]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/ty/mod.rs
Rollup merge of #61797 - Thomasdezeeuw:stablise-weak_ptr_eq, r=RalfJung
[rust.git] / src / librustc / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 pub use self::Variance::*;
4 pub use self::AssocItemContainer::*;
5 pub use self::BorrowKind::*;
6 pub use self::IntVarValue::*;
7 pub use self::fold::TypeFoldable;
8
9 use crate::hir::{map as hir_map, GlobMap, TraitMap};
10 use crate::hir::Node;
11 use crate::hir::def::{Res, DefKind, CtorOf, CtorKind, ExportMap};
12 use crate::hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX, LOCAL_CRATE};
13 use rustc_data_structures::svh::Svh;
14 use rustc_macros::HashStable;
15 use crate::ich::Fingerprint;
16 use crate::ich::StableHashingContext;
17 use crate::infer::canonical::Canonical;
18 use crate::middle::lang_items::{FnTraitLangItem, FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem};
19 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
20 use crate::mir::Body;
21 use crate::mir::interpret::{GlobalId, ErrorHandled};
22 use crate::mir::GeneratorLayout;
23 use crate::session::CrateDisambiguator;
24 use crate::traits::{self, Reveal};
25 use crate::ty;
26 use crate::ty::layout::VariantIdx;
27 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef};
28 use crate::ty::util::{IntTypeExt, Discr};
29 use crate::ty::walk::TypeWalker;
30 use crate::util::captures::Captures;
31 use crate::util::nodemap::{NodeSet, DefIdMap, FxHashMap};
32 use arena::SyncDroplessArena;
33 use crate::session::DataTypeKind;
34
35 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
36 use rustc_target::abi::Align;
37 use std::cell::RefCell;
38 use std::cmp::{self, Ordering};
39 use std::fmt;
40 use std::hash::{Hash, Hasher};
41 use std::ops::Deref;
42 use rustc_data_structures::sync::{self, Lrc, ParallelIterator, par_iter};
43 use std::slice;
44 use std::{mem, ptr};
45 use std::ops::Range;
46 use syntax::ast::{self, Name, Ident, NodeId};
47 use syntax::attr;
48 use syntax::ext::hygiene::ExpnId;
49 use syntax::symbol::{kw, sym, Symbol, InternedString};
50 use syntax_pos::Span;
51
52 use smallvec;
53 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
54 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
55 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, StableHasherResult,
56                                            HashStable};
57
58 use crate::hir;
59
60 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
61 pub use self::sty::{FnSig, GenSig, CanonicalPolyFnSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
62 pub use self::sty::{InferTy, ParamTy, ParamConst, InferConst, ProjectionTy, ExistentialPredicate};
63 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, UpvarSubsts, TypeAndMut};
64 pub use self::sty::{TraitRef, TyKind, PolyTraitRef};
65 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
66 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection, Const};
67 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
68 pub use self::sty::RegionKind;
69 pub use self::sty::{TyVid, IntVid, FloatVid, ConstVid, RegionVid};
70 pub use self::sty::BoundRegion::*;
71 pub use self::sty::InferTy::*;
72 pub use self::sty::RegionKind::*;
73 pub use self::sty::TyKind::*;
74
75 pub use self::binding::BindingMode;
76 pub use self::binding::BindingMode::*;
77
78 pub use self::context::{TyCtxt, FreeRegionInfo, AllArenas, tls, keep_local};
79 pub use self::context::{Lift, TypeckTables, CtxtInterners, GlobalCtxt};
80 pub use self::context::{
81     UserTypeAnnotationIndex, UserType, CanonicalUserType,
82     CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
83 };
84
85 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
86
87 pub use self::trait_def::TraitDef;
88
89 pub use self::query::queries;
90
91 pub mod adjustment;
92 pub mod binding;
93 pub mod cast;
94 #[macro_use]
95 pub mod codec;
96 mod constness;
97 pub mod error;
98 mod erase_regions;
99 pub mod fast_reject;
100 pub mod flags;
101 pub mod fold;
102 pub mod inhabitedness;
103 pub mod layout;
104 pub mod _match;
105 pub mod outlives;
106 pub mod print;
107 pub mod query;
108 pub mod relate;
109 pub mod steal;
110 pub mod subst;
111 pub mod trait_def;
112 pub mod walk;
113 pub mod wf;
114 pub mod util;
115
116 mod context;
117 mod instance;
118 mod structural_impls;
119 mod sty;
120
121 // Data types
122
123 #[derive(Clone)]
124 pub struct Resolutions {
125     pub trait_map: TraitMap,
126     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
127     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
128     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
129     pub glob_map: GlobMap,
130     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
131     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
132     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
133 }
134
135 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
136 pub enum AssocItemContainer {
137     TraitContainer(DefId),
138     ImplContainer(DefId),
139 }
140
141 impl AssocItemContainer {
142     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
143     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
144     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
145         match *self {
146             TraitContainer(id) => id,
147             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self)
148         }
149     }
150
151     pub fn id(&self) -> DefId {
152         match *self {
153             TraitContainer(id) => id,
154             ImplContainer(id) => id,
155         }
156     }
157 }
158
159 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
160 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
161 /// bounds / where-clauses).
162 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug)]
163 pub struct ImplHeader<'tcx> {
164     pub impl_def_id: DefId,
165     pub self_ty: Ty<'tcx>,
166     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
167     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
168 }
169
170 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
171 pub struct AssocItem {
172     pub def_id: DefId,
173     #[stable_hasher(project(name))]
174     pub ident: Ident,
175     pub kind: AssocKind,
176     pub vis: Visibility,
177     pub defaultness: hir::Defaultness,
178     pub container: AssocItemContainer,
179
180     /// Whether this is a method with an explicit self
181     /// as its first argument, allowing method calls.
182     pub method_has_self_argument: bool,
183 }
184
185 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
186 pub enum AssocKind {
187     Const,
188     Method,
189     OpaqueTy,
190     Type
191 }
192
193 impl AssocItem {
194     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
195         match self.kind {
196             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
197             AssocKind::Method => DefKind::Method,
198             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
199             AssocKind::OpaqueTy => DefKind::AssocOpaqueTy,
200         }
201     }
202
203     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
204     /// for !
205     pub fn relevant_for_never(&self) -> bool {
206         match self.kind {
207             AssocKind::OpaqueTy |
208             AssocKind::Const |
209             AssocKind::Type => true,
210             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
211             AssocKind::Method => !self.method_has_self_argument,
212         }
213     }
214
215     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
216         match self.kind {
217             ty::AssocKind::Method => {
218                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
219                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
220                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
221                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
222                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
223             }
224             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
225             // FIXME(type_alias_impl_trait): we should print bounds here too.
226             ty::AssocKind::OpaqueTy => format!("type {};", self.ident),
227             ty::AssocKind::Const => {
228                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
229             }
230         }
231     }
232 }
233
234 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
235 pub enum Visibility {
236     /// Visible everywhere (including in other crates).
237     Public,
238     /// Visible only in the given crate-local module.
239     Restricted(DefId),
240     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
241     Invisible,
242 }
243
244 pub trait DefIdTree: Copy {
245     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
246
247     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
248         if descendant.krate != ancestor.krate {
249             return false;
250         }
251
252         while descendant != ancestor {
253             match self.parent(descendant) {
254                 Some(parent) => descendant = parent,
255                 None => return false,
256             }
257         }
258         true
259     }
260 }
261
262 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
263     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
264         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index: index, ..id })
265     }
266 }
267
268 impl Visibility {
269     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
270         match visibility.node {
271             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
272             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
273             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
274                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
275                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
276                 Res::Err => Visibility::Public,
277                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
278             },
279             hir::VisibilityKind::Inherited => {
280                 Visibility::Restricted(tcx.hir().get_module_parent(id))
281             }
282         }
283     }
284
285     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
286     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
287         let restriction = match self {
288             // Public items are visible everywhere.
289             Visibility::Public => return true,
290             // Private items from other crates are visible nowhere.
291             Visibility::Invisible => return false,
292             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
293             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
294             Visibility::Restricted(module) => module,
295         };
296
297         tree.is_descendant_of(module, restriction)
298     }
299
300     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
301     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
302         let vis_restriction = match vis {
303             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
304             Visibility::Invisible => return true,
305             Visibility::Restricted(module) => module,
306         };
307
308         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
309     }
310
311     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
312     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
313         match self {
314             Visibility::Public => true,
315             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
316             Visibility::Invisible => false,
317         }
318     }
319 }
320
321 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, RustcDecodable, RustcEncodable, Hash, HashStable)]
322 pub enum Variance {
323     Covariant,      // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
324     Invariant,      // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
325     Contravariant,  // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
326     Bivariant,      // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
327 }
328
329 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
330 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
331 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
332 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
333 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
334 /// item.
335 #[derive(HashStable)]
336 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
337     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
338     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
339     /// entry.
340     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
341 }
342
343 impl Variance {
344     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
345     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
346     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
347     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
348     /// variance with which the argument appears.
349     ///
350     /// Example 1:
351     ///
352     ///     *mut Vec<i32>
353     ///
354     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
355     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
356     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
357     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
358     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
359     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
360     /// (again) in `Invariant`.
361     ///
362     /// Example 2:
363     ///
364     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
365     ///
366     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
367     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
368     /// within which both pointer types appear is
369     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
370     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
371     /// which the first `Vec<i32>` appears is
372     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
373     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
374     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
375     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
376     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
377     ///
378     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
379     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
380     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
381         match (self, v) {
382             // Figure 1, column 1.
383             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
384             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
385             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
386             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
387
388             // Figure 1, column 2.
389             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
390             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
391             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
392             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
393
394             // Figure 1, column 3.
395             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
396
397             // Figure 1, column 4.
398             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
399         }
400     }
401 }
402
403 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
404 // the types of AST nodes.
405 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
406 pub struct CReaderCacheKey {
407     pub cnum: CrateNum,
408     pub pos: usize,
409 }
410
411 // Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
412 // through the type during type construction, so that we can quickly
413 // check whether the type has various kinds of types in it without
414 // recursing over the type itself.
415 bitflags! {
416     pub struct TypeFlags: u32 {
417         const HAS_PARAMS         = 1 << 0;
418         const HAS_TY_INFER       = 1 << 1;
419         const HAS_RE_INFER       = 1 << 2;
420         const HAS_RE_PLACEHOLDER = 1 << 3;
421
422         /// Does this have any `ReEarlyBound` regions? Used to
423         /// determine whether substitition is required, since those
424         /// represent regions that are bound in a `ty::Generics` and
425         /// hence may be substituted.
426         const HAS_RE_EARLY_BOUND = 1 << 4;
427
428         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
429         /// Basically anything but `ReLateBound` and `ReErased`.
430         const HAS_FREE_REGIONS   = 1 << 5;
431
432         /// Is an error type reachable?
433         const HAS_TY_ERR         = 1 << 6;
434         const HAS_PROJECTION     = 1 << 7;
435
436         // FIXME: Rename this to the actual property since it's used for generators too
437         const HAS_TY_CLOSURE     = 1 << 8;
438
439         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
440         /// that are local to a particular fn
441         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES    = 1 << 9;
442
443         /// Present if the type belongs in a local type context.
444         /// Only set for Infer other than Fresh.
445         const KEEP_IN_LOCAL_TCX  = 1 << 10;
446
447         /// Does this have any `ReLateBound` regions? Used to check
448         /// if a global bound is safe to evaluate.
449         const HAS_RE_LATE_BOUND = 1 << 11;
450
451         const HAS_TY_PLACEHOLDER = 1 << 12;
452
453         const HAS_CT_INFER = 1 << 13;
454         const HAS_CT_PLACEHOLDER = 1 << 14;
455
456         const NEEDS_SUBST        = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
457                                    TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits;
458
459         /// Flags representing the nominal content of a type,
460         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
461         /// flag, it should be added here too.
462         const NOMINAL_FLAGS     = TypeFlags::HAS_PARAMS.bits |
463                                   TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits |
464                                   TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits |
465                                   TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits |
466                                   TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND.bits |
467                                   TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits |
468                                   TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits |
469                                   TypeFlags::HAS_PROJECTION.bits |
470                                   TypeFlags::HAS_TY_CLOSURE.bits |
471                                   TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_NAMES.bits |
472                                   TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits |
473                                   TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits |
474                                   TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits |
475                                   TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits |
476                                   TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits;
477     }
478 }
479
480 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
481 pub struct TyS<'tcx> {
482     pub sty: TyKind<'tcx>,
483     pub flags: TypeFlags,
484
485     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
486     /// binder such that
487     ///
488     /// (a) the binder itself captures nothing but
489     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
490     ///     by some sub-binder.
491     ///
492     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
493     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
494     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
495     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
496     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
497     /// by an inner binder.
498     ///
499     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
500     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
501     /// (exclusive).
502     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
503 }
504
505 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
506 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
507 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
508
509 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
510     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
511         self.sty.cmp(&other.sty)
512     }
513 }
514
515 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
516     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
517         Some(self.sty.cmp(&other.sty))
518     }
519 }
520
521 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
522     #[inline]
523     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
524         ptr::eq(self, other)
525     }
526 }
527 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
528
529 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
530     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
531         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
532     }
533 }
534
535 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
536     pub fn is_primitive_ty(&self) -> bool {
537         match self.sty {
538             Bool |
539             Char |
540             Int(_) |
541             Uint(_) |
542             Float(_) |
543             Infer(InferTy::IntVar(_)) |
544             Infer(InferTy::FloatVar(_)) |
545             Infer(InferTy::FreshIntTy(_)) |
546             Infer(InferTy::FreshFloatTy(_)) => true,
547             Ref(_, x, _) => x.is_primitive_ty(),
548             _ => false,
549         }
550     }
551
552     pub fn is_suggestable(&self) -> bool {
553         match self.sty {
554             Opaque(..) |
555             FnDef(..) |
556             FnPtr(..) |
557             Dynamic(..) |
558             Closure(..) |
559             Infer(..) |
560             Projection(..) => false,
561             _ => true,
562         }
563     }
564 }
565
566 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'tcx> {
567     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
568                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
569                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
570         let ty::TyS {
571             ref sty,
572
573             // The other fields just provide fast access to information that is
574             // also contained in `sty`, so no need to hash them.
575             flags: _,
576
577             outer_exclusive_binder: _,
578         } = *self;
579
580         sty.hash_stable(hcx, hasher);
581     }
582 }
583
584 #[cfg_attr(not(bootstrap), rustc_diagnostic_item = "Ty")]
585 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
586
587 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
588 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
589
590 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
591
592 extern {
593     /// A dummy type used to force `List` to by unsized without requiring fat pointers.
594     type OpaqueListContents;
595 }
596
597 /// A wrapper for slices with the additional invariant
598 /// that the slice is interned and no other slice with
599 /// the same contents can exist in the same context.
600 /// This means we can use pointer for both
601 /// equality comparisons and hashing.
602 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
603 #[repr(C)]
604 pub struct List<T> {
605     len: usize,
606     data: [T; 0],
607     opaque: OpaqueListContents,
608 }
609
610 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
611
612 impl<T: Copy> List<T> {
613     #[inline]
614     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx SyncDroplessArena, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
615         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
616         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
617         assert!(slice.len() != 0);
618
619         // Align up the size of the len (usize) field
620         let align = mem::align_of::<T>();
621         let align_mask = align - 1;
622         let offset = mem::size_of::<usize>();
623         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
624
625         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
626
627         let mem = arena.alloc_raw(
628             size,
629             cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
630         unsafe {
631             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
632             // Write the length
633             result.len = slice.len();
634
635             // Write the elements
636             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
637             arena_slice.copy_from_slice(slice);
638
639             result
640         }
641     }
642 }
643
644 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
645     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
646         (**self).fmt(f)
647     }
648 }
649
650 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
651     #[inline]
652     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
653         (**self).encode(s)
654     }
655 }
656
657 impl<T> Ord for List<T> where T: Ord {
658     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
659         if self == other { Ordering::Equal } else {
660             <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other)
661         }
662     }
663 }
664
665 impl<T> PartialOrd for List<T> where T: PartialOrd {
666     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
667         if self == other { Some(Ordering::Equal) } else {
668             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
669         }
670     }
671 }
672
673 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
674     #[inline]
675     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
676         ptr::eq(self, other)
677     }
678 }
679 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
680
681 impl<T> Hash for List<T> {
682     #[inline]
683     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
684         (self as *const List<T>).hash(s)
685     }
686 }
687
688 impl<T> Deref for List<T> {
689     type Target = [T];
690     #[inline(always)]
691     fn deref(&self) -> &[T] {
692         unsafe {
693             slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len)
694         }
695     }
696 }
697
698 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
699     type Item = &'a T;
700     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
701     #[inline(always)]
702     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
703         self[..].iter()
704     }
705 }
706
707 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
708
709 impl<T> List<T> {
710     #[inline(always)]
711     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
712         #[repr(align(64), C)]
713         struct EmptySlice([u8; 64]);
714         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
715         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
716         unsafe {
717             &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>)
718         }
719     }
720 }
721
722 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
723 pub struct UpvarPath {
724     pub hir_id: hir::HirId,
725 }
726
727 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
728 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
729 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
730 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
731 pub struct UpvarId {
732     pub var_path: UpvarPath,
733     pub closure_expr_id: LocalDefId,
734 }
735
736 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
737 pub enum BorrowKind {
738     /// Data must be immutable and is aliasable.
739     ImmBorrow,
740
741     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
742     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
743     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
744     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
745     ///
746     ///    let x: &mut isize = ...;
747     ///    let y = || *x += 5;
748     ///
749     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
750     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
751     ///
752     ///    struct Env { x: & &mut isize }
753     ///    let x: &mut isize = ...;
754     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
755     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
756     ///
757     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
758     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
759     /// an `&mut` borrow:
760     ///
761     ///    struct Env { x: & &mut isize }
762     ///    let x: &mut isize = ...;
763     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
764     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
765     ///
766     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
767     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
768     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
769     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
770     /// borrow is hidden.
771     ///
772     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
773     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
774     /// simplicity, we don't give users the way to express this
775     /// borrow, it's just used when translating closures.
776     UniqueImmBorrow,
777
778     /// Data is mutable and not aliasable.
779     MutBorrow
780 }
781
782 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
783 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
784 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
785 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
786     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
787     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
788     /// depending on inference.
789     ByValue,
790
791     /// Upvar is captured by reference.
792     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
793 }
794
795 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
796 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
797     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
798     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
799     /// syntax.
800     pub kind: BorrowKind,
801
802     /// Region of the resulting reference.
803     pub region: ty::Region<'tcx>,
804 }
805
806 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
807 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
808
809 #[derive(Copy, Clone)]
810 pub struct ClosureUpvar<'tcx> {
811     pub res: Res,
812     pub span: Span,
813     pub ty: Ty<'tcx>,
814 }
815
816 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
817 pub enum IntVarValue {
818     IntType(ast::IntTy),
819     UintType(ast::UintTy),
820 }
821
822 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
823 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
824
825 impl ty::EarlyBoundRegion {
826     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
827         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
828     }
829
830     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
831     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
832     pub fn has_name(&self) -> bool {
833         self.name != kw::UnderscoreLifetime.as_interned_str()
834     }
835 }
836
837 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
838 pub enum GenericParamDefKind {
839     Lifetime,
840     Type {
841         has_default: bool,
842         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
843         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
844     },
845     Const,
846 }
847
848 #[derive(Clone, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
849 pub struct GenericParamDef {
850     pub name: InternedString,
851     pub def_id: DefId,
852     pub index: u32,
853
854     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
855     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
856     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
857     pub pure_wrt_drop: bool,
858
859     pub kind: GenericParamDefKind,
860 }
861
862 impl GenericParamDef {
863     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
864         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
865             ty::EarlyBoundRegion {
866                 def_id: self.def_id,
867                 index: self.index,
868                 name: self.name,
869             }
870         } else {
871             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
872         }
873     }
874
875     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
876         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
877             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
878         } else {
879             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
880         }
881     }
882 }
883
884 #[derive(Default)]
885 pub struct GenericParamCount {
886     pub lifetimes: usize,
887     pub types: usize,
888     pub consts: usize,
889 }
890
891 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
892 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
893 ///
894 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
895 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
896 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
897 pub struct Generics {
898     pub parent: Option<DefId>,
899     pub parent_count: usize,
900     pub params: Vec<GenericParamDef>,
901
902     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
903     #[stable_hasher(ignore)]
904     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
905
906     pub has_self: bool,
907     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
908 }
909
910 impl<'tcx> Generics {
911     pub fn count(&self) -> usize {
912         self.parent_count + self.params.len()
913     }
914
915     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
916         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
917         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
918         // presence of this method will be a constant reminder.
919         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
920
921         for param in &self.params {
922             match param.kind {
923                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
924                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
925                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
926             };
927         }
928
929         own_counts
930     }
931
932     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
933         if self.own_requires_monomorphization() {
934             return true;
935         }
936
937         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
938             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
939             parent.requires_monomorphization(tcx)
940         } else {
941             false
942         }
943     }
944
945     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
946         for param in &self.params {
947             match param.kind {
948                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
949                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
950             }
951         }
952         false
953     }
954
955     pub fn region_param(
956         &'tcx self,
957         param: &EarlyBoundRegion,
958         tcx: TyCtxt<'tcx>,
959     ) -> &'tcx GenericParamDef {
960         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
961             let param = &self.params[index as usize];
962             match param.kind {
963                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
964                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter")
965             }
966         } else {
967             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
968                .region_param(param, tcx)
969         }
970     }
971
972     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
973     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
974         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
975             let param = &self.params[index as usize];
976             match param.kind {
977                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
978                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter")
979             }
980         } else {
981             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
982                .type_param(param, tcx)
983         }
984     }
985
986     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
987     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
988         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
989             let param = &self.params[index as usize];
990             match param.kind {
991                 GenericParamDefKind::Const => param,
992                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter")
993             }
994         } else {
995             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
996                 .const_param(param, tcx)
997         }
998     }
999 }
1000
1001 /// Bounds on generics.
1002 #[derive(Clone, Default, Debug, HashStable)]
1003 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1004     pub parent: Option<DefId>,
1005     pub predicates: Vec<(Predicate<'tcx>, Span)>,
1006 }
1007
1008 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1009 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for GenericPredicates<'tcx> {}
1010
1011 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1012     pub fn instantiate(
1013         &self,
1014         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1015         substs: SubstsRef<'tcx>,
1016     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1017         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1018         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1019         instantiated
1020     }
1021
1022     pub fn instantiate_own(
1023         &self,
1024         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1025         substs: SubstsRef<'tcx>,
1026     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1027         InstantiatedPredicates {
1028             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1029         }
1030     }
1031
1032     fn instantiate_into(
1033         &self,
1034         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1035         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1036         substs: SubstsRef<'tcx>,
1037     ) {
1038         if let Some(def_id) = self.parent {
1039             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1040         }
1041         instantiated.predicates.extend(
1042             self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)),
1043         );
1044     }
1045
1046     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1047         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1048         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1049         instantiated
1050     }
1051
1052     fn instantiate_identity_into(
1053         &self,
1054         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1055         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1056     ) {
1057         if let Some(def_id) = self.parent {
1058             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1059         }
1060         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|&(p, _)| p))
1061     }
1062
1063     pub fn instantiate_supertrait(
1064         &self,
1065         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1066         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1067     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1068         assert_eq!(self.parent, None);
1069         InstantiatedPredicates {
1070             predicates: self.predicates.iter().map(|(pred, _)| {
1071                 pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref)
1072             }).collect()
1073         }
1074     }
1075 }
1076
1077 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1078 pub enum Predicate<'tcx> {
1079     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1080     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1081     /// would be the type parameters.
1082     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>),
1083
1084     /// `where 'a: 'b`
1085     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1086
1087     /// `where T: 'a`
1088     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1089
1090     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1091     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1092     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1093
1094     /// No syntax: `T` well-formed.
1095     WellFormed(Ty<'tcx>),
1096
1097     /// Trait must be object-safe.
1098     ObjectSafe(DefId),
1099
1100     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1101     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1102     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1103     ClosureKind(DefId, ClosureSubsts<'tcx>, ClosureKind),
1104
1105     /// `T1 <: T2`
1106     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1107
1108     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1109     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1110 }
1111
1112 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1113 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1114 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1115 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1116 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1117 /// item.
1118 #[derive(HashStable)]
1119 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1120     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1121     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1122     /// bounds, it will have no entry.
1123     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Predicate<'tcx>]>,
1124 }
1125
1126 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1127     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1128         self
1129     }
1130 }
1131
1132 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1133     /// Performs a substitution suitable for going from a
1134     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1135     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1136     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1137     /// lengthy comment below for details.
1138     pub fn subst_supertrait(
1139         &self,
1140         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1141         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1142     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1143         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1144         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1145         //
1146         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1147         //
1148         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1149         //     trait Bar<'b,'c> { }
1150         //
1151         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1152         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1153         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1154         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1155         // normal substitution.
1156         //
1157         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1158         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1159         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1160         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1161         // `'a`.
1162         //
1163         // Another example to be careful of is this:
1164         //
1165         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1166         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1167         //
1168         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1169         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1170         // reason is similar to the previous example: any impl of
1171         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1172         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1173         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1174         //
1175         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1176         // consider the more complicated scenario:
1177         //
1178         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1179         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1180         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1181         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1182         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1183         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1184         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1185         //   DB index of 1.
1186         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1187         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1188         //   just as we wanted.
1189         //
1190         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1191         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1192         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1193         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1194         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1195         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1196         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1197         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1198         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1199         // substitution code expects equal binding levels in the values
1200         // from the substitution and the value being substituted into, and
1201         // this trick achieves that).
1202
1203         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1204         match *self {
1205             Predicate::Trait(ref binder) =>
1206                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1207             Predicate::Subtype(ref binder) =>
1208                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1209             Predicate::RegionOutlives(ref binder) =>
1210                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1211             Predicate::TypeOutlives(ref binder) =>
1212                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1213             Predicate::Projection(ref binder) =>
1214                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs))),
1215             Predicate::WellFormed(data) =>
1216                 Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1217             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) =>
1218                 Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1219             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) =>
1220                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind),
1221             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) =>
1222                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs)),
1223         }
1224     }
1225 }
1226
1227 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1228 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1229     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>
1230 }
1231
1232 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1233
1234 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1235     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1236         self.trait_ref.def_id
1237     }
1238
1239     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1240         self.trait_ref.input_types()
1241     }
1242
1243     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1244         self.trait_ref.self_ty()
1245     }
1246 }
1247
1248 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1249     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1250         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1251         self.skip_binder().def_id()
1252     }
1253 }
1254
1255 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord,
1256          Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1257 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1258 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1259 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1260 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1261 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1262 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1263
1264 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1265 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1266     pub a_is_expected: bool,
1267     pub a: Ty<'tcx>,
1268     pub b: Ty<'tcx>
1269 }
1270 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1271
1272 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1273 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1274 ///
1275 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1276 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1277 ///
1278 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1279 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1280 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1281 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1282 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1283 /// instances to normalize the LHS.
1284 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1285 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1286     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1287     pub ty: Ty<'tcx>,
1288 }
1289
1290 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1291
1292 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1293     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1294     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1295         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1296     }
1297
1298     #[inline]
1299     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1300         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1301         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1302         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1303         // return value, so we are preserving the number of binding
1304         // levels.
1305         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1306     }
1307
1308     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1309         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1310     }
1311
1312     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1313     ///
1314     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1315     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1316     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1317         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1318         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1319     }
1320 }
1321
1322 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1323     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1324 }
1325
1326 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1327     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1328         ty::Binder::dummy(self.clone())
1329     }
1330 }
1331
1332 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1333     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1334         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1335     }
1336 }
1337
1338 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1339     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1340 }
1341
1342 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1343     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1344         ty::Predicate::Trait(ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate {
1345             trait_ref: self.clone()
1346         }))
1347     }
1348 }
1349
1350 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTraitRef<'tcx> {
1351     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1352         ty::Predicate::Trait(self.to_poly_trait_predicate())
1353     }
1354 }
1355
1356 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1357     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1358         Predicate::RegionOutlives(self.clone())
1359     }
1360 }
1361
1362 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1363     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1364         Predicate::TypeOutlives(self.clone())
1365     }
1366 }
1367
1368 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1369     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1370         Predicate::Projection(self.clone())
1371     }
1372 }
1373
1374 // A custom iterator used by `Predicate::walk_tys`.
1375 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1376     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1377           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1378           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1379 {
1380     None,
1381     One(Ty<'tcx>),
1382     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1383     Types(I),
1384     InputTypes(J),
1385     ProjectionTypes(K)
1386 }
1387
1388 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1389     where I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1390           J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1391           K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>
1392 {
1393     type Item = Ty<'tcx>;
1394
1395     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1396         match *self {
1397             WalkTysIter::None => None,
1398             WalkTysIter::One(item) => {
1399                 *self = WalkTysIter::None;
1400                 Some(item)
1401             },
1402             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1403                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1404                 Some(item1)
1405             },
1406             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => {
1407                 iter.next()
1408             },
1409             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => {
1410                 iter.next()
1411             },
1412             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => {
1413                 iter.next()
1414             }
1415         }
1416     }
1417 }
1418
1419 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1420     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1421     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1422     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1423     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1424         match *self {
1425             ty::Predicate::Trait(ref data) => {
1426                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1427             }
1428             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1429                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1430                 WalkTysIter::Two(a, b)
1431             }
1432             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => {
1433                 WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0)
1434             }
1435             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => {
1436                 WalkTysIter::None
1437             }
1438             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1439                 let inner = data.skip_binder();
1440                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1441                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)))
1442             }
1443             ty::Predicate::WellFormed(data) => {
1444                 WalkTysIter::One(data)
1445             }
1446             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => {
1447                 WalkTysIter::None
1448             }
1449             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1450                 WalkTysIter::Types(closure_substs.substs.types())
1451             }
1452             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => {
1453                 WalkTysIter::Types(substs.types())
1454             }
1455         }
1456     }
1457
1458     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1459         match *self {
1460             Predicate::Trait(ref t) => {
1461                 Some(t.to_poly_trait_ref())
1462             }
1463             Predicate::Projection(..) |
1464             Predicate::Subtype(..) |
1465             Predicate::RegionOutlives(..) |
1466             Predicate::WellFormed(..) |
1467             Predicate::ObjectSafe(..) |
1468             Predicate::ClosureKind(..) |
1469             Predicate::TypeOutlives(..) |
1470             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1471                 None
1472             }
1473         }
1474     }
1475
1476     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1477         match *self {
1478             Predicate::TypeOutlives(data) => {
1479                 Some(data)
1480             }
1481             Predicate::Trait(..) |
1482             Predicate::Projection(..) |
1483             Predicate::Subtype(..) |
1484             Predicate::RegionOutlives(..) |
1485             Predicate::WellFormed(..) |
1486             Predicate::ObjectSafe(..) |
1487             Predicate::ClosureKind(..) |
1488             Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
1489                 None
1490             }
1491         }
1492     }
1493 }
1494
1495 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1496 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1497 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1498 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1499 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1500 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1501 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1502 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1503 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1504 /// their values.
1505 ///
1506 /// Example:
1507 ///
1508 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1509 ///
1510 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1511 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1512 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1513 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1514 #[derive(Clone, Debug)]
1515 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1516     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1517 }
1518
1519 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1520     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1521         InstantiatedPredicates { predicates: vec![] }
1522     }
1523
1524     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1525         self.predicates.is_empty()
1526     }
1527 }
1528
1529 newtype_index! {
1530     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1531     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1532     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1533     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1534     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1535     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1536     /// new names.
1537     ///
1538     /// To make this more concrete, consider this program:
1539     ///
1540     /// ```
1541     /// struct Foo { }
1542     /// fn bar<T>(x: T) {
1543     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1544     /// }
1545     /// ```
1546     ///
1547     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1548     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1549     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1550     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1551     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1552     /// name it inside the fn type but not outside.
1553     ///
1554     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1555     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1556     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1557     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1558     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1559     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1560     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1561     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1562     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1563     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1564     /// use for checking generic functions.
1565     pub struct UniverseIndex {
1566         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1567     }
1568 }
1569
1570 impl_stable_hash_for!(struct UniverseIndex { private });
1571
1572 impl UniverseIndex {
1573     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32_const(0);
1574
1575     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1576     /// is considered to extend all previous universes. This
1577     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1578     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1579     ///
1580     /// ```
1581     /// for<'a> fn(&'a u32)
1582     /// ```
1583     ///
1584     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1585     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1586     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1587     /// `U` because it was not in scope there.
1588     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1589         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1590     }
1591
1592     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1593     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1594     /// `other` (`self >= other`).
1595     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1596         self.private >= other.private
1597     }
1598
1599     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1600     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1601     /// those in `other` (`self < other`).
1602     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1603         self.private < other.private
1604     }
1605 }
1606
1607 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1608 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1609 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1610 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1611 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1612 /// another.
1613 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1614 pub struct Placeholder<T> {
1615     pub universe: UniverseIndex,
1616     pub name: T,
1617 }
1618
1619 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1620 where
1621     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1622 {
1623     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(
1624         &self,
1625         hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1626         hasher: &mut StableHasher<W>
1627     ) {
1628         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1629         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1630     }
1631 }
1632
1633 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1634
1635 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1636
1637 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1638
1639 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1640 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1641 /// particular point.
1642 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
1643 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1644     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1645     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1646     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1647     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1648
1649     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1650     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1651     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1652     pub reveal: traits::Reveal,
1653
1654     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1655     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1656     /// solver).
1657     pub def_id: Option<DefId>,
1658 }
1659
1660 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1661     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1662     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1663     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1664     /// type-checking.
1665     #[inline]
1666     pub fn empty() -> Self {
1667         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1668     }
1669
1670     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1671     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1672     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1673     /// environments like codegen or doing optimizations.
1674     ///
1675     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1676     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1677     #[inline]
1678     pub fn reveal_all() -> Self {
1679         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1680     }
1681
1682     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1683     #[inline]
1684     pub fn new(
1685         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1686         reveal: Reveal,
1687         def_id: Option<DefId>
1688     ) -> Self {
1689         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1690     }
1691
1692     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1693     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1694     /// (even for associated types that are specializable). This is
1695     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1696     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1697     /// which is the default.
1698     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1699         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1700     }
1701
1702     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1703     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1704         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1705     }
1706
1707     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1708     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1709     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1710     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1711     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1712     /// invisible.
1713     ///
1714     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1715     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1716     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1717     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1718     /// although the surrounding function is never reachable.
1719     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1720         match self.reveal {
1721             Reveal::UserFacing => {
1722                 ParamEnvAnd {
1723                     param_env: self,
1724                     value,
1725                 }
1726             }
1727
1728             Reveal::All => {
1729                 if value.has_placeholders()
1730                     || value.needs_infer()
1731                     || value.has_param_types()
1732                 {
1733                     ParamEnvAnd {
1734                         param_env: self,
1735                         value,
1736                     }
1737                 } else {
1738                     ParamEnvAnd {
1739                         param_env: self.without_caller_bounds(),
1740                         value,
1741                     }
1742                 }
1743             }
1744         }
1745     }
1746 }
1747
1748 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1749 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1750     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1751     pub value: T,
1752 }
1753
1754 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1755     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1756         (self.param_env, self.value)
1757     }
1758 }
1759
1760 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1761 where
1762     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1763 {
1764     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1765                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1766                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1767         let ParamEnvAnd {
1768             ref param_env,
1769             ref value
1770         } = *self;
1771
1772         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1773         value.hash_stable(hcx, hasher);
1774     }
1775 }
1776
1777 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1778 pub struct Destructor {
1779     /// The `DefId` of the destructor method
1780     pub did: DefId,
1781 }
1782
1783 bitflags! {
1784     #[derive(HashStable)]
1785     pub struct AdtFlags: u32 {
1786         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1787         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1788         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1789         /// Indicates whether the ADT is a union.
1790         const IS_UNION            = 1 << 1;
1791         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1792         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1793         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1794         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1795         /// Indicates whether the type is a `PhantomData`.
1796         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1797         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1798         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1799         /// Indicates whether the type is a `Box`.
1800         const IS_BOX              = 1 << 6;
1801         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1802         const IS_ARC              = 1 << 7;
1803         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1804         const IS_RC               = 1 << 8;
1805         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1806         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1807         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 9;
1808     }
1809 }
1810
1811 bitflags! {
1812     #[derive(HashStable)]
1813     pub struct VariantFlags: u32 {
1814         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1815         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1816         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1817     }
1818 }
1819
1820 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1821 #[derive(Debug)]
1822 pub struct VariantDef {
1823     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1824     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1825     pub def_id: DefId,
1826     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1827     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1828     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1829     /// Variant or struct name.
1830     pub ident: Ident,
1831     /// Discriminant of this variant.
1832     pub discr: VariantDiscr,
1833     /// Fields of this variant.
1834     pub fields: Vec<FieldDef>,
1835     /// Type of constructor of variant.
1836     pub ctor_kind: CtorKind,
1837     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1838     flags: VariantFlags,
1839     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1840     /// May be incomplete or bogus.
1841     pub recovered: bool,
1842 }
1843
1844 impl<'tcx> VariantDef {
1845     /// Creates a new `VariantDef`.
1846     ///
1847     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1848     /// represents an enum variant).
1849     ///
1850     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1851     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1852     ///
1853     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1854     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1855     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1856     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1857     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1858     ///
1859     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1860     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1861     pub fn new(
1862         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1863         ident: Ident,
1864         variant_did: Option<DefId>,
1865         ctor_def_id: Option<DefId>,
1866         discr: VariantDiscr,
1867         fields: Vec<FieldDef>,
1868         ctor_kind: CtorKind,
1869         adt_kind: AdtKind,
1870         parent_did: DefId,
1871         recovered: bool,
1872     ) -> Self {
1873         debug!(
1874             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
1875              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
1876              ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
1877         );
1878
1879         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
1880         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
1881             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
1882             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1883         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
1884             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
1885                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
1886                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
1887             }
1888         }
1889
1890         VariantDef {
1891             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
1892             ctor_def_id,
1893             ident,
1894             discr,
1895             fields,
1896             ctor_kind,
1897             flags,
1898             recovered,
1899         }
1900     }
1901
1902     /// Is this field list non-exhaustive?
1903     #[inline]
1904     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
1905         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
1906     }
1907 }
1908
1909 impl_stable_hash_for!(struct VariantDef {
1910     def_id,
1911     ctor_def_id,
1912     ident -> (ident.name),
1913     discr,
1914     fields,
1915     ctor_kind,
1916     flags,
1917     recovered
1918 });
1919
1920 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1921 pub enum VariantDiscr {
1922     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
1923     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
1924     Explicit(DefId),
1925
1926     /// The previous variant's discriminant plus one.
1927     /// For efficiency reasons, the distance from the
1928     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
1929     /// or `0` for the first variant, if it has none.
1930     Relative(u32),
1931 }
1932
1933 #[derive(Debug, HashStable)]
1934 pub struct FieldDef {
1935     pub did: DefId,
1936     #[stable_hasher(project(name))]
1937     pub ident: Ident,
1938     pub vis: Visibility,
1939 }
1940
1941 /// The definition of an abstract data type -- a struct or enum.
1942 ///
1943 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
1944 pub struct AdtDef {
1945     /// `DefId` of the struct, enum or union item.
1946     pub did: DefId,
1947     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
1948     pub variants: IndexVec<self::layout::VariantIdx, VariantDef>,
1949     /// Flags of the ADT (e.g. is this a struct? is this non-exhaustive?)
1950     flags: AdtFlags,
1951     /// Repr options provided by the user.
1952     pub repr: ReprOptions,
1953 }
1954
1955 impl PartialOrd for AdtDef {
1956     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
1957         Some(self.cmp(&other))
1958     }
1959 }
1960
1961 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
1962 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
1963 impl Ord for AdtDef {
1964     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
1965         self.did.cmp(&other.did)
1966     }
1967 }
1968
1969 impl PartialEq for AdtDef {
1970     // AdtDef are always interned and this is part of TyS equality
1971     #[inline]
1972     fn eq(&self, other: &Self) -> bool { ptr::eq(self, other) }
1973 }
1974
1975 impl Eq for AdtDef {}
1976
1977 impl Hash for AdtDef {
1978     #[inline]
1979     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1980         (self as *const AdtDef).hash(s)
1981     }
1982 }
1983
1984 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
1985     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
1986         self.did.encode(s)
1987     }
1988 }
1989
1990 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
1991
1992
1993 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
1994     fn hash_stable<W: StableHasherResult>(&self,
1995                                           hcx: &mut StableHashingContext<'a>,
1996                                           hasher: &mut StableHasher<W>) {
1997         thread_local! {
1998             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
1999         }
2000
2001         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2002             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2003             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2004                 let ty::AdtDef {
2005                     did,
2006                     ref variants,
2007                     ref flags,
2008                     ref repr,
2009                 } = *self;
2010
2011                 let mut hasher = StableHasher::new();
2012                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2013                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2014                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2015                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2016
2017                 hasher.finish()
2018            })
2019         });
2020
2021         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2022     }
2023 }
2024
2025 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2026 pub enum AdtKind { Struct, Union, Enum }
2027
2028 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2029     fn into(self) -> DataTypeKind {
2030         match self {
2031             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2032             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2033             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2034         }
2035     }
2036 }
2037
2038 bitflags! {
2039     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2040     pub struct ReprFlags: u8 {
2041         const IS_C               = 1 << 0;
2042         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2043         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2044         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2045         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2046
2047         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2048         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2049                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2050                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2051     }
2052 }
2053
2054 impl_stable_hash_for!(struct ReprFlags {
2055     bits
2056 });
2057
2058 /// Represents the repr options provided by the user,
2059 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default)]
2060 pub struct ReprOptions {
2061     pub int: Option<attr::IntType>,
2062     pub align: Option<Align>,
2063     pub pack: Option<Align>,
2064     pub flags: ReprFlags,
2065 }
2066
2067 impl_stable_hash_for!(struct ReprOptions {
2068     align,
2069     pack,
2070     int,
2071     flags
2072 });
2073
2074 impl ReprOptions {
2075     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2076         let mut flags = ReprFlags::empty();
2077         let mut size = None;
2078         let mut max_align: Option<Align> = None;
2079         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2080         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2081             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2082                 flags.insert(match r {
2083                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2084                     attr::ReprPacked(pack) => {
2085                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2086                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2087                             min_pack.min(pack)
2088                         } else {
2089                             pack
2090                         });
2091                         ReprFlags::empty()
2092                     },
2093                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2094                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2095                     attr::ReprInt(i) => {
2096                         size = Some(i);
2097                         ReprFlags::empty()
2098                     },
2099                     attr::ReprAlign(align) => {
2100                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2101                         ReprFlags::empty()
2102                     },
2103                 });
2104             }
2105         }
2106
2107         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2108         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2109             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2110         }
2111         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags: flags }
2112     }
2113
2114     #[inline]
2115     pub fn simd(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD) }
2116     #[inline]
2117     pub fn c(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_C) }
2118     #[inline]
2119     pub fn packed(&self) -> bool { self.pack.is_some() }
2120     #[inline]
2121     pub fn transparent(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT) }
2122     #[inline]
2123     pub fn linear(&self) -> bool { self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR) }
2124
2125     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2126         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2127     }
2128
2129     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2130     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2131     /// single pointer.
2132     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2133         self.c() || self.int.is_some()
2134     }
2135
2136     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2137     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2138     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2139         if let Some(pack) = self.pack {
2140             if pack.bytes() == 1 {
2141                 return true;
2142             }
2143         }
2144         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2145     }
2146
2147     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2148     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2149         self.c()
2150     }
2151 }
2152
2153 impl<'tcx> AdtDef {
2154     /// Creates a new `AdtDef`.
2155     fn new(
2156         tcx: TyCtxt<'_>,
2157         did: DefId,
2158         kind: AdtKind,
2159         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2160         repr: ReprOptions,
2161     ) -> Self {
2162         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2163         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2164
2165         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2166             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2167             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2168         }
2169
2170         flags |= match kind {
2171             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2172             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2173             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2174         };
2175
2176         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2177             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2178         }
2179
2180         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2181         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2182             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2183         }
2184         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2185             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2186         }
2187         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2188             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2189         }
2190         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2191             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2192         }
2193         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2194             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2195         }
2196
2197         AdtDef {
2198             did,
2199             variants,
2200             flags,
2201             repr,
2202         }
2203     }
2204
2205     /// Returns `true` if this is a struct.
2206     #[inline]
2207     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2208         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2209     }
2210
2211     /// Returns `true` if this is a union.
2212     #[inline]
2213     pub fn is_union(&self) -> bool {
2214         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2215     }
2216
2217     /// Returns `true` if this is a enum.
2218     #[inline]
2219     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2220         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2221     }
2222
2223     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2224     #[inline]
2225     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2226         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2227     }
2228
2229     /// Returns the kind of the ADT.
2230     #[inline]
2231     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2232         if self.is_enum() {
2233             AdtKind::Enum
2234         } else if self.is_union() {
2235             AdtKind::Union
2236         } else {
2237             AdtKind::Struct
2238         }
2239     }
2240
2241     /// Returns a description of this abstract data type.
2242     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2243         match self.adt_kind() {
2244             AdtKind::Struct => "struct",
2245             AdtKind::Union => "union",
2246             AdtKind::Enum => "enum",
2247         }
2248     }
2249
2250     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2251     #[inline]
2252     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2253         match self.adt_kind() {
2254             AdtKind::Struct => "struct",
2255             AdtKind::Union => "union",
2256             AdtKind::Enum => "variant",
2257         }
2258     }
2259
2260     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2261     #[inline]
2262     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2263         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2264     }
2265
2266     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2267     /// of coherence checking.
2268     #[inline]
2269     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2270         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2271     }
2272
2273     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2274     #[inline]
2275     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2276         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2277     }
2278
2279     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2280     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2281         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2282     }
2283
2284     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2285     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2286         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2287     }
2288
2289     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2290     #[inline]
2291     pub fn is_box(&self) -> bool {
2292         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2293     }
2294
2295     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2296     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2297         self.destructor(tcx).is_some()
2298     }
2299
2300     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2301     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2302         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2303         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2304     }
2305
2306     #[inline]
2307     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericPredicates<'tcx> {
2308         tcx.predicates_of(self.did)
2309     }
2310
2311     /// Returns an iterator over all fields contained
2312     /// by this ADT.
2313     #[inline]
2314     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item=&FieldDef> + Clone {
2315         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2316     }
2317
2318     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2319         !self.variants.is_empty() &&
2320             self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2321     }
2322
2323     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2324     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2325         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid)
2326             .expect("variant_with_id: unknown variant")
2327     }
2328
2329     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2330     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2331         self.variants.iter().find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2332             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2333     }
2334
2335     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2336     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2337         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2338             .expect("variant_index_with_id: unknown variant").0
2339     }
2340
2341     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2342     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2343         self.variants.iter_enumerated().find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2344             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant").0
2345     }
2346
2347     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2348         match res {
2349             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2350             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2351             Res::Def(DefKind::Struct, _) | Res::Def(DefKind::Union, _) |
2352             Res::Def(DefKind::TyAlias, _) | Res::Def(DefKind::AssocTy, _) | Res::SelfTy(..) |
2353             Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2354             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res)
2355         }
2356     }
2357
2358     #[inline]
2359     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2360         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2361         let repr_type = self.repr.discr_type();
2362         let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx.global_tcx(), expr_did);
2363         let instance = ty::Instance::new(expr_did, substs);
2364         let cid = GlobalId {
2365             instance,
2366             promoted: None
2367         };
2368         match tcx.const_eval(param_env.and(cid)) {
2369             Ok(val) => {
2370                 // FIXME: Find the right type and use it instead of `val.ty` here
2371                 if let Some(b) = val.try_eval_bits(tcx.global_tcx(), param_env, val.ty) {
2372                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2373                     Some(Discr {
2374                         val: b,
2375                         ty: val.ty,
2376                     })
2377                 } else {
2378                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2379                     crate::mir::interpret::struct_error(
2380                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2381                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2382                     ).emit();
2383                     None
2384                 }
2385             }
2386             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2387                 if !expr_did.is_local() {
2388                     span_bug!(tcx.def_span(expr_did),
2389                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2390                          in its crate but failed locally");
2391                 }
2392                 None
2393             }
2394             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
2395                 tcx.def_span(expr_did),
2396                 "enum discriminant depends on generic arguments",
2397             ),
2398         }
2399     }
2400
2401     #[inline]
2402     pub fn discriminants(
2403         &'tcx self,
2404         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2405     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2406         let repr_type = self.repr.discr_type();
2407         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx.global_tcx());
2408         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2409         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2410             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2411             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2412                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2413                     discr = new_discr;
2414                 }
2415             }
2416             prev_discr = Some(discr);
2417
2418             (i, discr)
2419         })
2420     }
2421
2422     #[inline]
2423     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2424         (VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len()))
2425     }
2426
2427     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2428     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2429     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2430     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2431     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2432     #[inline]
2433     pub fn discriminant_for_variant(
2434         &self,
2435         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2436         variant_index: VariantIdx,
2437     ) -> Discr<'tcx> {
2438         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2439         let explicit_value = val
2440             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2441             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx.global_tcx()));
2442         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2443     }
2444
2445     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2446     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2447     /// inferred discriminant directly.
2448     pub fn discriminant_def_for_variant(
2449         &self,
2450         variant_index: VariantIdx,
2451     ) -> (Option<DefId>, u32) {
2452         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2453         let expr_did;
2454         loop {
2455             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2456                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2457                     expr_did = None;
2458                     break;
2459                 },
2460                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2461                     explicit_index -= distance;
2462                 }
2463                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2464                     expr_did = Some(did);
2465                     break;
2466                 }
2467             }
2468         }
2469         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2470     }
2471
2472     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2473         tcx.adt_destructor(self.did)
2474     }
2475
2476     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2477     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2478     ///
2479     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2480     /// actually more expressive than checking all members:
2481     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2482     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2483     ///
2484     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2485     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2486     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2487         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2488     }
2489
2490     fn sized_constraint_for_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Vec<Ty<'tcx>> {
2491         let result = match ty.sty {
2492             Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) |
2493             RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..) | FnPtr(_) |
2494             Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => {
2495                 vec![]
2496             }
2497
2498             Str |
2499             Dynamic(..) |
2500             Slice(_) |
2501             Foreign(..) |
2502             Error |
2503             GeneratorWitness(..) => {
2504                 // these are never sized - return the target type
2505                 vec![ty]
2506             }
2507
2508             Tuple(ref tys) => {
2509                 match tys.last() {
2510                     None => vec![],
2511                     Some(ty) => self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty.expect_ty()),
2512                 }
2513             }
2514
2515             Adt(adt, substs) => {
2516                 // recursive case
2517                 let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
2518                 debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}",
2519                        ty, adt_tys);
2520                 adt_tys.iter()
2521                        .map(|ty| ty.subst(tcx, substs))
2522                        .flat_map(|ty| self.sized_constraint_for_ty(tcx, ty))
2523                        .collect()
2524             }
2525
2526             Projection(..) | Opaque(..) => {
2527                 // must calculate explicitly.
2528                 // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
2529                 vec![ty]
2530             }
2531
2532             UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2533
2534             Param(..) => {
2535                 // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
2536                 // we know that `T` is Sized and do not need to check
2537                 // it on the impl.
2538
2539                 let sized_trait = match tcx.lang_items().sized_trait() {
2540                     Some(x) => x,
2541                     _ => return vec![ty]
2542                 };
2543                 let sized_predicate = Binder::dummy(TraitRef {
2544                     def_id: sized_trait,
2545                     substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[])
2546                 }).to_predicate();
2547                 let predicates = &tcx.predicates_of(self.did).predicates;
2548                 if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) {
2549                     vec![]
2550                 } else {
2551                     vec![ty]
2552                 }
2553             }
2554
2555             Placeholder(..) |
2556             Bound(..) |
2557             Infer(..) => {
2558                 bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty",
2559                      ty)
2560             }
2561         };
2562         debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
2563         result
2564     }
2565 }
2566
2567 impl<'tcx> FieldDef {
2568     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2569     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2570     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2571         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2572     }
2573 }
2574
2575 /// Represents the various closure traits in the language. This
2576 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2577 /// desugaring) argument that the closure expects.
2578 ///
2579 /// You can get the environment type of a closure using
2580 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2581 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug,
2582          RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2583 pub enum ClosureKind {
2584     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2585     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2586     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2587     Fn,
2588     FnMut,
2589     FnOnce,
2590 }
2591
2592 impl<'tcx> ClosureKind {
2593     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2594     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2595
2596     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2597         match *self {
2598             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2599             ClosureKind::FnMut => {
2600                 tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None)
2601             }
2602             ClosureKind::FnOnce => {
2603                 tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None)
2604             }
2605         }
2606     }
2607
2608     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2609     /// must also implement `other`.
2610     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2611         match (self, other) {
2612             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2613             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2614             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2615             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2616             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2617             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2618             _ => false,
2619         }
2620     }
2621
2622     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2623     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2624     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2625         match self {
2626             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2627             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2628             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2629         }
2630     }
2631 }
2632
2633 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2634     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2635     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2636     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2637     /// structs or variants. For example:
2638     ///
2639     /// ```notrust
2640     /// isize => { isize }
2641     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2642     /// [isize] => { [isize], isize }
2643     /// ```
2644     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2645         TypeWalker::new(self)
2646     }
2647
2648     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2649     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2650     /// (but not `i32`, like `walk`).
2651     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2652         walk::walk_shallow(self)
2653     }
2654
2655     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2656     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2657     /// children of the current type are ignored.
2658     ///
2659     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2660     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2661         where F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool
2662     {
2663         let mut walker = self.walk();
2664         while let Some(ty) = walker.next() {
2665             if !f(ty) {
2666                 walker.skip_current_subtree();
2667             }
2668         }
2669     }
2670 }
2671
2672 impl BorrowKind {
2673     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2674         match m {
2675             hir::MutMutable => MutBorrow,
2676             hir::MutImmutable => ImmBorrow,
2677         }
2678     }
2679
2680     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2681     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2682     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2683     /// question.
2684     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2685         match self {
2686             MutBorrow => hir::MutMutable,
2687             ImmBorrow => hir::MutImmutable,
2688
2689             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2690             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2691             // and hence is a safe "over approximation".
2692             UniqueImmBorrow => hir::MutMutable,
2693         }
2694     }
2695
2696     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2697         match *self {
2698             MutBorrow => "mutable",
2699             ImmBorrow => "immutable",
2700             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2701         }
2702     }
2703 }
2704
2705 #[derive(Debug, Clone)]
2706 pub enum Attributes<'tcx> {
2707     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2708     Borrowed(&'tcx [ast::Attribute]),
2709 }
2710
2711 impl<'tcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'tcx> {
2712     type Target = [ast::Attribute];
2713
2714     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2715         match self {
2716             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2717             &Attributes::Borrowed(data) => data
2718         }
2719     }
2720 }
2721
2722 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2723 pub enum ImplOverlapKind {
2724     /// These impls are always allowed to overlap.
2725     Permitted,
2726     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2727     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2728     ///
2729     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2730     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2731     ///
2732     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2733     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2734     ///
2735     /// ```
2736     /// trait Trait {}
2737     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2738     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2739     /// ```
2740     ///
2741     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2742     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2743     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2744     /// overlapping impls for it is sound.
2745     ///
2746     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2747     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2748     /// it has the following restrictions:
2749     ///
2750     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2751     /// positive impls.
2752     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2753     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2754     /// marker traits.
2755     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2756     ///
2757     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2758     Issue33140
2759 }
2760
2761 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2762     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckTables<'tcx> {
2763         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2764     }
2765
2766     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2767     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2768     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2769     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2770         self.hir().krate()
2771                   .body_ids
2772                   .iter()
2773                   .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2774     }
2775
2776     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2777         par_iter(&self.hir().krate().body_ids).for_each(|&body_id| {
2778             f(self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2779         });
2780     }
2781
2782     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> Vec<AssocItem> {
2783         self.associated_items(id)
2784             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Method && item.defaultness.has_value())
2785             .collect()
2786     }
2787
2788     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2789         self.associated_items(did).any(|item| {
2790             item.relevant_for_never()
2791         })
2792     }
2793
2794     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssocItem> {
2795         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2796             match self.hir().get(hir_id) {
2797                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2798                 _ => false,
2799             }
2800         } else {
2801             match self.def_kind(def_id).expect("no def for `DefId`") {
2802                 DefKind::AssocConst
2803                 | DefKind::Method
2804                 | DefKind::AssocTy => true,
2805                 _ => false,
2806             }
2807         };
2808
2809         if is_associated_item {
2810             Some(self.associated_item(def_id))
2811         } else {
2812             None
2813         }
2814     }
2815
2816     fn associated_item_from_trait_item_ref(self,
2817                                            parent_def_id: DefId,
2818                                            parent_vis: &hir::Visibility,
2819                                            trait_item_ref: &hir::TraitItemRef)
2820                                            -> AssocItem {
2821         let def_id = self.hir().local_def_id(trait_item_ref.id.hir_id);
2822         let (kind, has_self) = match trait_item_ref.kind {
2823             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2824             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2825                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2826             }
2827             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2828             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => bug!("only impls can have opaque types"),
2829         };
2830
2831         AssocItem {
2832             ident: trait_item_ref.ident,
2833             kind,
2834             // Visibility of trait items is inherited from their traits.
2835             vis: Visibility::from_hir(parent_vis, trait_item_ref.id.hir_id, self),
2836             defaultness: trait_item_ref.defaultness,
2837             def_id,
2838             container: TraitContainer(parent_def_id),
2839             method_has_self_argument: has_self
2840         }
2841     }
2842
2843     fn associated_item_from_impl_item_ref(self,
2844                                           parent_def_id: DefId,
2845                                           impl_item_ref: &hir::ImplItemRef)
2846                                           -> AssocItem {
2847         let def_id = self.hir().local_def_id(impl_item_ref.id.hir_id);
2848         let (kind, has_self) = match impl_item_ref.kind {
2849             hir::AssocItemKind::Const => (ty::AssocKind::Const, false),
2850             hir::AssocItemKind::Method { has_self } => {
2851                 (ty::AssocKind::Method, has_self)
2852             }
2853             hir::AssocItemKind::Type => (ty::AssocKind::Type, false),
2854             hir::AssocItemKind::OpaqueTy => (ty::AssocKind::OpaqueTy, false),
2855         };
2856
2857         AssocItem {
2858             ident: impl_item_ref.ident,
2859             kind,
2860             // Visibility of trait impl items doesn't matter.
2861             vis: ty::Visibility::from_hir(&impl_item_ref.vis, impl_item_ref.id.hir_id, self),
2862             defaultness: impl_item_ref.defaultness,
2863             def_id,
2864             container: ImplContainer(parent_def_id),
2865             method_has_self_argument: has_self
2866         }
2867     }
2868
2869     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2870         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2871     }
2872
2873     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2874         variant.fields.iter().position(|field| {
2875             self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id)
2876         })
2877     }
2878
2879     pub fn associated_items(self, def_id: DefId) -> AssocItemsIterator<'tcx> {
2880         // Ideally, we would use `-> impl Iterator` here, but it falls
2881         // afoul of the conservative "capture [restrictions]" we put
2882         // in place, so we use a hand-written iterator.
2883         //
2884         // [restrictions]: https://github.com/rust-lang/rust/issues/34511#issuecomment-373423999
2885         AssocItemsIterator {
2886             tcx: self,
2887             def_ids: self.associated_item_def_ids(def_id),
2888             next_index: 0,
2889         }
2890     }
2891
2892     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2893     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2894     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(self, def_id1: DefId, def_id2: DefId)
2895                                         -> Option<ImplOverlapKind>
2896     {
2897         let is_legit = if self.features().overlapping_marker_traits {
2898             let trait1_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id1)
2899                 .map_or(false, |trait_ref| {
2900                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2901                 });
2902             let trait2_is_empty = self.impl_trait_ref(def_id2)
2903                 .map_or(false, |trait_ref| {
2904                     self.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty()
2905                 });
2906             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2907                 && trait1_is_empty
2908                 && trait2_is_empty
2909         } else {
2910             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2911                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2912                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2913             };
2914             self.impl_polarity(def_id1) == self.impl_polarity(def_id2)
2915                 && is_marker_impl(def_id1)
2916                 && is_marker_impl(def_id2)
2917         };
2918
2919         if is_legit {
2920             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted)",
2921                   def_id1, def_id2);
2922             Some(ImplOverlapKind::Permitted)
2923         } else {
2924             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2925                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2926                     if self_ty1 == self_ty2 {
2927                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2928                                def_id1, def_id2);
2929                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2930                     } else {
2931                         debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2932                               def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2);
2933                     }
2934                 }
2935             }
2936
2937             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None",
2938                   def_id1, def_id2);
2939             None
2940         }
2941     }
2942
2943     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2944     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2945     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2946         match res {
2947             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2948                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2949                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2950             }
2951             Res::Def(DefKind::Struct, did) | Res::Def(DefKind::Union, did) => {
2952                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2953             }
2954             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2955                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2956                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2957                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2958             }
2959             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2960                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2961                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2962             }
2963             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res)
2964         }
2965     }
2966
2967     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2968         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2969             self.original_crate_name(id.krate)
2970         } else {
2971             let def_key = self.def_key(id);
2972             match def_key.disambiguated_data.data {
2973                 // The name of a constructor is that of its parent.
2974                 hir_map::DefPathData::Ctor =>
2975                     self.item_name(DefId {
2976                         krate: id.krate,
2977                         index: def_key.parent.unwrap()
2978                     }),
2979                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2980                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2981                 }).as_symbol(),
2982             }
2983         }
2984     }
2985
2986     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2987     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2988         match instance {
2989             ty::InstanceDef::Item(did) => {
2990                 self.optimized_mir(did)
2991             }
2992             ty::InstanceDef::VtableShim(..) |
2993             ty::InstanceDef::Intrinsic(..) |
2994             ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
2995             ty::InstanceDef::Virtual(..) |
2996             ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
2997             ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
2998             ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
2999                 self.mir_shims(instance)
3000             }
3001         }
3002     }
3003
3004     /// Gets the attributes of a definition.
3005     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3006         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3007             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
3008         } else {
3009             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3010         }
3011     }
3012
3013     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3014     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3015         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3016     }
3017
3018     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3019     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3020         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3021     }
3022
3023     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3024         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3025     }
3026
3027     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3028     /// If it implements no trait, returns `None`.
3029     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3030         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3031     }
3032
3033     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3034     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3035     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3036         let item = if def_id.krate != LOCAL_CRATE {
3037             if let Some(DefKind::Method) = self.def_kind(def_id) {
3038                 Some(self.associated_item(def_id))
3039             } else {
3040                 None
3041             }
3042         } else {
3043             self.opt_associated_item(def_id)
3044         };
3045
3046         item.and_then(|trait_item|
3047             match trait_item.container {
3048                 TraitContainer(_) => None,
3049                 ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3050             }
3051         )
3052     }
3053
3054     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3055     /// with the name of the crate containing the impl.
3056     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3057         if impl_did.is_local() {
3058             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3059             Ok(self.hir().span(hir_id))
3060         } else {
3061             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3062         }
3063     }
3064
3065     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3066     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3067     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3068     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3069         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3070         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3071         // `modern()` calls required for the span comparison whenever possible.
3072         use_name.name == def_name.name &&
3073         use_name.span.ctxt().hygienic_eq(def_name.span.ctxt(),
3074                                          self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3075     }
3076
3077     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3078         match scope.krate {
3079             LOCAL_CRATE => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope.index),
3080             _ => ExpnId::root(),
3081         }
3082     }
3083
3084     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3085         ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3086         ident
3087     }
3088
3089     pub fn adjust_ident_and_get_scope(self, mut ident: Ident, scope: DefId, block: hir::HirId)
3090                                       -> (Ident, DefId) {
3091         let scope = match ident.span.modernize_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope)) {
3092             Some(actual_expansion) =>
3093                 self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion),
3094             None => self.hir().get_module_parent(block),
3095         };
3096         (ident, scope)
3097     }
3098 }
3099
3100 pub struct AssocItemsIterator<'tcx> {
3101     tcx: TyCtxt<'tcx>,
3102     def_ids: &'tcx [DefId],
3103     next_index: usize,
3104 }
3105
3106 impl Iterator for AssocItemsIterator<'_> {
3107     type Item = AssocItem;
3108
3109     fn next(&mut self) -> Option<AssocItem> {
3110         let def_id = self.def_ids.get(self.next_index)?;
3111         self.next_index += 1;
3112         Some(self.tcx.associated_item(*def_id))
3113     }
3114 }
3115
3116 fn associated_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AssocItem {
3117     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3118     let parent_id = tcx.hir().get_parent_item(id);
3119     let parent_def_id = tcx.hir().local_def_id(parent_id);
3120     let parent_item = tcx.hir().expect_item(parent_id);
3121     match parent_item.node {
3122         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3123             if let Some(impl_item_ref) = impl_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3124                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_impl_item_ref(parent_def_id,
3125                                                                         impl_item_ref);
3126                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3127                 return assoc_item;
3128             }
3129         }
3130
3131         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3132             if let Some(trait_item_ref) = trait_item_refs.iter().find(|i| i.id.hir_id == id) {
3133                 let assoc_item = tcx.associated_item_from_trait_item_ref(parent_def_id,
3134                                                                          &parent_item.vis,
3135                                                                          trait_item_ref);
3136                 debug_assert_eq!(assoc_item.def_id, def_id);
3137                 return assoc_item;
3138             }
3139         }
3140
3141         _ => { }
3142     }
3143
3144     span_bug!(parent_item.span,
3145               "unexpected parent of trait or impl item or item not found: {:?}",
3146               parent_item.node)
3147 }
3148
3149 #[derive(Clone, HashStable)]
3150 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3151
3152 /// Calculates the `Sized` constraint.
3153 ///
3154 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
3155 ///     - an obviously-unsized type
3156 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
3157 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
3158 ///       such.
3159 ///     - a Error, if a type contained itself. The representability
3160 ///       check should catch this case.
3161 fn adt_sized_constraint(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> AdtSizedConstraint<'_> {
3162     let def = tcx.adt_def(def_id);
3163
3164     let result = tcx.mk_type_list(def.variants.iter().flat_map(|v| {
3165         v.fields.last()
3166     }).flat_map(|f| {
3167         def.sized_constraint_for_ty(tcx, tcx.type_of(f.did))
3168     }));
3169
3170     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
3171
3172     AdtSizedConstraint(result)
3173 }
3174
3175 fn associated_item_def_ids(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> &[DefId] {
3176     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
3177     let item = tcx.hir().expect_item(id);
3178     match item.node {
3179         hir::ItemKind::Trait(.., ref trait_item_refs) => {
3180             tcx.arena.alloc_from_iter(
3181                 trait_item_refs.iter()
3182                                .map(|trait_item_ref| trait_item_ref.id)
3183                                .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3184             )
3185         }
3186         hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) => {
3187             tcx.arena.alloc_from_iter(
3188                 impl_item_refs.iter()
3189                               .map(|impl_item_ref| impl_item_ref.id)
3190                               .map(|id| tcx.hir().local_def_id(id.hir_id))
3191             )
3192         }
3193         hir::ItemKind::TraitAlias(..) => &[],
3194         _ => span_bug!(item.span, "associated_item_def_ids: not impl or trait")
3195     }
3196 }
3197
3198 fn def_span(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Span {
3199     tcx.hir().span_if_local(def_id).unwrap()
3200 }
3201
3202 /// If the given `DefId` describes an item belonging to a trait,
3203 /// returns the `DefId` of the trait that the trait item belongs to;
3204 /// otherwise, returns `None`.
3205 fn trait_of_item(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3206     tcx.opt_associated_item(def_id)
3207         .and_then(|associated_item| {
3208             match associated_item.container {
3209                 TraitContainer(def_id) => Some(def_id),
3210                 ImplContainer(_) => None
3211             }
3212         })
3213 }
3214
3215 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3216 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3217     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3218         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(hir_id) {
3219             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.node {
3220                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3221             }
3222         }
3223     }
3224     None
3225 }
3226
3227 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
3228 fn param_env(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> ParamEnv<'_> {
3229     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
3230     if let Some(parent) = is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
3231         return param_env(tcx, parent);
3232     }
3233     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
3234
3235     let InstantiatedPredicates { predicates } =
3236         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
3237
3238     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
3239     // case they contain any associated type projections. This process
3240     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
3241     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
3242     // report these errors right here; this doesn't actually feel
3243     // right to me, because constructing the environment feels like a
3244     // kind of a "idempotent" action, but I'm not sure where would be
3245     // a better place. In practice, we construct environments for
3246     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
3247     // are any errors at that point, so after type checking you can be
3248     // sure that this will succeed without errors anyway.
3249
3250     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
3251         tcx.intern_predicates(&predicates),
3252         traits::Reveal::UserFacing,
3253         if tcx.sess.opts.debugging_opts.chalk { Some(def_id) } else { None }
3254     );
3255
3256     let body_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).map_or(hir::DUMMY_HIR_ID, |id| {
3257         tcx.hir().maybe_body_owned_by(id).map_or(id, |body| body.hir_id)
3258     });
3259     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
3260     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, def_id, unnormalized_env, cause)
3261 }
3262
3263 fn crate_disambiguator(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> CrateDisambiguator {
3264     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3265     tcx.sess.local_crate_disambiguator()
3266 }
3267
3268 fn original_crate_name(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Symbol {
3269     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3270     tcx.crate_name.clone()
3271 }
3272
3273 fn crate_hash(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) -> Svh {
3274     assert_eq!(crate_num, LOCAL_CRATE);
3275     tcx.hir().crate_hash
3276 }
3277
3278 fn instance_def_size_estimate<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, instance_def: InstanceDef<'tcx>) -> usize {
3279     match instance_def {
3280         InstanceDef::Item(..) |
3281         InstanceDef::DropGlue(..) => {
3282             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
3283             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len()).sum()
3284         },
3285         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
3286         _ => 1
3287     }
3288 }
3289
3290 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
3291 ///
3292 /// See [`ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
3293 fn issue33140_self_ty(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<Ty<'_>> {
3294     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
3295
3296     let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).unwrap_or_else(|| {
3297         bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id)
3298     });
3299
3300     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
3301
3302     let is_marker_like =
3303         tcx.impl_polarity(def_id) == hir::ImplPolarity::Positive &&
3304         tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
3305
3306     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
3307     if !is_marker_like {
3308         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
3309         return None;
3310     }
3311
3312     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
3313     if trait_ref.substs.len() != 1 {
3314         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
3315         return None;
3316     }
3317
3318     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
3319     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
3320         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
3321         return None;
3322     }
3323
3324     let self_ty = trait_ref.self_ty();
3325     let self_ty_matches = match self_ty.sty {
3326         ty::Dynamic(ref data, ty::ReStatic) => data.principal().is_none(),
3327         _ => false
3328     };
3329
3330     if self_ty_matches {
3331         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
3332         Some(self_ty)
3333     } else {
3334         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
3335         None
3336     }
3337 }
3338
3339 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3340     context::provide(providers);
3341     erase_regions::provide(providers);
3342     layout::provide(providers);
3343     util::provide(providers);
3344     constness::provide(providers);
3345     *providers = ty::query::Providers {
3346         associated_item,
3347         associated_item_def_ids,
3348         adt_sized_constraint,
3349         def_span,
3350         param_env,
3351         trait_of_item,
3352         crate_disambiguator,
3353         original_crate_name,
3354         crate_hash,
3355         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3356         instance_def_size_estimate,
3357         issue33140_self_ty,
3358         ..*providers
3359     };
3360 }
3361
3362 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3363 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3364 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3365 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3366 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3367 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3368 pub struct CrateInherentImpls {
3369     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3370 }
3371
3372 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable)]
3373 pub struct SymbolName {
3374     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3375     // this be a `&'tcx str`.
3376     pub name: InternedString
3377 }
3378
3379 impl_stable_hash_for!(struct self::SymbolName {
3380     name
3381 });
3382
3383 impl SymbolName {
3384     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3385         SymbolName {
3386             name: InternedString::intern(name)
3387         }
3388     }
3389 }
3390
3391 impl fmt::Display for SymbolName {
3392     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3393         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3394     }
3395 }
3396
3397 impl fmt::Debug for SymbolName {
3398     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3399         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3400     }
3401 }