         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
638
639         let mem = arena.alloc_raw(
640             size,
641             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
642         unsafe {
643             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
644             // Write the length
645             result.len = slice.len();
646
647             // Write the elements
648             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
649             arena_slice.copy_from_slice(slice);
650
651             result
652         }
653     }
654 }
655
656 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
657     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
658         (**self).fmt(f)
659     }
660 }
661
662 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
663     #[inline]
664     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
665         (**self).encode(s)
666     }
667 }
668
669 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
670     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
671         if self == other { Ordering::Equal } else {
672             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
673         }
674     }
675 }
676
677 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
678     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
679         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
680             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
681         }
682     }
683 }
684
685 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
686     #[inline]
687     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
688         ptr::eq(self, other)
689     }
690 }
691 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
692
693 impl<T> Hash for List<T> {
694     #[inline]
695     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
696         (self as *const List<T>).hash(s)
697     }
698 }
699
700 impl<T> Deref for List<T> {
701     type Target = [T];
702     #[inline(always)]
703     fn deref(&self) -> &[T] {
704         unsafe {
705             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
706         }
707     }
708 }
709
710 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
711     type Item = &'a T;
712     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
713     #[inline(always)]
714     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
715         self[..].iter()
716     }
717 }
718
719 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
720
721 impl<T> List<T> {
722     #[inline(always)]
723     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
724         #[repr(align(64), C)]
725         struct EmptySlice([u8; 64]);
726         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
727         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
728         unsafe {
729             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
730         }
731     }
732 }
733
734 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
735 pub struct UpvarPath {
736     pub hir_id: hir::HirId,
737 }
738
739 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
740 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
741 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
742 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
743 pub struct UpvarId {
744     pub var_path: UpvarPath,
745     pub closure_expr_id: LocalDefId,
746 }
747
748 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
749 pub enum BorrowKind {
750     /// Data must be immutable and is aliasable.
751     ImmBorrow,
752
753     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
754     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
755     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
756     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
757     ///
758     ///    let x: &mut isize = ...;
759     ///    let y = || *x += 5;
760     ///
761     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
762     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
763     ///
764     ///    struct Env { x: & &mut isize }
765     ///    let x: &mut isize = ...;
766     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
767     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
768     ///
769     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
770     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
771     /// an `&mut` borrow:
772     ///
773     ///    struct Env { x: & &mut isize }
774     ///    let x: &mut isize = ...;
775     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
776     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
777     ///
778     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
779     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
780     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
781     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
782     /// borrow is hidden.
783     ///
784     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
785     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
786     /// simplicity, we don't give users the way to express this
787     /// borrow, it's just used when translating closures.
788     UniqueImmBorrow,
789
790     /// Data is mutable and not aliasable.
791     MutBorrow
792 }
793
794 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
795 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
796 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
797 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
798     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
799     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
800     /// depending on inference.
801     ByValue,
802
803     /// Upvar is captured by reference.
804     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
805 }
806
807 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
808 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
809     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
810     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
811     /// syntax.
812     pub kind: BorrowKind,
813
814     /// Region of the resulting reference.
815     pub region: ty::Region<'tcx>,
816 }
817
818 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
819 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
820
821 #[derive(Copy, Clone)]
822 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
823     pub res: Res,
824     pub span: Span,
825     pub ty: Ty<'tcx>,
826 }
827
828 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
829 pub enum IntVarValue {
830     IntType(ast::IntTy),
831     UintType(ast::UintTy),
832 }
833
834 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
835 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
836
837 impl ty::EarlyBoundRegion {
838     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
839         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
840     }
841
842     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
843     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
844     pub fn has_name(&self) -> bool {
845         self.name != kw::UnderscoreLifetime.as_interned_str()
846     }
847 }
848
849 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
850 pub enum GenericParamDefKind {
851     Lifetime,
852     Type {
853         has_default: bool,
854         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
855         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
856     },
857     Const,
858 }
859
860 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
861 pub struct GenericParamDef {
862     pub name: InternedString,
863     pub def_id: DefId,
864     pub index: u32,
865
866     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
867     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
868     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
869     pub pure_wrt_drop: bool,
870
871     pub kind: GenericParamDefKind,
872 }
873
874 impl GenericParamDef {
875     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
876         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
877             ty::EarlyBoundRegion {
878                 def_id: self.def_id,
879                 index: self.index,
880                 name: self.name,
881             }
882         } else {
883             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
884         }
885     }
886
887     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
888         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
889             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
890         } else {
891             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
892         }
893     }
894 }
895
896 #[derive(Default)]
897 pub struct GenericParamCount {
898     pub lifetimes: usize,
899     pub types: usize,
900     pub consts: usize,
901 }
902
903 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
904 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
905 ///
906 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
907 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
908 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
909 pub struct Generics {
910     pub parent: Option<DefId>,
911     pub parent_count: usize,
912     pub params: Vec<GenericParamDef>,
913
914     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
915     #[stable_hasher(ignore)]
916     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
917
918     pub has_self: bool,
919     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
920 }
921
922 impl<'tcx> Generics {
923     pub fn count(&self) -> usize {
924         self.parent_count + self.params.len()
925     }
926
927     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
928         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
929         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
930         // presence of this method will be a constant reminder.
931         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
932
933         for param in &self.params {
934             match param.kind {
935                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
936                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
937                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
938             };
939         }
940
941         own_counts
942     }
943
944     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
945         if self.own_requires_monomorphization() {
946             return true;
947         }
948
949         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
950             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
951             parent.requires_monomorphization(tcx)
952         } else {
953             false
954         }
955     }
956
957     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
958         for param in &self.params {
959             match param.kind {
960                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
961                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
962             }
963         }
964         false
965     }
966
967     pub fn region_param(
968         &'tcx self,
969         param: &EarlyBoundRegion,
970         tcx: TyCtxt<'tcx>,
971     ) -> &'tcx GenericParamDef {
972         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
973             let param = &self.params[index as usize];
974             match param.kind {
975                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
976                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
977             }
978         } else {
979             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
980                .region_param(param, tcx)
981         }
982     }
983
984     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
985     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
986         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
987             let param = &self.params[index as usize];
988             match param.kind {
989                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
990                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
991             }
992         } else {
993             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
994                .type_param(param, tcx)
995         }
996     }
997
998     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
999     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
1000         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1001             let param = &self.params[index as usize];
1002             match param.kind {
1003                 GenericParamDefKind::Const => param,
1004                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
1005             }
1006         } else {
1007             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
1008                 .const_param(param, tcx)
1009         }
1010     }
1011 }
1012
1013 /// Bounds on generics.
1014 #[derive(Clone, Default, Debug, HashStable)]
1015 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1016     pub parent: Option<DefId>,
1017     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
1018 }
1019
1020 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1021 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1022
1023 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1024     pub fn instantiate(
1025         &self,
1026         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1027         substs: SubstsRef<'tcx>,
1028     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1029         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1030         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1031         instantiated
1032     }
1033
1034     pub fn instantiate_own(
1035         &self,
1036         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1037         substs: SubstsRef<'tcx>,
1038     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1039         InstantiatedPredicates {
1040             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1041         }
1042     }
1043
1044     fn instantiate_into(
1045         &self,
1046         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1047         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1048         substs: SubstsRef<'tcx>,
1049     ) {
1050         if let Some(def_id) = self.parent {
1051             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1052         }
1053         instantiated.predicates.extend(
1054             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1055         );
1056     }
1057
1058     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1059         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1060         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1061         instantiated
1062     }
1063
1064     fn instantiate_identity_into(
1065         &self,
1066         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1067         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1068     ) {
1069         if let Some(def_id) = self.parent {
1070             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1071         }
1072         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1073     }
1074
1075     pub fn instantiate_supertrait(
1076         &self,
1077         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1078         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1079     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1080         assert_eq!(self.parent, None);
1081         InstantiatedPredicates {
1082             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1083                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1084             }).collect()
1085         }
1086     }
1087 }
1088
1089 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1090 pub enum Predicate<'tcx> {
1091     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1092     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1093     /// would be the type parameters.
1094     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1095
1096     /// `where 'a: 'b`
1097     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1098
1099     /// `where T: 'a`
1100     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1101
1102     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1103     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1104     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1105
1106     /// No syntax: `T` well-formed.
1107     WellFormed(Ty<'tcx>),
1108
1109     /// Trait must be object-safe.
1110     ObjectSafe(DefId),
1111
1112     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1113     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1114     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1115     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1116
1117     /// `T1 <: T2`
1118     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1119
1120     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1121     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1122 }
1123
1124 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1125 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1126 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1127 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1128 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1129 /// item.
1130 #[derive(HashStable)]
1131 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1132     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1133     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1134     /// bounds, it will have no entry.
1135     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Predicate<'tcx>]>,
1136 }
1137
1138 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1139     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1140         self
1141     }
1142 }
1143
1144 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1145     /// Performs a substitution suitable for going from a
1146     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1147     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1148     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1149     /// lengthy comment below for details.
1150     pub fn subst_supertrait(
1151         &self,
1152         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1153         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1154     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1155         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1156         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1157         //
1158         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1159         //
1160         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1161         //     trait Bar<'b,'c> { }
1162         //
1163         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1164         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1165         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1166         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1167         // normal substitution.
1168         //
1169         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1170         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1171         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1172         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1173         // `'a`.
1174         //
1175         // Another example to be careful of is this:
1176         //
1177         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1178         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1179         //
1180         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1181         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1182         // reason is similar to the previous example: any impl of
1183         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1184         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1185         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1186         //
1187         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1188         // consider the more complicated scenario:
1189         //
1190         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1191         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1192         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1193         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1194         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1195         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1196         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1197         //   DB index of 1.
1198         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1199         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1200         //   just as we wanted.
1201         //
1202         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1203         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1204         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1205         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1206         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1207         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1208         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1209         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1210         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1211         // substitution code expects equal binding levels in the values
1212         // from the substitution and the value being substituted into, and
1213         // this trick achieves that).
1214
1215         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1216         match *self {
1217             Predicate::Trait(ref binder) =>
1218                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1219             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1220                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1221             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1222                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1223             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1224                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1225             Predicate::Projection(ref binder) =>
1226                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1227             Predicate::WellFormed(data) =>
1228                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1229             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1230                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1231             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1232                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1233             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1234                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1235         }
1236     }
1237 }
1238
1239 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1240 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1241     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1242 }
1243
1244 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1245
1246 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1247     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1248         self.trait_ref.def_id
1249     }
1250
1251     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1252         self.trait_ref.input_types()
1253     }
1254
1255     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1256         self.trait_ref.self_ty()
1257     }
1258 }
1259
1260 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1261     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1262         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1263         self.skip_binder().def_id()
1264     }
1265 }
1266
1267 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1268          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1269 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1270 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1271 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1272 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1273 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1274 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1275
1276 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1277 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1278     pub a_is_expected: bool,
1279     pub a: Ty<'tcx>,
1280     pub b: Ty<'tcx>
1281 }
1282 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1283
1284 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1285 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1286 ///
1287 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1288 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1289 ///
1290 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1291 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1292 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1293 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1294 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1295 /// instances to normalize the LHS.
1296 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1297 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1298     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1299     pub ty: Ty<'tcx>,
1300 }
1301
1302 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1303
1304 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1305     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1306     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1307         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1308     }
1309
1310     #[inline]
1311     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1312         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1313         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1314         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1315         // return value, so we are preserving the number of binding
1316         // levels.
1317         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1318     }
1319
1320     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1321         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1322     }
1323
1324     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1325     ///
1326     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1327     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1328     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1329         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1330         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1331     }
1332 }
1333
1334 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1335     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1336 }
1337
1338 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1339     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1340         ty::Binder::dummy(self.clone())
1341     }
1342 }
1343
1344 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1345     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1346         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1347     }
1348 }
1349
1350 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1351     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1352 }
1353
1354 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1355     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1356         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1357             trait_ref: self.clone()
1358         }))
1359     }
1360 }
1361
1362 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1363     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1364         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1365     }
1366 }
1367
1368 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1369     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1370         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1371     }
1372 }
1373
1374 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1375     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1376         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1377     }
1378 }
1379
1380 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1381     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1382         Predicate::Projection(self.clone())
1383     }
1384 }
1385
1386 // A custom iterator used by `Predicate::walk_tys`.
1387 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1388     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1389           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1390           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1391 {
1392     None,
1393     One(Ty<'tcx>),
1394     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1395     Types(I),
1396     InputTypes(J),
1397     ProjectionTypes(K)
1398 }
1399
1400 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1401     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1402           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1403           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1404 {
1405     type Item = Ty<'tcx>;
1406
1407     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1408         match *self {
1409             WalkTysIter::None => None,
1410             WalkTysIter::One(item) => {
1411                 *self = WalkTysIter::None;
1412                 Some(item)
1413             },
1414             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1415                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1416                 Some(item1)
1417             },
1418             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1419                 iter.next()
1420             },
1421             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1422                 iter.next()
1423             },
1424             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1425                 iter.next()
1426             }
1427         }
1428     }
1429 }
1430
1431 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1432     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1433     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1434     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1435     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1436         match *self {
1437             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1438                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1439             }
1440             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1441                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1442                 WalkTysIter::Two(a, b)
1443             }
1444             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1445                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1446             }
1447             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1448                 WalkTysIter::None
1449             }
1450             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1451                 let inner = data.skip_binder();
1452                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1453                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1454             }
1455             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1456                 WalkTysIter::One(data)
1457             }
1458             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1459                 WalkTysIter::None
1460             }
1461             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1462                 WalkTysIter::Types(closure_substs.types())
1463             }
1464             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1465                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1466             }
1467         }
1468     }
1469
1470     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1471         match *self {
1472             Predicate::Trait(ref t) => {
1473                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1474             }
1475             Predicate::Projection(..) |
1476             Predicate::Subtype(..) |
1477             Predicate::RegionOutlives(..) |
1478             Predicate::WellFormed(..) |
1479             Predicate::ObjectSafe(..) |
1480             Predicate::ClosureKind(..) |
1481             Predicate::TypeOutlives(..) |
1482             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1483                 None
1484             }
1485         }
1486     }
1487
1488     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1489         match *self {
1490             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1491                 Some(data)
1492             }
1493             Predicate::Trait(..) |
1494             Predicate::Projection(..) |
1495             Predicate::Subtype(..) |
1496             Predicate::RegionOutlives(..) |
1497             Predicate::WellFormed(..) |
1498             Predicate::ObjectSafe(..) |
1499             Predicate::ClosureKind(..) |
1500             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1501                 None
1502             }
1503         }
1504     }
1505 }
1506
1507 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1508 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1509 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1510 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1511 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1512 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1513 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1514 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1515 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1516 /// their values.
1517 ///
1518 /// Example:
1519 ///
1520 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1521 ///
1522 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1523 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1524 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1525 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1526 #[derive(Clone, Debug)]
1527 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1528     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1529 }
1530
1531 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1532     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1533         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1534     }
1535
1536     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1537         self.predicates.is_empty()
1538     }
1539 }
1540
1541 rustc_index::newtype_index! {
1542     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1543     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1544     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1545     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1546     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1547     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1548     /// new names.
1549     ///
1550     /// To make this more concrete, consider this program:
1551     ///
1552     /// ```
1553     /// struct Foo { }
1554     /// fn bar<T>(x: T) {
1555     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1556     /// }
1557     /// ```
1558     ///
1559     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1560     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1561     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1562     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1563     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1564     /// name it inside the fn type but not outside.
1565     ///
1566     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1567     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1568     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1569     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1570     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1571     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1572     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1573     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1574     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1575     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1576     /// use for checking generic functions.
1577     pub struct UniverseIndex {
1578         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1579     }
1580 }
1581
1582 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1583
1584 impl UniverseIndex {
1585     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1586
1587     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1588     /// is considered to extend all previous universes. This
1589     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1590     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1591     ///
1592     /// ```
1593     /// for<'a> fn(&'a u32)
1594     /// ```
1595     ///
1596     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1597     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1598     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1599     /// `U` because it was not in scope there.
1600     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1601         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1602     }
1603
1604     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1605     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1606     /// `other` (`self >= other`).
1607     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1608         self.private >= other.private
1609     }
1610
1611     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1612     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1613     /// those in `other` (`self < other`).
1614     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1615         self.private < other.private
1616     }
1617 }
1618
1619 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1620 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1621 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1622 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1623 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1624 /// another.
1625 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1626 pub struct Placeholder<T> {
1627     pub universe: UniverseIndex,
1628     pub name: T,
1629 }
1630
1631 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1632 where
1633     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1634 {
1635     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1636         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1637         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1638     }
1639 }
1640
1641 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1642
1643 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1644
1645 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1646
1647 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1648 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1649 /// particular point.
1650 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1651 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1652     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1653     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1654     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1655     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1656
1657     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1658     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1659     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1660     pub reveal: traits::Reveal,
1661
1662     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1663     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1664     /// solver).
1665     pub def_id: Option<DefId>,
1666 }
1667
1668 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1669     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1670     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1671     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1672     /// type-checking.
1673     #[inline]
1674     pub fn empty() -> Self {
1675         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1676     }
1677
1678     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1679     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1680     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1681     /// environments like codegen or doing optimizations.
1682     ///
1683     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1684     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1685     #[inline]
1686     pub fn reveal_all() -> Self {
1687         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1688     }
1689
1690     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1691     #[inline]
1692     pub fn new(
1693         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1694         reveal: Reveal,
1695         def_id: Option<DefId>
1696     ) -> Self {
1697         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1698     }
1699
1700     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1701     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1702     /// (even for associated types that are specializable). This is
1703     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1704     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1705     /// which is the default.
1706     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1707         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1708     }
1709
1710     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1711     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1712         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1713     }
1714
1715     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1716     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1717     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1718     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1719     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1720     /// invisible.
1721     ///
1722     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1723     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1724     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1725     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1726     /// although the surrounding function is never reachable.
1727     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1728         match self.reveal {
1729             Reveal::UserFacing => {
1730                 ParamEnvAnd {
1731                     param_env: self,
1732                     value,
1733                 }
1734             }
1735
1736             Reveal::All => {
1737                 if value.has_placeholders()
1738                     || value.needs_infer()
1739                     || value.has_param_types()
1740                 {
1741                     ParamEnvAnd {
1742                         param_env: self,
1743                         value,
1744                     }
1745                 } else {
1746                     ParamEnvAnd {
1747                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1748                         value,
1749                     }
1750                 }
1751             }
1752         }
1753     }
1754 }
1755
1756 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1757 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1758     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1759     pub value: T,
1760 }
1761
1762 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1763     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1764         (self.param_env, self.value)
1765     }
1766 }
1767
1768 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1769 where
1770     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1771 {
1772     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1773         let ParamEnvAnd {
1774             ref param_env,
1775             ref value
1776         } = *self;
1777
1778         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1779         value.hash_stable(hcx, hasher);
1780     }
1781 }
1782
1783 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1784 pub struct Destructor {
1785     /// The `DefId` of the destructor method
1786     pub did: DefId,
1787 }
1788
1789 bitflags! {
1790     #[derive(HashStable)]
1791     pub struct AdtFlags: u32 {
1792         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1793         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1794         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1795         /// Indicates whether the ADT is a union.
1796         const IS_UNION            = 1 << 1;
1797         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1798         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1799         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1800         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1801         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1802         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1803         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1804         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1805         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1806         const IS_BOX              = 1 << 6;
1807         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1808         const IS_ARC              = 1 << 7;
1809         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1810         const IS_RC               = 1 << 8;
1811         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1812         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1813         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1814     }
1815 }
1816
1817 bitflags! {
1818     #[derive(HashStable)]
1819     pub struct VariantFlags: u32 {
1820         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1821         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1822         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1823     }
1824 }
1825
1826 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1827 #[derive(Debug)]
1828 pub struct VariantDef {
1829     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1830     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1831     pub def_id: DefId,
1832     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1833     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1834     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1835     /// Variant or struct name.
1836     pub ident: Ident,
1837     /// Discriminant of this variant.
1838     pub discr: VariantDiscr,
1839     /// Fields of this variant.
1840     pub fields: Vec<FieldDef>,
1841     /// Type of constructor of variant.
1842     pub ctor_kind: CtorKind,
1843     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1844     flags: VariantFlags,
1845     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1846     /// May be incomplete or bogus.
1847     pub recovered: bool,
1848 }
1849
1850 impl<'tcx> VariantDef {
1851     /// Creates a new `VariantDef`.
1852     ///
1853     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1854     /// represents an enum variant).
1855     ///
1856     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1857     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1858     ///
1859     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1860     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1861     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1862     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1863     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1864     ///
1865     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1866     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1867     pub fn new(
1868         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1869         ident: Ident,
1870         variant_did: Option<DefId>,
1871         ctor_def_id: Option<DefId>,
1872         discr: VariantDiscr,
1873         fields: Vec<FieldDef>,
1874         ctor_kind: CtorKind,
1875         adt_kind: AdtKind,
1876         parent_did: DefId,
1877         recovered: bool,
1878     ) -> Self {
1879         debug!(
1880             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1881              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1882              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1883         );
1884
1885         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1886         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
1887             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1888             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1889         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1890             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
1891                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1892                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1893             }
1894         }
1895
1896         VariantDef {
1897             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1898             ctor_def_id,
1899             ident,
1900             discr,
1901             fields,
1902             ctor_kind,
1903             flags,
1904             recovered,
1905         }
1906     }
1907
1908     /// Is this field list non-exhaustive?
1909     #[inline]
1910     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1911         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1912     }
1913 }
1914
1915 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1916     def_id,
1917     ctor_def_id,
1918     ident -> (ident.name),
1919     discr,
1920     fields,
1921     ctor_kind,
1922     flags,
1923     recovered
1924 });
1925
1926 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1927 pub enum VariantDiscr {
1928     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1929     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1930     Explicit(DefId),
1931
1932     /// The previous variant's discriminant plus one.
1933     /// For efficiency reasons, the distance from the
1934     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1935     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1936     Relative(u32),
1937 }
1938
1939 #[derive(Debug, HashStable)]
1940 pub struct FieldDef {
1941     pub did: DefId,
1942     #[stable_hasher(project(name))]
1943     pub ident: Ident,
1944     pub vis: Visibility,
1945 }
1946
1947 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
1948 ///
1949 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1950 ///
1951 /// The initialism *"Adt"* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
1952 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
1953 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
1954 ///
1955 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
1956 pub struct AdtDef {
1957     /// `DefId` of the struct, enum or union item.
1958     pub did: DefId,
1959     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
1960     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1961     /// Flags of the ADT (e.g. is this a struct? is this non-exhaustive?)
1962     flags: AdtFlags,
1963     /// Repr options provided by the user.
1964     pub repr: ReprOptions,
1965 }
1966
1967 impl PartialOrd for AdtDef {
1968     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1969         Some(self.cmp(&other))
1970     }
1971 }
1972
1973 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1974 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1975 impl Ord for AdtDef {
1976     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1977         self.did.cmp(&other.did)
1978     }
1979 }
1980
1981 impl PartialEq for AdtDef {
1982     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1983     #[inline]
1984     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1985 }
1986
1987 impl Eq for AdtDef {}
1988
1989 impl Hash for AdtDef {
1990     #[inline]
1991     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1992         (self as *const AdtDef).hash(s)
1993     }
1994 }
1995
1996 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1997     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1998         self.did.encode(s)
1999     }
2000 }
2001
2002 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
2003
2004
2005 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2006     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2007         thread_local! {
2008             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2009         }
2010
2011         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2012             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2013             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2014                 let ty::AdtDef {
2015                     did,
2016                     ref variants,
2017                     ref flags,
2018                     ref repr,
2019                 } = *self;
2020
2021                 let mut hasher = StableHasher::new();
2022                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2023                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2024                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2025                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2026
2027                 hasher.finish()
2028            })
2029         });
2030
2031         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2032     }
2033 }
2034
2035 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2036 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2037
2038 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2039     fn into(self) -> DataTypeKind {
2040         match self {
2041             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2042             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2043             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2044         }
2045     }
2046 }
2047
2048 bitflags! {
2049     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2050     pub struct ReprFlags: u8 {
2051         const IS_C               = 1 << 0;
2052         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2053         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2054         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2055         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2056
2057         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2058         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2059                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2060                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2061     }
2062 }
2063
2064 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2065     bits
2066 });
2067
2068 /// Represents the repr options provided by the user,
2069 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2070 pub struct ReprOptions {
2071     pub int: Option<attr::IntType>,
2072     pub align: Option<Align>,
2073     pub pack: Option<Align>,
2074     pub flags: ReprFlags,
2075 }
2076
2077 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2078     align,
2079     pack,
2080     int,
2081     flags
2082 });
2083
2084 impl ReprOptions {
2085     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2086         let mut flags = ReprFlags::empty();
2087         let mut size = None;
2088         let mut max_align: Option<Align> = None;
2089         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2090         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2091             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2092                 flags.insert(match r {
2093                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2094                     attr::ReprPacked(pack) => {
2095                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2096                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2097                             min_pack.min(pack)
2098                         } else {
2099                             pack
2100                         });
2101                         ReprFlags::empty()
2102                     },
2103                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2104                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2105                     attr::ReprInt(i) => {
2106                         size = Some(i);
2107                         ReprFlags::empty()
2108                     },
2109                     attr::ReprAlign(align) => {
2110                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2111                         ReprFlags::empty()
2112                     },
2113                 });
2114             }
2115         }
2116
2117         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2118         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2119             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2120         }
2121         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2122     }
2123
2124     #[inline]
2125     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2126     #[inline]
2127     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2128     #[inline]
2129     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack.is_some() }
2130     #[inline]
2131     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2132     #[inline]
2133     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2134
2135     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2136         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2137     }
2138
2139     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2140     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2141     /// single pointer.
2142     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2143         self.c() || self.int.is_some()
2144     }
2145
2146     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2147     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2148     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2149         if let Some(pack) = self.pack {
2150             if pack.bytes() == 1 {
2151                 return true;
2152             }
2153         }
2154         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2155     }
2156
2157     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2158     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2159         self.c()
2160     }
2161 }
2162
2163 impl<'tcx> AdtDef {
2164     /// Creates a new `AdtDef`.
2165     fn new(
2166         tcx: TyCtxt<'_>,
2167         did: DefId,
2168         kind: AdtKind,
2169         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2170         repr: ReprOptions,
2171     ) -> Self {
2172         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2173         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2174
2175         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2176             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2177             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2178         }
2179
2180         flags |= match kind {
2181             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2182             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2183             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2184         };
2185
2186         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2187             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2188         }
2189
2190         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2191         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2192             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2193         }
2194         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2195             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2196         }
2197         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2198             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2199         }
2200         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2201             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2202         }
2203         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2204             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2205         }
2206
2207         AdtDef {
2208             did,
2209             variants,
2210             flags,
2211             repr,
2212         }
2213     }
2214
2215     /// Returns `true` if this is a struct.
2216     #[inline]
2217     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2218         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2219     }
2220
2221     /// Returns `true` if this is a union.
2222     #[inline]
2223     pub fn is_union(&self) -> bool {
2224         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2225     }
2226
2227     /// Returns `true` if this is a enum.
2228     #[inline]
2229     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2230         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2231     }
2232
2233     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2234     #[inline]
2235     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2236         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2237     }
2238
2239     /// Returns the kind of the ADT.
2240     #[inline]
2241     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2242         if self.is_enum() {
2243             AdtKind::Enum
2244         } else if self.is_union() {
2245             AdtKind::Union
2246         } else {
2247             AdtKind::Struct
2248         }
2249     }
2250
2251     /// Returns a description of this abstract data type.
2252     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2253         match self.adt_kind() {
2254             AdtKind::Struct => "struct",
2255             AdtKind::Union => "union",
2256             AdtKind::Enum => "enum",
2257         }
2258     }
2259
2260     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2261     #[inline]
2262     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2263         match self.adt_kind() {
2264             AdtKind::Struct => "struct",
2265             AdtKind::Union => "union",
2266             AdtKind::Enum => "variant",
2267         }
2268     }
2269
2270     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2271     #[inline]
2272     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2273         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2274     }
2275
2276     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2277     /// of coherence checking.
2278     #[inline]
2279     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2280         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2281     }
2282
2283     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2284     #[inline]
2285     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2286         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2287     }
2288
2289     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2290     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2291         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2292     }
2293
2294     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2295     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2296         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2297     }
2298
2299     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2300     #[inline]
2301     pub fn is_box(&self) -> bool {
2302         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2303     }
2304
2305     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2306     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2307         self.destructor(tcx).is_some()
2308     }
2309
2310     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2311     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2312         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2313         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2314     }
2315
2316     #[inline]
2317     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericPredicates<'tcx> {
2318         tcx.predicates_of(self.did)
2319     }
2320
2321     /// Returns an iterator over all fields contained
2322     /// by this ADT.
2323     #[inline]
2324     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item=&FieldDef> + Clone {
2325         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2326     }
2327
2328     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2329         !self.variants.is_empty() &&
2330             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2331     }
2332
2333     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2334     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2335         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2336             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2337     }
2338
2339     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2340     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2341         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2342             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2343     }
2344
2345     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2346     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2347         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2348             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2349     }
2350
2351     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2352     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2353         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2354             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2355     }
2356
2357     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2358         match res {
2359             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2360             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2361             Res::Def(DefKind::Struct, _) | Res::Def(DefKind::Union, _) |
2362             Res::Def(DefKind::TyAlias, _) | Res::Def(DefKind::AssocTy, _) | Res::SelfTy(..) |
2363             Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2364             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res)
2365         }
2366     }
2367
2368     #[inline]
2369     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2370         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2371         let repr_type = self.repr.discr_type();
2372         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx, expr_did);
2373         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2374         let cid = GlobalId {
2375             instance,
2376             promoted: None
2377         };
2378         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2379             Ok(val) => {
2380                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2381                 if let Some(b) = val.try_eval_bits(tcx, param_env, val.ty) {
2382                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2383                     Some(Discr {
2384                         val: b,
2385                         ty: val.ty,
2386                     })
2387                 } else {
2388                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2389                     crate::mir::interpret::struct_error(
2390                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2391                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2392                     ).emit();
2393                     None
2394                 }
2395             }
2396             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2397                 if !expr_did.is_local() {
2398                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2399                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2400                          in its crate but failed locally");
2401                 }
2402                 None
2403             }
2404             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2405                 tcx.def_span(expr_did),
2406                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2407             ),
2408         }
2409     }
2410
2411     #[inline]
2412     pub fn discriminants(
2413         &'tcx self,
2414         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2415     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2416         let repr_type = self.repr.discr_type();
2417         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2418         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2419         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2420             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2421             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2422                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2423                     discr = new_discr;
2424                 }
2425             }
2426             prev_discr = Some(discr);
2427
2428             (i, discr)
2429         })
2430     }
2431
2432     #[inline]
2433     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2434         (VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len()))
2435     }
2436
2437     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2438     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2439     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2440     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2441     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2442     #[inline]
2443     pub fn discriminant_for_variant(
2444         &self,
2445         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2446         variant_index: VariantIdx,
2447     ) -> Discr<'tcx> {
2448         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2449         let explicit_value = val
2450             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2451             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2452         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2453     }
2454
2455     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2456     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2457     /// inferred discriminant directly.
2458     pub fn discriminant_def_for_variant(
2459         &self,
2460         variant_index: VariantIdx,
2461     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2462         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2463         let expr_did;
2464         loop {
2465             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2466                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2467                     expr_did = None;
2468                     break;
2469                 },
2470                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2471                     explicit_index -= distance;
2472                 }
2473                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2474                     expr_did = Some(did);
2475                     break;
2476                 }
2477             }
2478         }
2479         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2480     }
2481
2482     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2483         tcx.adt_destructor(self.did)
2484     }
2485
2486     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2487     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2488     ///
2489     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2490     /// actually more expressive than checking all members:
2491     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2492     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2493     ///
2494     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2495     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2496     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2497         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2498     }
2499
2500     fn sized_constraint_for_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Vec<Ty<'tcx>> {
2501         let result = match ty.kind {
2502             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2503             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2504             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2505                 vec![]
2506             }
2507
2508             Str |
2509             Dynamic(..) |
2510             Slice(_) |
2511             Foreign(..) |
2512             Error |
2513             GeneratorWitness(..) => {
2514                 // these are never sized - return the target type
2515                 vec![ty]
2516             }
2517
2518             Tuple(ref tys) => {
2519                 match tys.last() {
2520                     None => vec![],
2521                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty.expect_ty()),
2522                 }
2523             }
2524
2525             Adt(adt, substs) => {
2526                 // recursive case
2527                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2528                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2529                        ty, adt_tys);
2530                 adt_tys.iter()
2531                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2532                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2533                        .collect()
2534             }
2535
2536             Projection(..) | Opaque(..) => {
2537                 // must calculate explicitly.
2538                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2539                 vec![ty]
2540             }
2541
2542             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2543
2544             Param(..) => {
2545                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2546                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2547                 // it on the impl.
2548
2549                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2550                     Some(x) => x,
2551                     _ => return vec![ty]
2552                 };
2553                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2554                     def_id: sized_trait,
2555                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2556                 }).to_predicate();
2557                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2558                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2559                     vec![]
2560                 } else {
2561                     vec![ty]
2562                 }
2563             }
2564
2565             Placeholder(..) |
2566             Bound(..) |
2567             Infer(..) => {
2568                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2569                      ty)
2570             }
2571         };
2572         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2573         result
2574     }
2575 }
2576
2577 impl<'tcx> FieldDef {
2578     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2579     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2580     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2581         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2582     }
2583 }
2584
2585 /// Represents the various closure traits in the language. This
2586 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2587 /// desugaring) argument that the closure expects.
2588 ///
2589 /// You can get the environment type of a closure using
2590 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2591 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2592          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2593 pub enum ClosureKind {
2594     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2595     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2596     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2597     Fn,
2598     FnMut,
2599     FnOnce,
2600 }
2601
2602 impl<'tcx> ClosureKind {
2603     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2604     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2605
2606     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2607         match *self {
2608             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2609             ClosureKind::FnMut => {
2610                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None)
2611             }
2612             ClosureKind::FnOnce => {
2613                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None)
2614             }
2615         }
2616     }
2617
2618     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2619     /// must also implement `other`.
2620     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2621         match (self, other) {
2622             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2623             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2624             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2625             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2626             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2627             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2628             _ => false,
2629         }
2630     }
2631
2632     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2633     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2634     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2635         match self {
2636             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2637             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2638             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2639         }
2640     }
2641 }
2642
2643 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2644     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2645     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2646     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2647     /// structs or variants. For example:
2648     ///
2649     /// ```notrust
2650     /// isize => { isize }
2651     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2652     /// [isize] => { [isize], isize }
2653     /// ```
2654     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2655         TypeWalker::new(self)
2656     }
2657
2658     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2659     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2660     /// (but not `i32`, like `walk`).
2661     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2662         walk::walk_shallow(self)
2663     }
2664
2665     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2666     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2667     /// children of the current type are ignored.
2668     ///
2669     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2670     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2671         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2672     {
2673         let mut walker = self.walk();
2674         while let Some(ty) = walker.next() {
2675             if !f(ty) {
2676                 walker.skip_current_subtree();
2677             }
2678         }
2679     }
2680 }
2681
2682 impl BorrowKind {
2683     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2684         match m {
2685             hir::MutMutable => MutBorrow,
2686             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2687         }
2688     }
2689
2690     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2691     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2692     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2693     /// question.
2694     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2695         match self {
2696             MutBorrow => hir::MutMutable,
2697             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2698
2699             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2700             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2701             // and hence is a safe "over approximation".
2702             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2703         }
2704     }
2705
2706     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2707         match *self {
2708             MutBorrow => "mutable",
2709             ImmBorrow => "immutable",
2710             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2711         }
2712     }
2713 }
2714
2715 #[derive(Debug, Clone)]
2716 pub enum Attributes<'tcx> {
2717     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2718     Borrowed(&'tcx [ast::Attribute]),
2719 }
2720
2721 impl<'tcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'tcx> {
2722     type Target = [ast::Attribute];
2723
2724     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2725         match self {
2726             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2727             &Attributes::Borrowed(data) => data
2728         }
2729     }
2730 }
2731
2732 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2733 pub enum ImplOverlapKind {
2734     /// These impls are always allowed to overlap.
2735     Permitted,
2736     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2737     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2738     ///
2739     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2740     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2741     ///
2742     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2743     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2744     ///
2745     /// ```
2746     /// trait Trait {}
2747     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2748     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2749     /// ```
2750     ///
2751     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2752     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2753     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2754     /// overlapping impls for it is sound.
2755     ///
2756     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2757     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2758     /// it has the following restrictions:
2759     ///
2760     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2761     /// positive impls.
2762     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2763     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2764     /// marker traits.
2765     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2766     ///
2767     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2768     Issue33140
2769 }
2770
2771 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2772     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckTables<'tcx> {
2773         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2774     }
2775
2776     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2777     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2778     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2779     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2780         self.hir().krate()
2781                   .body_ids
2782                   .iter()
2783                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2784     }
2785
2786     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2787         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2788             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2789         });
2790     }
2791
2792     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssocItem> {
2793         self.associated_items(id)
2794             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Method && item.defaultness.has_value())
2795             .collect()
2796     }
2797
2798     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2799         self.associated_items(did).any(|item| {
2800             item.relevant_for_never()
2801         })
2802     }
2803
2804     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2805         self.hir().as_local_hir_id(def_id).and_then(|hir_id| self.hir().get(hir_id).ident())
2806     }
2807
2808     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssocItem> {
2809         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2810             match self.hir().get(hir_id) {
2811                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2812                 _ => false,
2813             }
2814         } else {
2815             match self.def_kind(def_id).expect("no def for `DefId`") {
2816                 DefKind::AssocConst
2817                 | DefKind::Method
2818                 | DefKind::AssocTy => 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                                            -> AssocItem {
2835         let def_id = self.hir().local_def_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2836         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2837             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2838             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2839                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2840             }
2841             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2842             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => bug!("only impls can have opaque types"),
2843         };
2844
2845         AssocItem {
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                                           -> AssocItem {
2861         let def_id = self.hir().local_def_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2862         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2863             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2864             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2865                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2866             }
2867             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2868             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => (ty::AssocKind::OpaqueTy, false),
2869         };
2870
2871         AssocItem {
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.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id)
2890         })
2891     }
2892
2893     pub fn associated_items(self, def_id: DefId) -> AssocItemsIterator<'tcx> {
2894         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2895         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2896         // in place, so we use a hand-written iterator.
2897         //
2898         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2899         AssocItemsIterator {
2900             tcx: self,
2901             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2902             next_index: 0,
2903         }
2904     }
2905
2906     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2907     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2908     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2909                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2910     {
2911         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2912         // as one of them essentially doesn't exist.
2913         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error()) ||
2914             self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error()) {
2915             return Some(ImplOverlapKind::Permitted);
2916         }
2917
2918         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2919             (ImplPolarity::Reservation, _) |
2920             (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2921                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2922                 debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2923                        def_id1, def_id2);
2924                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted);
2925             }
2926             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative) |
2927             (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2928                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2929                 debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2930                        def_id1, def_id2);
2931                 return None;
2932             }
2933             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive) |
2934             (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2935         };
2936
2937         let is_marker_overlap = if self.features().overlapping_marker_traits {
2938             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2939                 .map_or(false, |trait_ref| {
2940                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2941                 });
2942             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2943                 .map_or(false, |trait_ref| {
2944                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2945                 });
2946             trait1_is_empty && trait2_is_empty
2947         } else {
2948             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2949                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2950                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2951             };
2952             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2953         };
2954
2955
2956         if is_marker_overlap {
2957             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2958                    def_id1, def_id2);
2959             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2960         } else {
2961             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2962                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2963                     if self_ty1 == self_ty2 {
2964                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2965                                def_id1, def_id2);
2966                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2967                     } else {
2968                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2969                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2970                     }
2971                 }
2972             }
2973
2974             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2975                   def_id1, def_id2);
2976             None
2977         }
2978     }
2979
2980     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2981     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2982     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2983         match res {
2984             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2985                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2986                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2987             }
2988             Res::Def(DefKind::Struct, did) | Res::Def(DefKind::Union, did) => {
2989                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2990             }
2991             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2992                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2993                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2994                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2995             }
2996             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2997                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2998                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2999             }
3000             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res)
3001         }
3002     }
3003
3004     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
3005         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
3006             self.original_crate_name(id.krate)
3007         } else {
3008             let def_key = self.def_key(id);
3009             match def_key.disambiguated_data.data {
3010                 // The name of a constructor is that of its parent.
3011                 hir_map::DefPathData::Ctor =>
3012                     self.item_name(DefId {
3013                         krate: id.krate,
3014                         index: def_key.parent.unwrap()
3015                     }),
3016                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
3017                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
3018                 }).as_symbol(),
3019             }
3020         }
3021     }
3022
3023     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
3024     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
3025         match instance {
3026             ty::InstanceDef::Item(did) => {
3027                 self.optimized_mir(did)
3028             }
3029             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
3030             ty::InstanceDef::ReifyShim(..) |
3031             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
3032             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
3033             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
3034             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
3035             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
3036             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
3037                 self.mir_shims(instance)
3038             }
3039         }
3040     }
3041
3042     /// Gets the attributes of a definition.
3043     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3044         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3045             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
3046         } else {
3047             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3048         }
3049     }
3050
3051     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3052     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3053         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3054     }
3055
3056     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3057     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3058         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3059     }
3060
3061     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3062         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3063     }
3064
3065     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3066     /// If it implements no trait, returns `None`.
3067     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3068         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3069     }
3070
3071     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3072     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3073     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3074         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3075             if let Some(DefKind::Method) = self.def_kind(def_id) {
3076                 Some(self.associated_item(def_id))
3077             } else {
3078                 None
3079             }
3080         } else {
3081             self.opt_associated_item(def_id)
3082         };
3083
3084         item.and_then(|trait_item|
3085             match trait_item.container {
3086                 TraitContainer(_) => None,
3087                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3088             }
3089         )
3090     }
3091
3092     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3093     /// with the name of the crate containing the impl.
3094     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3095         if impl_did.is_local() {
3096             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3097             Ok(self.hir().span(hir_id))
3098         } else {
3099             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3100         }
3101     }
3102
3103     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3104     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3105     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3106     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3107         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3108         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3109         // `modern()` calls required for the span comparison whenever possible.
3110         use_name.name == def_name.name &&
3111         use_name.span.ctxt().hygienic_eq(def_name.span.ctxt(),
3112                                          self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3113     }
3114
3115     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3116         match scope.krate {
3117             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3118             _ => ExpnId::root(),
3119         }
3120     }
3121
3122     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3123         ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3124         ident
3125     }
3126
3127     pub fn adjust_ident_and_get_scope(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId)
3128                                       -> (Ident, DefId) {
3129         let scope = match ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope)) {
3130             Some(actual_expansion) =>
3131                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3132             None => self.hir().get_module_parent(block),
3133         };
3134         (ident, scope)
3135     }
3136 }
3137
3138 pub struct AssocItemsIterator<'tcx> {
3139     tcx: TyCtxt<'tcx>,
3140     def_ids: &'tcx [DefId],
3141     next_index: usize,
3142 }
3143
3144 impl Iterator for AssocItemsIterator<'_> {
3145     type Item = AssocItem;
3146
3147     fn next(&mut self) -> Option<AssocItem> {
3148         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3149         self.next_index += 1;
3150         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3151     }
3152 }
3153
3154 fn associated_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AssocItem {
3155     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3156     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3157     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id(parent_id);
3158     let parent_item = tcx.hir().expect_item(parent_id);
3159     match parent_item.kind {
3160         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3161             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3162                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3163                                                                         impl_item_ref);
3164                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3165                 return assoc_item;
3166             }
3167         }
3168
3169         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3170             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3171                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3172                                                                          &parent_item.vis,
3173                                                                          trait_item_ref);
3174                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3175                 return assoc_item;
3176             }
3177         }
3178
3179         _ => { }
3180     }
3181
3182     span_bug!(parent_item.span,
3183               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3184               parent_item.kind)
3185 }
3186
3187 #[derive(Clone, HashStable)]
3188 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3189
3190 /// Calculates the `Sized` constraint.
3191 ///
3192 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3193 ///     - an obviously-unsized type
3194 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3195 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3196 ///       such.
3197 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3198 ///       check should catch this case.
3199 fn adt_sized_constraint(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AdtSizedConstraint<'_> {
3200     let def = tcx.adt_def(def_id);
3201
3202     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3203         v.fields.last()
3204     }).flat_map(|f| {
3205         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3206     }));
3207
3208     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3209
3210     AdtSizedConstraint(result)
3211 }
3212
3213 fn associated_item_def_ids(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> &[DefId] {
3214     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3215     let item = tcx.hir().expect_item(id);
3216     match item.kind {
3217         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3218             tcx.arena.alloc_from_iter(
3219                 trait_item_refs.iter()
3220                                .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3221                                .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3222             )
3223         }
3224         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3225             tcx.arena.alloc_from_iter(
3226                 impl_item_refs.iter()
3227                               .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3228                               .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3229             )
3230         }
3231         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => &[],
3232         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3233     }
3234 }
3235
3236 fn def_span(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Span {
3237     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3238 }
3239
3240 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3241 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3242 /// otherwise, returns `None`.
3243 fn trait_of_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3244     tcx.opt_associated_item(def_id)
3245         .and_then(|associated_item| {
3246             match associated_item.container {
3247                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3248                 ImplContainer(_) => None
3249             }
3250         })
3251 }
3252
3253 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3254 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3255     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3256         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(hir_id) {
3257             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3258                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3259             }
3260         }
3261     }
3262     None
3263 }
3264
3265 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3266 fn param_env(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> ParamEnv<'_> {
3267     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3268     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3269         return param_env(tcx, parent);
3270     }
3271     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3272
3273     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3274         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3275
3276     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3277     // case they contain any associated type projections. This process
3278     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3279     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3280     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3281     // right to me, because constructing the environment feels like a
3282     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3283     // a better place. In practice, we construct environments for
3284     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3285     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3286     // sure that this will succeed without errors anyway.
3287
3288     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3289         tcx.intern_predicates(&predicates),
3290         traits::Reveal::UserFacing,
3291         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3292     );
3293
3294     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3295         tcx.hir().maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3296     });
3297     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3298     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3299 }
3300
3301 fn crate_disambiguator(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3302     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3303     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3304 }
3305
3306 fn original_crate_name(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3307     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3308     tcx.crate_name.clone()
3309 }
3310
3311 fn crate_hash(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Svh {
3312     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3313     tcx.hir().crate_hash
3314 }
3315
3316 fn instance_def_size_estimate<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, instance_def: InstanceDef<'tcx>) -> usize {
3317     match instance_def {
3318         InstanceDef::Item(..) |
3319         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3320             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3321             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3322         },
3323         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3324         _ => 1
3325     }
3326 }
3327
3328 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3329 ///
3330 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3331 fn issue33140_self_ty(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<Ty<'_>> {
3332     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3333
3334     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3335         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3336     });
3337
3338     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3339
3340     let is_marker_like =
3341         tcx.impl_polarity(def_id) == ty::ImplPolarity::Positive &&
3342         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3343
3344     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3345     if !is_marker_like {
3346         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3347         return None;
3348     }
3349
3350     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3351     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3352         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3353         return None;
3354     }
3355
3356     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3357     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3358         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3359         return None;
3360     }
3361
3362     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3363     let self_ty_matches = match self_ty.kind {
3364         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3365         _ => false
3366     };
3367
3368     if self_ty_matches {
3369         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3370         Some(self_ty)
3371     } else {
3372         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3373         None
3374     }
3375 }
3376
3377 /// Check if a function is async.
3378 fn asyncness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> hir::IsAsync {
3379     let hir_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap_or_else(|| {
3380         bug!("asyncness: expected local `DefId`, got `{:?}`", def_id)
3381     });
3382
3383     let node = tcx.hir().get(hir_id);
3384
3385     let fn_like = hir::map::blocks::FnLikeNode::from_node(node).unwrap_or_else(|| {
3386         bug!("asyncness: expected fn-like node but got `{:?}`", def_id);
3387     });
3388
3389     fn_like.asyncness()
3390 }
3391
3392
3393 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3394     context::provide(providers);
3395     erase_regions::provide(providers);
3396     layout::provide(providers);
3397     util::provide(providers);
3398     constness::provide(providers);
3399     *providers = ty::query::Providers {
3400         asyncness,
3401         associated_item,
3402         associated_item_def_ids,
3403         adt_sized_constraint,
3404         def_span,
3405         param_env,
3406         trait_of_item,
3407         crate_disambiguator,
3408         original_crate_name,
3409         crate_hash,
3410         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3411         instance_def_size_estimate,
3412         issue33140_self_ty,
3413         ..*providers
3414     };
3415 }
3416
3417 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3418 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3419 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3420 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3421 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3422 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3423 pub struct CrateInherentImpls {
3424     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3425 }
3426
3427 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3428 pub struct SymbolName {
3429     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3430     // this be a `&'tcx str`.
3431     pub name: InternedString
3432 }
3433
3434 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3435     name
3436 });
3437
3438 impl SymbolName {
3439     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3440         SymbolName {
3441             name: InternedString::intern(name)
3442         }
3443     }
3444 }
3445
3446 impl fmt::Display for SymbolName {
3447     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3448         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3449     }
3450 }
3451
3452 impl fmt::Debug for SymbolName {
3453     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3454         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3455     }
3456 }