]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Migrate from `#[structural_match]` attribute a lang-item trait.
[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, TypeVisitor};
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::cstore::CrateStoreDyn;
19 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
20 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
21 use crate::mir::Body;
22 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
23 use crate::mir::GeneratorLayout;
24 use crate::session::CrateDisambiguator;
25 use crate::traits::{self, Reveal};
26 use crate::ty;
27 use crate::ty::layout::VariantIdx;
28 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
29 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
30 use crate::ty::walk::TypeWalker;
31 use crate::util::captures::Captures;
32 use crate::util::nodemap::{NodeMap, NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
33 use arena::SyncDroplessArena;
34 use crate::session::DataTypeKind;
35
36 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
37 use rustc_target::abi::Align;
38 use std::cell::RefCell;
39 use std::cmp::{self, Ordering};
40 use std::fmt;
41 use std::hash::{Hash, Hasher};
42 use std::ops::Deref;
43 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
44 use std::slice;
45 use std::{mem, ptr};
46 use std::ops::Range;
47 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
48 use syntax::attr;
49 use syntax_expand::hygiene::ExpnId;
50 use syntax::symbol::{kw, sym, Symbol};
51 use syntax_pos::Span;
52
53 use smallvec;
54 use rustc_data_structures::fx::{FxIndexMap};
55 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, HashStable};
56 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
57
58 use crate::hir;
59
60 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
61 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
62 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
63 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
64 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
65 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
66 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
67 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
68 pub use self::sty::RegionKind;
69 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
70 pub use self::sty::BoundRegion::*;
71 pub use self::sty::InferTy::*;
72 pub use self::sty::RegionKind::*;
73 pub use self::sty::TyKind::*;
74
75 pub use self::binding::BindingMode;
76 pub use self::binding::BindingMode::*;
77
78 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, AllArenas, tls, keep_local};
79 pub use self::context::{Lift, GeneratorInteriorTypeCause, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
80 pub use self::context::{
81     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
82     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
83 };
84
85 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
86
87 pub use self::structural_match::search_for_structural_match_violation;
88 pub use self::structural_match::type_marked_structural;
89 pub use self::structural_match::NonStructuralMatchTy;
90
91 pub use self::trait_def::TraitDef;
92
93 pub use self::query::queries;
94
95 pub mod adjustment;
96 pub mod binding;
97 pub mod cast;
98 #[macro_use]
99 pub mod codec;
100 mod constness;
101 pub mod error;
102 mod erase_regions;
103 pub mod fast_reject;
104 pub mod flags;
105 pub mod fold;
106 pub mod inhabitedness;
107 pub mod layout;
108 pub mod _match;
109 pub mod outlives;
110 pub mod print;
111 pub mod query;
112 pub mod relate;
113 pub mod steal;
114 pub mod subst;
115 pub mod trait_def;
116 pub mod walk;
117 pub mod wf;
118 pub mod util;
119
120 mod context;
121 mod instance;
122 mod structural_impls;
123 mod structural_match;
124 mod sty;
125
126 // Data types
127
128 pub struct ResolverOutputs {
129     pub definitions: hir_map::Definitions,
130     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
131     pub extern_crate_map: NodeMap<CrateNum>,
132     pub trait_map: TraitMap,
133     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
134     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
135     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
136     pub glob_map: GlobMap,
137     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
138     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
139     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
140 }
141
142 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
143 pub enum AssocItemContainer {
144     TraitContainer(DefId),
145     ImplContainer(DefId),
146 }
147
148 impl AssocItemContainer {
149     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
150     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
151     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
152         match *self {
153             TraitContainer(id) => id,
154             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
155         }
156     }
157
158     pub fn id(&self) -> DefId {
159         match *self {
160             TraitContainer(id) => id,
161             ImplContainer(id) => id,
162         }
163     }
164 }
165
166 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
167 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
168 /// bounds / where-clauses).
169 #[derive(Clone, Debug)]
170 pub struct ImplHeader<'tcx> {
171     pub impl_def_id: DefId,
172     pub self_ty: Ty<'tcx>,
173     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
174     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
175 }
176
177 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
178 pub enum ImplPolarity {
179     /// `impl Trait for Type`
180     Positive,
181     /// `impl !Trait for Type`
182     Negative,
183     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
184     ///
185     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
186     /// See #64631 for details.
187     Reservation,
188 }
189
190 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
191 pub struct AssocItem {
192     pub def_id: DefId,
193     #[stable_hasher(project(name))]
194     pub ident: Ident,
195     pub kind: AssocKind,
196     pub vis: Visibility,
197     pub defaultness: hir::Defaultness,
198     pub container: AssocItemContainer,
199
200     /// Whether this is a method with an explicit self
201     /// as its first argument, allowing method calls.
202     pub method_has_self_argument: bool,
203 }
204
205 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable)]
206 pub enum AssocKind {
207     Const,
208     Method,
209     OpaqueTy,
210     Type
211 }
212
213 impl AssocItem {
214     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
215         match self.kind {
216             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
217             AssocKind::Method => DefKind::Method,
218             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
219             AssocKind::OpaqueTy => DefKind::AssocOpaqueTy,
220         }
221     }
222
223     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
224     /// for !
225     pub fn relevant_for_never(&self) -> bool {
226         match self.kind {
227             AssocKind::OpaqueTy |
228             AssocKind::Const |
229             AssocKind::Type => true,
230             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
231             AssocKind::Method => !self.method_has_self_argument,
232         }
233     }
234
235     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
236         match self.kind {
237             ty::AssocKind::Method => {
238                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
239                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
240                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
241                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
242                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
243             }
244             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
245             // FIXME(type_alias_impl_trait): we should print bounds here too.
246             ty::AssocKind::OpaqueTy => format!("type {};", self.ident),
247             ty::AssocKind::Const => {
248                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
249             }
250         }
251     }
252 }
253
254 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
255 pub enum Visibility {
256     /// Visible everywhere (including in other crates).
257     Public,
258     /// Visible only in the given crate-local module.
259     Restricted(DefId),
260     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
261     Invisible,
262 }
263
264 pub trait DefIdTree: Copy {
265     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
266
267     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
268         if descendant.krate != ancestor.krate {
269             return false;
270         }
271
272         while descendant != ancestor {
273             match self.parent(descendant) {
274                 Some(parent) => descendant = parent,
275                 None => return false,
276             }
277         }
278         true
279     }
280 }
281
282 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
283     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
284         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
285     }
286 }
287
288 impl Visibility {
289     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
290         match visibility.node {
291             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
292             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
293             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
294                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
295                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
296                 Res::Err => Visibility::Public,
297                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
298             },
299             hir::VisibilityKind::Inherited => {
300                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent(id))
301             }
302         }
303     }
304
305     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
306     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
307         let restriction = match self {
308             // Public items are visible everywhere.
309             Visibility::Public => return true,
310             // Private items from other crates are visible nowhere.
311             Visibility::Invisible => return false,
312             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
313             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
314             Visibility::Restricted(module) => module,
315         };
316
317         tree.is_descendant_of(module, restriction)
318     }
319
320     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
321     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
322         let vis_restriction = match vis {
323             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
324             Visibility::Invisible => return true,
325             Visibility::Restricted(module) => module,
326         };
327
328         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
329     }
330
331     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
332     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
333         match self {
334             Visibility::Public => true,
335             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
336             Visibility::Invisible => false,
337         }
338     }
339 }
340
341 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, HashStable)]
342 pub enum Variance {
343     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
344     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
345     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
346     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
347 }
348
349 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
350 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
351 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
352 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
353 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
354 /// item.
355 #[derive(HashStable)]
356 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
357     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
358     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
359     /// entry.
360     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
361 }
362
363 impl Variance {
364     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
365     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
366     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
367     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
368     /// variance with which the argument appears.
369     ///
370     /// Example 1:
371     ///
372     ///     *mut Vec<i32>
373     ///
374     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
375     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
376     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
377     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
378     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
379     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
380     /// (again) in `Invariant`.
381     ///
382     /// Example 2:
383     ///
384     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
385     ///
386     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
387     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
388     /// within which both pointer types appear is
389     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
390     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
391     /// which the first `Vec<i32>` appears is
392     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
393     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
394     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
395     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
396     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
397     ///
398     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
399     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
400     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
401         match (self, v) {
402             // Figure 1, column 1.
403             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
404             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
405             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
406             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
407
408             // Figure 1, column 2.
409             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
410             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
411             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
412             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
413
414             // Figure 1, column 3.
415             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
416
417             // Figure 1, column 4.
418             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
419         }
420     }
421 }
422
423 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
424 // the types of AST nodes.
425 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
426 pub struct CReaderCacheKey {
427     pub cnum: CrateNum,
428     pub pos: usize,
429 }
430
431 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
432 // through the type during type construction, so that we can quickly
433 // check whether the type has various kinds of types in it without
434 // recursing over the type itself.
435 bitflags! {
436     pub struct TypeFlags: u32 {
437         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
438         const HAS_TY_INFER       = 1 << 1;
439         const HAS_RE_INFER       = 1 << 2;
440         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 3;
441
442         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
443         /// determine whether substitition is required, since those
444         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
445         /// hence may be substituted.
446         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 4;
447
448         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
449         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
450         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 5;
451
452         /// Is an error type reachable?
453         const HAS_TY_ERR         = 1 << 6;
454         const HAS_PROJECTION     = 1 << 7;
455
456         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
457         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 8;
458
459         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
460         /// that are local to a particular fn
461         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES = 1 << 9;
462
463         /// Present if the type belongs in a local type context.
464         /// Only set for Infer other than Fresh.
465         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 10;
466
467         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
468         /// if a global bound is safe to evaluate.
469         const HAS_RE_LATE_BOUND  = 1 << 11;
470
471         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 12;
472
473         const HAS_CT_INFER       = 1 << 13;
474         const HAS_CT_PLACEHOLDER = 1 << 14;
475
476         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
477                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
478
479         /// Flags representing the nominal content of a type,
480         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
481         /// flag, it should be added here too.
482         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
483                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
484                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
485                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
486                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
487                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
488                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
489                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
490                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
491                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
492                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
493                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
494                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits |
495                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
496                                   TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits;
497     }
498 }
499
500 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
501 pub struct TyS<'tcx> {
502     pub kind: TyKind<'tcx>,
503     pub flags: TypeFlags,
504
505     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
506     /// binder such that
507     ///
508     /// (a) the binder itself captures nothing but
509     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
510     ///     by some sub-binder.
511     ///
512     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
513     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
514     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
515     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
516     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
517     /// by an inner binder.
518     ///
519     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
520     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
521     /// (exclusive).
522     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
523 }
524
525 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
526 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
527 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
528
529 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
530     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
531         self.kind.cmp(&other.kind)
532     }
533 }
534
535 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
536     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
537         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
538     }
539 }
540
541 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
542     #[inline]
543     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
544         ptr::eq(self, other)
545     }
546 }
547 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
548
549 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
550     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
551         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
552     }
553 }
554
555 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
556     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
557         match self.kind {
558             Bool |
559             Char |
560             Int(_) |
561             Uint(_) |
562             Float(_) |
563             Infer(InferTy::IntVar(_)) |
564             Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
565             Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
566             Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
567             Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
568             _ => false,
569         }
570     }
571
572     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
573         match self.kind {
574             Opaque(..) |
575             FnDef(..) |
576             FnPtr(..) |
577             Dynamic(..) |
578             Closure(..) |
579             Infer(..) |
580             Projection(..) => false,
581             _ => true,
582         }
583     }
584 }
585
586 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'tcx> {
587     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
588         let ty::TyS {
589             ref kind,
590
591             // The other fields just provide fast access to information that is
592             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
593             flags: _,
594
595             outer_exclusive_binder: _,
596         } = *self;
597
598         kind.hash_stable(hcx, hasher);
599     }
600 }
601
602 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
603 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
604
605 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
606 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
607
608 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
609
610 extern {
611     /// A dummy type used to force `List` to be unsized while not requiring references to it be wide
612     /// pointers.
613     type OpaqueListContents;
614 }
615
616 /// A wrapper for slices with the additional invariant
617 /// that the slice is interned and no other slice with
618 /// the same contents can exist in the same context.
619 /// This means we can use pointer for both
620 /// equality comparisons and hashing.
621 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
622 #[repr(C)]
623 pub struct List<T> {
624     len: usize,
625     data: [T; 0],
626     opaque: OpaqueListContents,
627 }
628
629 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
630
631 impl<T: Copy> List<T> {
632     #[inline]
633     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
634         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
635         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
636         assert!(slice.len() != 0);
637
638         // Align up the size of the len (usize) field
639         let align = mem::align_of::<T>();
640         let align_mask = align - 1;
641         let offset = mem::size_of::<usize>();
642         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
643
644         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
645
646         let mem = arena.alloc_raw(
647             size,
648             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
649         unsafe {
650             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
651             // Write the length
652             result.len = slice.len();
653
654             // Write the elements
655             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
656             arena_slice.copy_from_slice(slice);
657
658             result
659         }
660     }
661 }
662
663 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
664     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
665         (**self).fmt(f)
666     }
667 }
668
669 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
670     #[inline]
671     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
672         (**self).encode(s)
673     }
674 }
675
676 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
677     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
678         if self == other { Ordering::Equal } else {
679             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
680         }
681     }
682 }
683
684 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
685     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
686         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
687             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
688         }
689     }
690 }
691
692 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
693     #[inline]
694     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
695         ptr::eq(self, other)
696     }
697 }
698 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
699
700 impl<T> Hash for List<T> {
701     #[inline]
702     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
703         (self as *const List<T>).hash(s)
704     }
705 }
706
707 impl<T> Deref for List<T> {
708     type Target = [T];
709     #[inline(always)]
710     fn deref(&self) -> &[T] {
711         self.as_ref()
712     }
713 }
714
715 impl<T> AsRef<[T]> for List<T> {
716     #[inline(always)]
717     fn as_ref(&self) -> &[T] {
718         unsafe {
719             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
720         }
721     }
722 }
723
724 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
725     type Item = &'a T;
726     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
727     #[inline(always)]
728     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
729         self[..].iter()
730     }
731 }
732
733 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
734
735 impl<T> List<T> {
736     #[inline(always)]
737     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
738         #[repr(align(64), C)]
739         struct EmptySlice([u8; 64]);
740         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
741         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
742         unsafe {
743             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
744         }
745     }
746 }
747
748 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
749 pub struct UpvarPath {
750     pub hir_id: hir::HirId,
751 }
752
753 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
754 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
755 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
756 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
757 pub struct UpvarId {
758     pub var_path: UpvarPath,
759     pub closure_expr_id: LocalDefId,
760 }
761
762 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
763 pub enum BorrowKind {
764     /// Data must be immutable and is aliasable.
765     ImmBorrow,
766
767     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
768     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
769     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
770     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
771     ///
772     ///    let x: &mut isize = ...;
773     ///    let y = || *x += 5;
774     ///
775     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
776     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
777     ///
778     ///    struct Env { x: & &mut isize }
779     ///    let x: &mut isize = ...;
780     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
781     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
782     ///
783     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
784     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
785     /// an `&mut` borrow:
786     ///
787     ///    struct Env { x: & &mut isize }
788     ///    let x: &mut isize = ...;
789     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
790     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
791     ///
792     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
793     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
794     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
795     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
796     /// borrow is hidden.
797     ///
798     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
799     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
800     /// simplicity, we don't give users the way to express this
801     /// borrow, it's just used when translating closures.
802     UniqueImmBorrow,
803
804     /// Data is mutable and not aliasable.
805     MutBorrow
806 }
807
808 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
809 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
810 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
811 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
812     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
813     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
814     /// depending on inference.
815     ByValue,
816
817     /// Upvar is captured by reference.
818     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
819 }
820
821 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
822 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
823     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
824     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
825     /// syntax.
826     pub kind: BorrowKind,
827
828     /// Region of the resulting reference.
829     pub region: ty::Region<'tcx>,
830 }
831
832 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
833 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
834
835 #[derive(Copy, Clone)]
836 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
837     pub res: Res,
838     pub span: Span,
839     pub ty: Ty<'tcx>,
840 }
841
842 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
843 pub enum IntVarValue {
844     IntType(ast::IntTy),
845     UintType(ast::UintTy),
846 }
847
848 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
849 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
850
851 impl ty::EarlyBoundRegion {
852     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
853         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
854     }
855
856     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
857     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
858     pub fn has_name(&self) -> bool {
859         self.name != kw::UnderscoreLifetime
860     }
861 }
862
863 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
864 pub enum GenericParamDefKind {
865     Lifetime,
866     Type {
867         has_default: bool,
868         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
869         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
870     },
871     Const,
872 }
873
874 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
875 pub struct GenericParamDef {
876     pub name: Symbol,
877     pub def_id: DefId,
878     pub index: u32,
879
880     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
881     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
882     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
883     pub pure_wrt_drop: bool,
884
885     pub kind: GenericParamDefKind,
886 }
887
888 impl GenericParamDef {
889     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
890         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
891             ty::EarlyBoundRegion {
892                 def_id: self.def_id,
893                 index: self.index,
894                 name: self.name,
895             }
896         } else {
897             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
898         }
899     }
900
901     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
902         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
903             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
904         } else {
905             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
906         }
907     }
908 }
909
910 #[derive(Default)]
911 pub struct GenericParamCount {
912     pub lifetimes: usize,
913     pub types: usize,
914     pub consts: usize,
915 }
916
917 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
918 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
919 ///
920 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
921 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
922 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
923 pub struct Generics {
924     pub parent: Option<DefId>,
925     pub parent_count: usize,
926     pub params: Vec<GenericParamDef>,
927
928     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
929     #[stable_hasher(ignore)]
930     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
931
932     pub has_self: bool,
933     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
934 }
935
936 impl<'tcx> Generics {
937     pub fn count(&self) -> usize {
938         self.parent_count + self.params.len()
939     }
940
941     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
942         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
943         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
944         // presence of this method will be a constant reminder.
945         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
946
947         for param in &self.params {
948             match param.kind {
949                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
950                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
951                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
952             };
953         }
954
955         own_counts
956     }
957
958     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
959         if self.own_requires_monomorphization() {
960             return true;
961         }
962
963         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
964             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
965             parent.requires_monomorphization(tcx)
966         } else {
967             false
968         }
969     }
970
971     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
972         for param in &self.params {
973             match param.kind {
974                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
975                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
976             }
977         }
978         false
979     }
980
981     pub fn region_param(
982         &'tcx self,
983         param: &EarlyBoundRegion,
984         tcx: TyCtxt<'tcx>,
985     ) -> &'tcx GenericParamDef {
986         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
987             let param = &self.params[index as usize];
988             match param.kind {
989                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
990                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
991             }
992         } else {
993             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
994                .region_param(param, tcx)
995         }
996     }
997
998     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
999     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
1000         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1001             let param = &self.params[index as usize];
1002             match param.kind {
1003                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
1004                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
1005             }
1006         } else {
1007             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
1008                .type_param(param, tcx)
1009         }
1010     }
1011
1012     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
1013     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
1014         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1015             let param = &self.params[index as usize];
1016             match param.kind {
1017                 GenericParamDefKind::Const => param,
1018                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
1019             }
1020         } else {
1021             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
1022                 .const_param(param, tcx)
1023         }
1024     }
1025 }
1026
1027 /// Bounds on generics.
1028 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1029 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1030     pub parent: Option<DefId>,
1031     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
1032 }
1033
1034 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1035     pub fn instantiate(
1036         &self,
1037         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1038         substs: SubstsRef<'tcx>,
1039     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1040         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1041         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1042         instantiated
1043     }
1044
1045     pub fn instantiate_own(
1046         &self,
1047         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1048         substs: SubstsRef<'tcx>,
1049     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1050         InstantiatedPredicates {
1051             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1052         }
1053     }
1054
1055     fn instantiate_into(
1056         &self,
1057         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1058         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1059         substs: SubstsRef<'tcx>,
1060     ) {
1061         if let Some(def_id) = self.parent {
1062             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1063         }
1064         instantiated.predicates.extend(
1065             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1066         );
1067     }
1068
1069     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1070         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1071         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1072         instantiated
1073     }
1074
1075     fn instantiate_identity_into(
1076         &self,
1077         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1078         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1079     ) {
1080         if let Some(def_id) = self.parent {
1081             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1082         }
1083         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1084     }
1085
1086     pub fn instantiate_supertrait(
1087         &self,
1088         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1089         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1090     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1091         assert_eq!(self.parent, None);
1092         InstantiatedPredicates {
1093             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1094                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1095             }).collect()
1096         }
1097     }
1098 }
1099
1100 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1101 pub enum Predicate<'tcx> {
1102     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1103     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1104     /// would be the type parameters.
1105     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1106
1107     /// `where 'a: 'b`
1108     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1109
1110     /// `where T: 'a`
1111     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1112
1113     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1114     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1115     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1116
1117     /// No syntax: `T` well-formed.
1118     WellFormed(Ty<'tcx>),
1119
1120     /// Trait must be object-safe.
1121     ObjectSafe(DefId),
1122
1123     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1124     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1125     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1126     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1127
1128     /// `T1 <: T2`
1129     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1130
1131     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1132     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1133 }
1134
1135 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1136 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1137 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1138 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1139 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1140 /// item.
1141 #[derive(HashStable)]
1142 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1143     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1144     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1145     /// bounds, it will have no entry.
1146     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Predicate<'tcx>]>,
1147 }
1148
1149 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1150     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1151         self
1152     }
1153 }
1154
1155 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1156     /// Performs a substitution suitable for going from a
1157     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1158     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1159     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1160     /// lengthy comment below for details.
1161     pub fn subst_supertrait(
1162         &self,
1163         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1164         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1165     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1166         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1167         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1168         //
1169         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1170         //
1171         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1172         //     trait Bar<'b,'c> { }
1173         //
1174         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1175         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1176         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1177         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1178         // normal substitution.
1179         //
1180         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1181         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1182         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1183         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1184         // `'a`.
1185         //
1186         // Another example to be careful of is this:
1187         //
1188         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1189         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1190         //
1191         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1192         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1193         // reason is similar to the previous example: any impl of
1194         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1195         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1196         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1197         //
1198         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1199         // consider the more complicated scenario:
1200         //
1201         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1202         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1203         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1204         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1205         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1206         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1207         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1208         //   DB index of 1.
1209         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1210         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1211         //   just as we wanted.
1212         //
1213         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1214         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1215         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1216         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1217         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1218         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1219         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1220         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1221         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1222         // substitution code expects equal binding levels in the values
1223         // from the substitution and the value being substituted into, and
1224         // this trick achieves that).
1225
1226         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1227         match *self {
1228             Predicate::Trait(ref binder) =>
1229                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1230             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1231                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1232             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1233                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1234             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1235                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1236             Predicate::Projection(ref binder) =>
1237                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1238             Predicate::WellFormed(data) =>
1239                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1240             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1241                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1242             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1243                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1244             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1245                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1246         }
1247     }
1248 }
1249
1250 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1251 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1252     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1253 }
1254
1255 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1256
1257 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1258     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1259         self.trait_ref.def_id
1260     }
1261
1262     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1263         self.trait_ref.input_types()
1264     }
1265
1266     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1267         self.trait_ref.self_ty()
1268     }
1269 }
1270
1271 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1272     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1273         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1274         self.skip_binder().def_id()
1275     }
1276 }
1277
1278 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1279          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1280 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1281 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1282 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1283 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1284 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1285 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1286
1287 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1288 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1289     pub a_is_expected: bool,
1290     pub a: Ty<'tcx>,
1291     pub b: Ty<'tcx>
1292 }
1293 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1294
1295 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1296 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1297 ///
1298 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1299 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1300 ///
1301 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1302 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1303 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1304 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1305 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1306 /// instances to normalize the LHS.
1307 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1308 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1309     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1310     pub ty: Ty<'tcx>,
1311 }
1312
1313 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1314
1315 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1316     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1317     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1318         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1319     }
1320
1321     #[inline]
1322     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1323         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1324         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1325         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1326         // return value, so we are preserving the number of binding
1327         // levels.
1328         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1329     }
1330
1331     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1332         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1333     }
1334
1335     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1336     ///
1337     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1338     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1339     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1340         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1341         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1342     }
1343 }
1344
1345 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1346     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1347 }
1348
1349 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1350     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1351         ty::Binder::dummy(self.clone())
1352     }
1353 }
1354
1355 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1356     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1357         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1358     }
1359 }
1360
1361 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1362     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1363 }
1364
1365 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1366     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1367         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1368             trait_ref: self.clone()
1369         }))
1370     }
1371 }
1372
1373 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1374     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1375         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1376     }
1377 }
1378
1379 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1380     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1381         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1382     }
1383 }
1384
1385 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1386     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1387         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1388     }
1389 }
1390
1391 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1392     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1393         Predicate::Projection(self.clone())
1394     }
1395 }
1396
1397 // A custom iterator used by `Predicate::walk_tys`.
1398 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1399     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1400           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1401           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1402 {
1403     None,
1404     One(Ty<'tcx>),
1405     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1406     Types(I),
1407     InputTypes(J),
1408     ProjectionTypes(K)
1409 }
1410
1411 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1412     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1413           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1414           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1415 {
1416     type Item = Ty<'tcx>;
1417
1418     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1419         match *self {
1420             WalkTysIter::None => None,
1421             WalkTysIter::One(item) => {
1422                 *self = WalkTysIter::None;
1423                 Some(item)
1424             },
1425             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1426                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1427                 Some(item1)
1428             },
1429             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1430                 iter.next()
1431             },
1432             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1433                 iter.next()
1434             },
1435             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1436                 iter.next()
1437             }
1438         }
1439     }
1440 }
1441
1442 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1443     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1444     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1445     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1446     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1447         match *self {
1448             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1449                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1450             }
1451             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1452                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1453                 WalkTysIter::Two(a, b)
1454             }
1455             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1456                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1457             }
1458             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1459                 WalkTysIter::None
1460             }
1461             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1462                 let inner = data.skip_binder();
1463                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1464                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1465             }
1466             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1467                 WalkTysIter::One(data)
1468             }
1469             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1470                 WalkTysIter::None
1471             }
1472             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1473                 WalkTysIter::Types(closure_substs.types())
1474             }
1475             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1476                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1477             }
1478         }
1479     }
1480
1481     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1482         match *self {
1483             Predicate::Trait(ref t) => {
1484                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1485             }
1486             Predicate::Projection(..) |
1487             Predicate::Subtype(..) |
1488             Predicate::RegionOutlives(..) |
1489             Predicate::WellFormed(..) |
1490             Predicate::ObjectSafe(..) |
1491             Predicate::ClosureKind(..) |
1492             Predicate::TypeOutlives(..) |
1493             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1494                 None
1495             }
1496         }
1497     }
1498
1499     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1500         match *self {
1501             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1502                 Some(data)
1503             }
1504             Predicate::Trait(..) |
1505             Predicate::Projection(..) |
1506             Predicate::Subtype(..) |
1507             Predicate::RegionOutlives(..) |
1508             Predicate::WellFormed(..) |
1509             Predicate::ObjectSafe(..) |
1510             Predicate::ClosureKind(..) |
1511             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1512                 None
1513             }
1514         }
1515     }
1516 }
1517
1518 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1519 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1520 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1521 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1522 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1523 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1524 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1525 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1526 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1527 /// their values.
1528 ///
1529 /// Example:
1530 ///
1531 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1532 ///
1533 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1534 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1535 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1536 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1537 #[derive(Clone, Debug)]
1538 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1539     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1540 }
1541
1542 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1543     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1544         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1545     }
1546
1547     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1548         self.predicates.is_empty()
1549     }
1550 }
1551
1552 rustc_index::newtype_index! {
1553     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1554     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1555     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1556     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1557     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1558     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1559     /// new names.
1560     ///
1561     /// To make this more concrete, consider this program:
1562     ///
1563     /// ```
1564     /// struct Foo { }
1565     /// fn bar<T>(x: T) {
1566     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1567     /// }
1568     /// ```
1569     ///
1570     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1571     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1572     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1573     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1574     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1575     /// name it inside the fn type but not outside.
1576     ///
1577     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1578     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1579     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1580     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1581     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1582     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1583     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1584     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1585     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1586     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1587     /// use for checking generic functions.
1588     pub struct UniverseIndex {
1589         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1590     }
1591 }
1592
1593 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1594
1595 impl UniverseIndex {
1596     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1597
1598     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1599     /// is considered to extend all previous universes. This
1600     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1601     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1602     ///
1603     /// ```
1604     /// for<'a> fn(&'a u32)
1605     /// ```
1606     ///
1607     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1608     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1609     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1610     /// `U` because it was not in scope there.
1611     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1612         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1613     }
1614
1615     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1616     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1617     /// `other` (`self >= other`).
1618     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1619         self.private >= other.private
1620     }
1621
1622     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1623     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1624     /// those in `other` (`self < other`).
1625     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1626         self.private < other.private
1627     }
1628 }
1629
1630 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1631 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1632 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1633 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1634 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1635 /// another.
1636 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1637 pub struct Placeholder<T> {
1638     pub universe: UniverseIndex,
1639     pub name: T,
1640 }
1641
1642 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1643 where
1644     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1645 {
1646     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1647         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1648         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1649     }
1650 }
1651
1652 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1653
1654 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1655
1656 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1657
1658 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1659 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1660 /// particular point.
1661 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1662 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1663     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1664     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1665     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1666     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1667
1668     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1669     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1670     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1671     pub reveal: traits::Reveal,
1672
1673     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1674     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1675     /// solver).
1676     pub def_id: Option<DefId>,
1677 }
1678
1679 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1680     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1681     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1682     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1683     /// type-checking.
1684     #[inline]
1685     pub fn empty() -> Self {
1686         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1687     }
1688
1689     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1690     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1691     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1692     /// environments like codegen or doing optimizations.
1693     ///
1694     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1695     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1696     #[inline]
1697     pub fn reveal_all() -> Self {
1698         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1699     }
1700
1701     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1702     #[inline]
1703     pub fn new(
1704         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1705         reveal: Reveal,
1706         def_id: Option<DefId>
1707     ) -> Self {
1708         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1709     }
1710
1711     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1712     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1713     /// (even for associated types that are specializable). This is
1714     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1715     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1716     /// which is the default.
1717     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1718         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1719     }
1720
1721     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1722     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1723         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1724     }
1725
1726     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1727     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1728     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1729     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1730     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1731     /// invisible.
1732     ///
1733     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1734     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1735     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1736     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1737     /// although the surrounding function is never reachable.
1738     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1739         match self.reveal {
1740             Reveal::UserFacing => {
1741                 ParamEnvAnd {
1742                     param_env: self,
1743                     value,
1744                 }
1745             }
1746
1747             Reveal::All => {
1748                 if value.has_placeholders()
1749                     || value.needs_infer()
1750                     || value.has_param_types()
1751                 {
1752                     ParamEnvAnd {
1753                         param_env: self,
1754                         value,
1755                     }
1756                 } else {
1757                     ParamEnvAnd {
1758                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1759                         value,
1760                     }
1761                 }
1762             }
1763         }
1764     }
1765 }
1766
1767 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1768 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1769     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1770     pub value: T,
1771 }
1772
1773 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1774     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1775         (self.param_env, self.value)
1776     }
1777 }
1778
1779 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1780 where
1781     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1782 {
1783     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1784         let ParamEnvAnd {
1785             ref param_env,
1786             ref value
1787         } = *self;
1788
1789         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1790         value.hash_stable(hcx, hasher);
1791     }
1792 }
1793
1794 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1795 pub struct Destructor {
1796     /// The `DefId` of the destructor method
1797     pub did: DefId,
1798 }
1799
1800 bitflags! {
1801     #[derive(HashStable)]
1802     pub struct AdtFlags: u32 {
1803         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1804         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1805         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1806         /// Indicates whether the ADT is a union.
1807         const IS_UNION            = 1 << 1;
1808         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1809         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1810         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1811         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1812         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1813         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1814         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1815         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1816         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1817         const IS_BOX              = 1 << 6;
1818         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1819         const IS_ARC              = 1 << 7;
1820         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1821         const IS_RC               = 1 << 8;
1822         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1823         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1824         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1825     }
1826 }
1827
1828 bitflags! {
1829     #[derive(HashStable)]
1830     pub struct VariantFlags: u32 {
1831         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1832         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1833         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1834     }
1835 }
1836
1837 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1838 #[derive(Debug)]
1839 pub struct VariantDef {
1840     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1841     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1842     pub def_id: DefId,
1843     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1844     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1845     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1846     /// Variant or struct name.
1847     pub ident: Ident,
1848     /// Discriminant of this variant.
1849     pub discr: VariantDiscr,
1850     /// Fields of this variant.
1851     pub fields: Vec<FieldDef>,
1852     /// Type of constructor of variant.
1853     pub ctor_kind: CtorKind,
1854     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1855     flags: VariantFlags,
1856     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1857     /// May be incomplete or bogus.
1858     pub recovered: bool,
1859 }
1860
1861 impl<'tcx> VariantDef {
1862     /// Creates a new `VariantDef`.
1863     ///
1864     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1865     /// represents an enum variant).
1866     ///
1867     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1868     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1869     ///
1870     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1871     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1872     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1873     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1874     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1875     ///
1876     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1877     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1878     pub fn new(
1879         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1880         ident: Ident,
1881         variant_did: Option<DefId>,
1882         ctor_def_id: Option<DefId>,
1883         discr: VariantDiscr,
1884         fields: Vec<FieldDef>,
1885         ctor_kind: CtorKind,
1886         adt_kind: AdtKind,
1887         parent_did: DefId,
1888         recovered: bool,
1889     ) -> Self {
1890         debug!(
1891             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1892              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1893              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1894         );
1895
1896         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1897         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
1898             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1899             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1900         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1901             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
1902                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1903                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1904             }
1905         }
1906
1907         VariantDef {
1908             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1909             ctor_def_id,
1910             ident,
1911             discr,
1912             fields,
1913             ctor_kind,
1914             flags,
1915             recovered,
1916         }
1917     }
1918
1919     /// Is this field list non-exhaustive?
1920     #[inline]
1921     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1922         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1923     }
1924 }
1925
1926 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1927     def_id,
1928     ctor_def_id,
1929     ident -> (ident.name),
1930     discr,
1931     fields,
1932     ctor_kind,
1933     flags,
1934     recovered
1935 });
1936
1937 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1938 pub enum VariantDiscr {
1939     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1940     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1941     Explicit(DefId),
1942
1943     /// The previous variant's discriminant plus one.
1944     /// For efficiency reasons, the distance from the
1945     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1946     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1947     Relative(u32),
1948 }
1949
1950 #[derive(Debug, HashStable)]
1951 pub struct FieldDef {
1952     pub did: DefId,
1953     #[stable_hasher(project(name))]
1954     pub ident: Ident,
1955     pub vis: Visibility,
1956 }
1957
1958 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
1959 ///
1960 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1961 ///
1962 /// The initialism *"Adt"* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
1963 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
1964 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
1965 ///
1966 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
1967 pub struct AdtDef {
1968     /// `DefId` of the struct, enum or union item.
1969     pub did: DefId,
1970     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
1971     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1972     /// Flags of the ADT (e.g. is this a struct? is this non-exhaustive?)
1973     flags: AdtFlags,
1974     /// Repr options provided by the user.
1975     pub repr: ReprOptions,
1976 }
1977
1978 impl PartialOrd for AdtDef {
1979     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1980         Some(self.cmp(&other))
1981     }
1982 }
1983
1984 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1985 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1986 impl Ord for AdtDef {
1987     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1988         self.did.cmp(&other.did)
1989     }
1990 }
1991
1992 impl PartialEq for AdtDef {
1993     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1994     #[inline]
1995     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1996 }
1997
1998 impl Eq for AdtDef {}
1999
2000 impl Hash for AdtDef {
2001     #[inline]
2002     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2003         (self as *const AdtDef).hash(s)
2004     }
2005 }
2006
2007 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
2008     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2009         self.did.encode(s)
2010     }
2011 }
2012
2013 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
2014
2015
2016 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2017     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2018         thread_local! {
2019             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2020         }
2021
2022         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2023             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2024             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2025                 let ty::AdtDef {
2026                     did,
2027                     ref variants,
2028                     ref flags,
2029                     ref repr,
2030                 } = *self;
2031
2032                 let mut hasher = StableHasher::new();
2033                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2034                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2035                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2036                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2037
2038                 hasher.finish()
2039            })
2040         });
2041
2042         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2043     }
2044 }
2045
2046 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2047 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2048
2049 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2050     fn into(self) -> DataTypeKind {
2051         match self {
2052             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2053             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2054             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2055         }
2056     }
2057 }
2058
2059 bitflags! {
2060     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2061     pub struct ReprFlags: u8 {
2062         const IS_C               = 1 << 0;
2063         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2064         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2065         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2066         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2067
2068         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2069         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2070                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2071                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2072     }
2073 }
2074
2075 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2076     bits
2077 });
2078
2079 /// Represents the repr options provided by the user,
2080 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2081 pub struct ReprOptions {
2082     pub int: Option<attr::IntType>,
2083     pub align: Option<Align>,
2084     pub pack: Option<Align>,
2085     pub flags: ReprFlags,
2086 }
2087
2088 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2089     align,
2090     pack,
2091     int,
2092     flags
2093 });
2094
2095 impl ReprOptions {
2096     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2097         let mut flags = ReprFlags::empty();
2098         let mut size = None;
2099         let mut max_align: Option<Align> = None;
2100         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2101         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2102             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2103                 flags.insert(match r {
2104                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2105                     attr::ReprPacked(pack) => {
2106                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2107                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2108                             min_pack.min(pack)
2109                         } else {
2110                             pack
2111                         });
2112                         ReprFlags::empty()
2113                     },
2114                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2115                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2116                     attr::ReprInt(i) => {
2117                         size = Some(i);
2118                         ReprFlags::empty()
2119                     },
2120                     attr::ReprAlign(align) => {
2121                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2122                         ReprFlags::empty()
2123                     },
2124                 });
2125             }
2126         }
2127
2128         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2129         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2130             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2131         }
2132         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2133     }
2134
2135     #[inline]
2136     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2137     #[inline]
2138     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2139     #[inline]
2140     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack.is_some() }
2141     #[inline]
2142     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2143     #[inline]
2144     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2145
2146     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2147         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2148     }
2149
2150     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2151     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2152     /// single pointer.
2153     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2154         self.c() || self.int.is_some()
2155     }
2156
2157     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2158     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2159     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2160         if let Some(pack) = self.pack {
2161             if pack.bytes() == 1 {
2162                 return true;
2163             }
2164         }
2165         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2166     }
2167
2168     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2169     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2170         self.c()
2171     }
2172 }
2173
2174 impl<'tcx> AdtDef {
2175     /// Creates a new `AdtDef`.
2176     fn new(
2177         tcx: TyCtxt<'_>,
2178         did: DefId,
2179         kind: AdtKind,
2180         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2181         repr: ReprOptions,
2182     ) -> Self {
2183         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2184         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2185
2186         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2187             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2188             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2189         }
2190
2191         flags |= match kind {
2192             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2193             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2194             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2195         };
2196
2197         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2198             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2199         }
2200
2201         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2202         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2203             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2204         }
2205         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2206             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2207         }
2208         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2209             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2210         }
2211         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2212             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2213         }
2214         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2215             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2216         }
2217
2218         AdtDef {
2219             did,
2220             variants,
2221             flags,
2222             repr,
2223         }
2224     }
2225
2226     /// Returns `true` if this is a struct.
2227     #[inline]
2228     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2229         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2230     }
2231
2232     /// Returns `true` if this is a union.
2233     #[inline]
2234     pub fn is_union(&self) -> bool {
2235         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2236     }
2237
2238     /// Returns `true` if this is a enum.
2239     #[inline]
2240     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2241         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2242     }
2243
2244     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2245     #[inline]
2246     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2247         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2248     }
2249
2250     /// Returns the kind of the ADT.
2251     #[inline]
2252     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2253         if self.is_enum() {
2254             AdtKind::Enum
2255         } else if self.is_union() {
2256             AdtKind::Union
2257         } else {
2258             AdtKind::Struct
2259         }
2260     }
2261
2262     /// Returns a description of this abstract data type.
2263     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2264         match self.adt_kind() {
2265             AdtKind::Struct => "struct",
2266             AdtKind::Union => "union",
2267             AdtKind::Enum => "enum",
2268         }
2269     }
2270
2271     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2272     #[inline]
2273     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2274         match self.adt_kind() {
2275             AdtKind::Struct => "struct",
2276             AdtKind::Union => "union",
2277             AdtKind::Enum => "variant",
2278         }
2279     }
2280
2281     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2282     #[inline]
2283     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2284         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2285     }
2286
2287     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2288     /// of coherence checking.
2289     #[inline]
2290     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2291         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2292     }
2293
2294     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2295     #[inline]
2296     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2297         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2298     }
2299
2300     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2301     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2302         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2303     }
2304
2305     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2306     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2307         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2308     }
2309
2310     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2311     #[inline]
2312     pub fn is_box(&self) -> bool {
2313         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2314     }
2315
2316     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2317     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2318         self.destructor(tcx).is_some()
2319     }
2320
2321     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2322     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2323         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2324         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2325     }
2326
2327     #[inline]
2328     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2329         tcx.predicates_of(self.did)
2330     }
2331
2332     /// Returns an iterator over all fields contained
2333     /// by this ADT.
2334     #[inline]
2335     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item=&FieldDef> + Clone {
2336         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2337     }
2338
2339     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2340         !self.variants.is_empty() &&
2341             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2342     }
2343
2344     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2345     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2346         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2347             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2348     }
2349
2350     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2351     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2352         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2353             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2354     }
2355
2356     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2357     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2358         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2359             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2360     }
2361
2362     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2363     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2364         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2365             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2366     }
2367
2368     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2369         match res {
2370             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2371             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2372             Res::Def(DefKind::Struct, _) | Res::Def(DefKind::Union, _) |
2373             Res::Def(DefKind::TyAlias, _) | Res::Def(DefKind::AssocTy, _) | Res::SelfTy(..) |
2374             Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2375             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res)
2376         }
2377     }
2378
2379     #[inline]
2380     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2381         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2382         let repr_type = self.repr.discr_type();
2383         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx, expr_did);
2384         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2385         let cid = GlobalId {
2386             instance,
2387             promoted: None
2388         };
2389         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2390             Ok(val) => {
2391                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2392                 if let Some(b) = val.try_eval_bits(tcx, param_env, val.ty) {
2393                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2394                     Some(Discr {
2395                         val: b,
2396                         ty: val.ty,
2397                     })
2398                 } else {
2399                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2400                     crate::mir::interpret::struct_error(
2401                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2402                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2403                     ).emit();
2404                     None
2405                 }
2406             }
2407             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2408                 if !expr_did.is_local() {
2409                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2410                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2411                          in its crate but failed locally");
2412                 }
2413                 None
2414             }
2415             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2416                 tcx.def_span(expr_did),
2417                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2418             ),
2419         }
2420     }
2421
2422     #[inline]
2423     pub fn discriminants(
2424         &'tcx self,
2425         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2426     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2427         let repr_type = self.repr.discr_type();
2428         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2429         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2430         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2431             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2432             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2433                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2434                     discr = new_discr;
2435                 }
2436             }
2437             prev_discr = Some(discr);
2438
2439             (i, discr)
2440         })
2441     }
2442
2443     #[inline]
2444     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2445         (VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len()))
2446     }
2447
2448     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2449     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2450     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2451     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2452     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2453     #[inline]
2454     pub fn discriminant_for_variant(
2455         &self,
2456         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2457         variant_index: VariantIdx,
2458     ) -> Discr<'tcx> {
2459         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2460         let explicit_value = val
2461             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2462             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2463         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2464     }
2465
2466     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2467     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2468     /// inferred discriminant directly.
2469     pub fn discriminant_def_for_variant(
2470         &self,
2471         variant_index: VariantIdx,
2472     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2473         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2474         let expr_did;
2475         loop {
2476             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2477                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2478                     expr_did = None;
2479                     break;
2480                 },
2481                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2482                     explicit_index -= distance;
2483                 }
2484                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2485                     expr_did = Some(did);
2486                     break;
2487                 }
2488             }
2489         }
2490         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2491     }
2492
2493     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2494         tcx.adt_destructor(self.did)
2495     }
2496
2497     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2498     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2499     ///
2500     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2501     /// actually more expressive than checking all members:
2502     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2503     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2504     ///
2505     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2506     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2507     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2508         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2509     }
2510
2511     fn sized_constraint_for_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Vec<Ty<'tcx>> {
2512         let result = match ty.kind {
2513             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2514             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2515             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2516                 vec![]
2517             }
2518
2519             Str |
2520             Dynamic(..) |
2521             Slice(_) |
2522             Foreign(..) |
2523             Error |
2524             GeneratorWitness(..) => {
2525                 // these are never sized - return the target type
2526                 vec![ty]
2527             }
2528
2529             Tuple(ref tys) => {
2530                 match tys.last() {
2531                     None => vec![],
2532                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty.expect_ty()),
2533                 }
2534             }
2535
2536             Adt(adt, substs) => {
2537                 // recursive case
2538                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2539                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2540                        ty, adt_tys);
2541                 adt_tys.iter()
2542                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2543                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2544                        .collect()
2545             }
2546
2547             Projection(..) | Opaque(..) => {
2548                 // must calculate explicitly.
2549                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2550                 vec![ty]
2551             }
2552
2553             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2554
2555             Param(..) => {
2556                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2557                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2558                 // it on the impl.
2559
2560                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2561                     Some(x) => x,
2562                     _ => return vec![ty]
2563                 };
2564                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2565                     def_id: sized_trait,
2566                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2567                 }).to_predicate();
2568                 let predicates = tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2569                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2570                     vec![]
2571                 } else {
2572                     vec![ty]
2573                 }
2574             }
2575
2576             Placeholder(..) |
2577             Bound(..) |
2578             Infer(..) => {
2579                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2580                      ty)
2581             }
2582         };
2583         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2584         result
2585     }
2586 }
2587
2588 impl<'tcx> FieldDef {
2589     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2590     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2591     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2592         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2593     }
2594 }
2595
2596 /// Represents the various closure traits in the language. This
2597 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2598 /// desugaring) argument that the closure expects.
2599 ///
2600 /// You can get the environment type of a closure using
2601 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2602 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2603          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2604 pub enum ClosureKind {
2605     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2606     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2607     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2608     Fn,
2609     FnMut,
2610     FnOnce,
2611 }
2612
2613 impl<'tcx> ClosureKind {
2614     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2615     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2616
2617     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2618         match *self {
2619             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2620             ClosureKind::FnMut => {
2621                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None)
2622             }
2623             ClosureKind::FnOnce => {
2624                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None)
2625             }
2626         }
2627     }
2628
2629     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2630     /// must also implement `other`.
2631     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2632         match (self, other) {
2633             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2634             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2635             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2636             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2637             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2638             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2639             _ => false,
2640         }
2641     }
2642
2643     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2644     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2645     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2646         match self {
2647             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2648             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2649             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2650         }
2651     }
2652 }
2653
2654 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2655     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2656     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2657     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2658     /// structs or variants. For example:
2659     ///
2660     /// ```notrust
2661     /// isize => { isize }
2662     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2663     /// [isize] => { [isize], isize }
2664     /// ```
2665     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2666         TypeWalker::new(self)
2667     }
2668
2669     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2670     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2671     /// (but not `i32`, like `walk`).
2672     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2673         walk::walk_shallow(self)
2674     }
2675
2676     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2677     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2678     /// children of the current type are ignored.
2679     ///
2680     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2681     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2682         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2683     {
2684         let mut walker = self.walk();
2685         while let Some(ty) = walker.next() {
2686             if !f(ty) {
2687                 walker.skip_current_subtree();
2688             }
2689         }
2690     }
2691 }
2692
2693 impl BorrowKind {
2694     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2695         match m {
2696             hir::MutMutable => MutBorrow,
2697             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2698         }
2699     }
2700
2701     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2702     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2703     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2704     /// question.
2705     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2706         match self {
2707             MutBorrow => hir::MutMutable,
2708             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2709
2710             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2711             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2712             // and hence is a safe "over approximation".
2713             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2714         }
2715     }
2716
2717     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2718         match *self {
2719             MutBorrow => "mutable",
2720             ImmBorrow => "immutable",
2721             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2722         }
2723     }
2724 }
2725
2726 #[derive(Debug, Clone)]
2727 pub enum Attributes<'tcx> {
2728     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2729     Borrowed(&'tcx [ast::Attribute]),
2730 }
2731
2732 impl<'tcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'tcx> {
2733     type Target = [ast::Attribute];
2734
2735     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2736         match self {
2737             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2738             &Attributes::Borrowed(data) => data
2739         }
2740     }
2741 }
2742
2743 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2744 pub enum ImplOverlapKind {
2745     /// These impls are always allowed to overlap.
2746     Permitted,
2747     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2748     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2749     ///
2750     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2751     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2752     ///
2753     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2754     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2755     ///
2756     /// ```
2757     /// trait Trait {}
2758     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2759     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2760     /// ```
2761     ///
2762     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2763     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2764     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2765     /// overlapping impls for it is sound.
2766     ///
2767     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2768     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2769     /// it has the following restrictions:
2770     ///
2771     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2772     /// positive impls.
2773     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2774     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2775     /// marker traits.
2776     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2777     ///
2778     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2779     Issue33140
2780 }
2781
2782 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2783     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckTables<'tcx> {
2784         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2785     }
2786
2787     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2788     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2789     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2790     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2791         self.hir().krate()
2792                   .body_ids
2793                   .iter()
2794                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2795     }
2796
2797     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2798         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2799             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2800         });
2801     }
2802
2803     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssocItem> {
2804         self.associated_items(id)
2805             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Method && item.defaultness.has_value())
2806             .collect()
2807     }
2808
2809     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2810         self.associated_items(did).any(|item| {
2811             item.relevant_for_never()
2812         })
2813     }
2814
2815     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2816         self.hir().as_local_hir_id(def_id).and_then(|hir_id| self.hir().get(hir_id).ident())
2817     }
2818
2819     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssocItem> {
2820         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2821             match self.hir().get(hir_id) {
2822                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2823                 _ => false,
2824             }
2825         } else {
2826             match self.def_kind(def_id).expect("no def for `DefId`") {
2827                 DefKind::AssocConst
2828                 | DefKind::Method
2829                 | DefKind::AssocTy => true,
2830                 _ => false,
2831             }
2832         };
2833
2834         if is_associated_item {
2835             Some(self.associated_item(def_id))
2836         } else {
2837             None
2838         }
2839     }
2840
2841     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2842                                            parent_def_id: DefId,
2843                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2844                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2845                                            -> AssocItem {
2846         let def_id = self.hir().local_def_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2847         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2848             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2849             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2850                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2851             }
2852             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2853             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => bug!("only impls can have opaque types"),
2854         };
2855
2856         AssocItem {
2857             ident: trait_item_ref.ident,
2858             kind,
2859             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2860             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2861             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2862             def_id,
2863             container: TraitContainer(parent_def_id),
2864             method_has_self_argument: has_self
2865         }
2866     }
2867
2868     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2869                                           parent_def_id: DefId,
2870                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2871                                           -> AssocItem {
2872         let def_id = self.hir().local_def_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2873         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2874             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2875             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2876                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2877             }
2878             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2879             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => (ty::AssocKind::OpaqueTy, false),
2880         };
2881
2882         AssocItem {
2883             ident: impl_item_ref.ident,
2884             kind,
2885             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2886             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2887             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2888             def_id,
2889             container: ImplContainer(parent_def_id),
2890             method_has_self_argument: has_self
2891         }
2892     }
2893
2894     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2895         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2896     }
2897
2898     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2899         variant.fields.iter().position(|field| {
2900             self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id)
2901         })
2902     }
2903
2904     pub fn associated_items(self, def_id: DefId) -> AssocItemsIterator<'tcx> {
2905         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2906         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2907         // in place, so we use a hand-written iterator.
2908         //
2909         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2910         AssocItemsIterator {
2911             tcx: self,
2912             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2913             next_index: 0,
2914         }
2915     }
2916
2917     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2918     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2919     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2920                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2921     {
2922         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2923         // as one of them essentially doesn't exist.
2924         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error()) ||
2925             self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error()) {
2926             return Some(ImplOverlapKind::Permitted);
2927         }
2928
2929         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2930             (ImplPolarity::Reservation, _) |
2931             (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2932                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2933                 debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2934                        def_id1, def_id2);
2935                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted);
2936             }
2937             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative) |
2938             (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2939                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2940                 debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2941                        def_id1, def_id2);
2942                 return None;
2943             }
2944             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive) |
2945             (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2946         };
2947
2948         let is_marker_overlap = if self.features().overlapping_marker_traits {
2949             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2950                 .map_or(false, |trait_ref| {
2951                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2952                 });
2953             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2954                 .map_or(false, |trait_ref| {
2955                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2956                 });
2957             trait1_is_empty && trait2_is_empty
2958         } else {
2959             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2960                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2961                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2962             };
2963             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2964         };
2965
2966
2967         if is_marker_overlap {
2968             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2969                    def_id1, def_id2);
2970             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2971         } else {
2972             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2973                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2974                     if self_ty1 == self_ty2 {
2975                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2976                                def_id1, def_id2);
2977                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2978                     } else {
2979                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2980                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2981                     }
2982                 }
2983             }
2984
2985             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2986                   def_id1, def_id2);
2987             None
2988         }
2989     }
2990
2991     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2992     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2993     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2994         match res {
2995             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2996                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2997                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2998             }
2999             Res::Def(DefKind::Struct, did) | Res::Def(DefKind::Union, did) => {
3000                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
3001             }
3002             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
3003                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
3004                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
3005                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
3006             }
3007             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
3008                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
3009                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
3010             }
3011             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res)
3012         }
3013     }
3014
3015     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
3016         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
3017             self.original_crate_name(id.krate)
3018         } else {
3019             let def_key = self.def_key(id);
3020             match def_key.disambiguated_data.data {
3021                 // The name of a constructor is that of its parent.
3022                 hir_map::DefPathData::Ctor =>
3023                     self.item_name(DefId {
3024                         krate: id.krate,
3025                         index: def_key.parent.unwrap()
3026                     }),
3027                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
3028                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
3029                 }),
3030             }
3031         }
3032     }
3033
3034     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
3035     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
3036         match instance {
3037             ty::InstanceDef::Item(did) => {
3038                 self.optimized_mir(did)
3039             }
3040             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
3041             ty::InstanceDef::ReifyShim(..) |
3042             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
3043             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
3044             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
3045             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
3046             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
3047             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
3048                 self.mir_shims(instance)
3049             }
3050         }
3051     }
3052
3053     /// Gets the attributes of a definition.
3054     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3055         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3056             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
3057         } else {
3058             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3059         }
3060     }
3061
3062     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3063     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3064         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3065     }
3066
3067     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3068     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3069         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3070     }
3071
3072     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3073         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3074     }
3075
3076     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3077     /// If it implements no trait, returns `None`.
3078     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3079         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3080     }
3081
3082     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3083     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3084     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3085         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3086             if let Some(DefKind::Method) = self.def_kind(def_id) {
3087                 Some(self.associated_item(def_id))
3088             } else {
3089                 None
3090             }
3091         } else {
3092             self.opt_associated_item(def_id)
3093         };
3094
3095         item.and_then(|trait_item|
3096             match trait_item.container {
3097                 TraitContainer(_) => None,
3098                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3099             }
3100         )
3101     }
3102
3103     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3104     /// with the name of the crate containing the impl.
3105     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3106         if impl_did.is_local() {
3107             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3108             Ok(self.hir().span(hir_id))
3109         } else {
3110             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3111         }
3112     }
3113
3114     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3115     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3116     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3117     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3118         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3119         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3120         // `modern()` calls required for the span comparison whenever possible.
3121         use_name.name == def_name.name &&
3122         use_name.span.ctxt().hygienic_eq(def_name.span.ctxt(),
3123                                          self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3124     }
3125
3126     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3127         match scope.krate {
3128             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3129             _ => ExpnId::root(),
3130         }
3131     }
3132
3133     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3134         ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3135         ident
3136     }
3137
3138     pub fn adjust_ident_and_get_scope(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId)
3139                                       -> (Ident, DefId) {
3140         let scope = match ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope)) {
3141             Some(actual_expansion) =>
3142                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3143             None => self.hir().get_module_parent(block),
3144         };
3145         (ident, scope)
3146     }
3147 }
3148
3149 pub struct AssocItemsIterator<'tcx> {
3150     tcx: TyCtxt<'tcx>,
3151     def_ids: &'tcx [DefId],
3152     next_index: usize,
3153 }
3154
3155 impl Iterator for AssocItemsIterator<'_> {
3156     type Item = AssocItem;
3157
3158     fn next(&mut self) -> Option<AssocItem> {
3159         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3160         self.next_index += 1;
3161         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3162     }
3163 }
3164
3165 fn associated_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AssocItem {
3166     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3167     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3168     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id(parent_id);
3169     let parent_item = tcx.hir().expect_item(parent_id);
3170     match parent_item.kind {
3171         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3172             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3173                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3174                                                                         impl_item_ref);
3175                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3176                 return assoc_item;
3177             }
3178         }
3179
3180         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3181             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3182                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3183                                                                          &parent_item.vis,
3184                                                                          trait_item_ref);
3185                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3186                 return assoc_item;
3187             }
3188         }
3189
3190         _ => { }
3191     }
3192
3193     span_bug!(parent_item.span,
3194               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3195               parent_item.kind)
3196 }
3197
3198 #[derive(Clone, HashStable)]
3199 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3200
3201 /// Calculates the `Sized` constraint.
3202 ///
3203 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3204 ///     - an obviously-unsized type
3205 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3206 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3207 ///       such.
3208 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3209 ///       check should catch this case.
3210 fn adt_sized_constraint(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AdtSizedConstraint<'_> {
3211     let def = tcx.adt_def(def_id);
3212
3213     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3214         v.fields.last()
3215     }).flat_map(|f| {
3216         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3217     }));
3218
3219     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3220
3221     AdtSizedConstraint(result)
3222 }
3223
3224 fn associated_item_def_ids(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> &[DefId] {
3225     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3226     let item = tcx.hir().expect_item(id);
3227     match item.kind {
3228         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3229             tcx.arena.alloc_from_iter(
3230                 trait_item_refs.iter()
3231                                .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3232                                .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3233             )
3234         }
3235         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3236             tcx.arena.alloc_from_iter(
3237                 impl_item_refs.iter()
3238                               .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3239                               .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3240             )
3241         }
3242         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => &[],
3243         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3244     }
3245 }
3246
3247 fn def_span(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Span {
3248     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3249 }
3250
3251 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3252 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3253 /// otherwise, returns `None`.
3254 fn trait_of_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3255     tcx.opt_associated_item(def_id)
3256         .and_then(|associated_item| {
3257             match associated_item.container {
3258                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3259                 ImplContainer(_) => None
3260             }
3261         })
3262 }
3263
3264 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3265 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3266     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3267         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(hir_id) {
3268             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3269                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3270             }
3271         }
3272     }
3273     None
3274 }
3275
3276 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3277 fn param_env(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> ParamEnv<'_> {
3278     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3279     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3280         return param_env(tcx, parent);
3281     }
3282     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3283
3284     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3285         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3286
3287     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3288     // case they contain any associated type projections. This process
3289     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3290     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3291     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3292     // right to me, because constructing the environment feels like a
3293     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3294     // a better place. In practice, we construct environments for
3295     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3296     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3297     // sure that this will succeed without errors anyway.
3298
3299     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3300         tcx.intern_predicates(&predicates),
3301         traits::Reveal::UserFacing,
3302         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3303     );
3304
3305     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3306         tcx.hir().maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3307     });
3308     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3309     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3310 }
3311
3312 fn crate_disambiguator(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3313     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3314     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3315 }
3316
3317 fn original_crate_name(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3318     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3319     tcx.crate_name.clone()
3320 }
3321
3322 fn crate_hash(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Svh {
3323     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3324     tcx.hir().crate_hash
3325 }
3326
3327 fn instance_def_size_estimate<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, instance_def: InstanceDef<'tcx>) -> usize {
3328     match instance_def {
3329         InstanceDef::Item(..) |
3330         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3331             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3332             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3333         },
3334         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3335         _ => 1
3336     }
3337 }
3338
3339 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3340 ///
3341 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3342 fn issue33140_self_ty(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<Ty<'_>> {
3343     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3344
3345     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3346         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3347     });
3348
3349     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3350
3351     let is_marker_like =
3352         tcx.impl_polarity(def_id) == ty::ImplPolarity::Positive &&
3353         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3354
3355     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3356     if !is_marker_like {
3357         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3358         return None;
3359     }
3360
3361     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3362     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3363         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3364         return None;
3365     }
3366
3367     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3368     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3369         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3370         return None;
3371     }
3372
3373     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3374     let self_ty_matches = match self_ty.kind {
3375         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3376         _ => false
3377     };
3378
3379     if self_ty_matches {
3380         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3381         Some(self_ty)
3382     } else {
3383         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3384         None
3385     }
3386 }
3387
3388 /// Check if a function is async.
3389 fn asyncness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> hir::IsAsync {
3390     let hir_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap_or_else(|| {
3391         bug!("asyncness: expected local `DefId`, got `{:?}`", def_id)
3392     });
3393
3394     let node = tcx.hir().get(hir_id);
3395
3396     let fn_like = hir::map::blocks::FnLikeNode::from_node(node).unwrap_or_else(|| {
3397         bug!("asyncness: expected fn-like node but got `{:?}`", def_id);
3398     });
3399
3400     fn_like.asyncness()
3401 }
3402
3403 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3404     context::provide(providers);
3405     erase_regions::provide(providers);
3406     layout::provide(providers);
3407     util::provide(providers);
3408     constness::provide(providers);
3409     crate::traits::query::dropck_outlives::provide(providers);
3410     *providers = ty::query::Providers {
3411         asyncness,
3412         associated_item,
3413         associated_item_def_ids,
3414         adt_sized_constraint,
3415         def_span,
3416         param_env,
3417         trait_of_item,
3418         crate_disambiguator,
3419         original_crate_name,
3420         crate_hash,
3421         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3422         instance_def_size_estimate,
3423         issue33140_self_ty,
3424         ..*providers
3425     };
3426 }
3427
3428 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3429 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3430 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3431 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3432 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3433 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3434 pub struct CrateInherentImpls {
3435     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3436 }
3437
3438 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3439 pub struct SymbolName {
3440     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3441     // this be a `&'tcx str`.
3442     pub name: Symbol
3443 }
3444
3445 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3446     name
3447 });
3448
3449 impl SymbolName {
3450     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3451         SymbolName {
3452             name: Symbol::intern(name)
3453         }
3454     }
3455 }
3456
3457 impl PartialOrd for SymbolName {
3458     fn partial_cmp(&self, other: &SymbolName) -> Option<Ordering> {
3459         self.name.as_str().partial_cmp(&other.name.as_str())
3460     }
3461 }
3462
3463 /// Ordering must use the chars to ensure reproducible builds.
3464 impl Ord for SymbolName {
3465     fn cmp(&self, other: &SymbolName) -> Ordering {
3466         self.name.as_str().cmp(&other.name.as_str())
3467     }
3468 }
3469
3470 impl fmt::Display for SymbolName {
3471     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3472         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3473     }
3474 }
3475
3476 impl fmt::Debug for SymbolName {
3477     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3478         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3479     }
3480 }