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