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5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! This module contains TypeVariants and its major components
12
13 use hir::def_id::DefId;
14
15 use middle::region;
16 use ty::subst::Substs;
17 use ty::{self, AdtDef, TypeFlags, Ty, TyCtxt, TypeFoldable};
18 use ty::{Slice, TyS};
19 use ty::subst::Kind;
20
21 use std::fmt;
22 use std::iter;
23 use std::cmp::Ordering;
24 use syntax::abi;
25 use syntax::ast::{self, Name};
26 use syntax::symbol::{keywords, InternedString};
27 use util::nodemap::FxHashSet;
28
29 use serialize;
30
31 use hir;
32
33 use self::InferTy::*;
34 use self::TypeVariants::*;
35
36 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
37 pub struct TypeAndMut<'tcx> {
38     pub ty: Ty<'tcx>,
39     pub mutbl: hir::Mutability,
40 }
41
42 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash,
43          RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
44 /// A "free" region `fr` can be interpreted as "some region
45 /// at least as big as the scope `fr.scope`".
46 pub struct FreeRegion {
47     pub scope: region::CodeExtent,
48     pub bound_region: BoundRegion
49 }
50
51 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash,
52          RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
53 pub enum BoundRegion {
54     /// An anonymous region parameter for a given fn (&T)
55     BrAnon(u32),
56
57     /// Named region parameters for functions (a in &'a T)
58     ///
59     /// The def-id is needed to distinguish free regions in
60     /// the event of shadowing.
61     BrNamed(DefId, Name),
62
63     /// Fresh bound identifiers created during GLB computations.
64     BrFresh(u32),
65
66     // Anonymous region for the implicit env pointer parameter
67     // to a closure
68     BrEnv
69 }
70
71 /// When a region changed from late-bound to early-bound when #32330
72 /// was fixed, its `RegionParameterDef` will have one of these
73 /// structures that we can use to give nicer errors.
74 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash,
75          RustcEncodable, RustcDecodable)]
76 pub struct Issue32330 {
77     /// fn where is region declared
78     pub fn_def_id: DefId,
79
80     /// name of region; duplicates the info in BrNamed but convenient
81     /// to have it here, and this code is only temporary
82     pub region_name: ast::Name,
83 }
84
85 // NB: If you change this, you'll probably want to change the corresponding
86 // AST structure in libsyntax/ast.rs as well.
87 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
88 pub enum TypeVariants<'tcx> {
89     /// The primitive boolean type. Written as `bool`.
90     TyBool,
91
92     /// The primitive character type; holds a Unicode scalar value
93     /// (a non-surrogate code point).  Written as `char`.
94     TyChar,
95
96     /// A primitive signed integer type. For example, `i32`.
97     TyInt(ast::IntTy),
98
99     /// A primitive unsigned integer type. For example, `u32`.
100     TyUint(ast::UintTy),
101
102     /// A primitive floating-point type. For example, `f64`.
103     TyFloat(ast::FloatTy),
104
105     /// Structures, enumerations and unions.
106     ///
107     /// Substs here, possibly against intuition, *may* contain `TyParam`s.
108     /// That is, even after substitution it is possible that there are type
109     /// variables. This happens when the `TyAdt` corresponds to an ADT
110     /// definition and not a concrete use of it.
111     TyAdt(&'tcx AdtDef, &'tcx Substs<'tcx>),
112
113     /// The pointee of a string slice. Written as `str`.
114     TyStr,
115
116     /// An array with the given length. Written as `[T; n]`.
117     TyArray(Ty<'tcx>, usize),
118
119     /// The pointee of an array slice.  Written as `[T]`.
120     TySlice(Ty<'tcx>),
121
122     /// A raw pointer. Written as `*mut T` or `*const T`
123     TyRawPtr(TypeAndMut<'tcx>),
124
125     /// A reference; a pointer with an associated lifetime. Written as
126     /// `&'a mut T` or `&'a T`.
127     TyRef(&'tcx Region, TypeAndMut<'tcx>),
128
129     /// The anonymous type of a function declaration/definition. Each
130     /// function has a unique type.
131     TyFnDef(DefId, &'tcx Substs<'tcx>, &'tcx BareFnTy<'tcx>),
132
133     /// A pointer to a function.  Written as `fn() -> i32`.
134     /// FIXME: This is currently also used to represent the callee of a method;
135     /// see ty::MethodCallee etc.
136     TyFnPtr(&'tcx BareFnTy<'tcx>),
137
138     /// A trait, defined with `trait`.
139     TyDynamic(Binder<&'tcx Slice<ExistentialPredicate<'tcx>>>, &'tcx ty::Region),
140
141     /// The anonymous type of a closure. Used to represent the type of
142     /// `|a| a`.
143     TyClosure(DefId, ClosureSubsts<'tcx>),
144
145     /// The never type `!`
146     TyNever,
147
148     /// A tuple type.  For example, `(i32, bool)`.
149     /// The bool indicates whether this is a unit tuple and was created by
150     /// defaulting a diverging type variable with feature(never_type) disabled.
151     /// It's only purpose is for raising future-compatibility warnings for when
152     /// diverging type variables start defaulting to ! instead of ().
153     TyTuple(&'tcx Slice<Ty<'tcx>>, bool),
154
155     /// The projection of an associated type.  For example,
156     /// `<T as Trait<..>>::N`.
157     TyProjection(ProjectionTy<'tcx>),
158
159     /// Anonymized (`impl Trait`) type found in a return type.
160     /// The DefId comes from the `impl Trait` ast::Ty node, and the
161     /// substitutions are for the generics of the function in question.
162     /// After typeck, the concrete type can be found in the `types` map.
163     TyAnon(DefId, &'tcx Substs<'tcx>),
164
165     /// A type parameter; for example, `T` in `fn f<T>(x: T) {}
166     TyParam(ParamTy),
167
168     /// A type variable used during type-checking.
169     TyInfer(InferTy),
170
171     /// A placeholder for a type which could not be computed; this is
172     /// propagated to avoid useless error messages.
173     TyError,
174 }
175
176 /// A closure can be modeled as a struct that looks like:
177 ///
178 ///     struct Closure<'l0...'li, T0...Tj, U0...Uk> {
179 ///         upvar0: U0,
180 ///         ...
181 ///         upvark: Uk
182 ///     }
183 ///
184 /// where 'l0...'li and T0...Tj are the lifetime and type parameters
185 /// in scope on the function that defined the closure, and U0...Uk are
186 /// type parameters representing the types of its upvars (borrowed, if
187 /// appropriate).
188 ///
189 /// So, for example, given this function:
190 ///
191 ///     fn foo<'a, T>(data: &'a mut T) {
192 ///          do(|| data.count += 1)
193 ///     }
194 ///
195 /// the type of the closure would be something like:
196 ///
197 ///     struct Closure<'a, T, U0> {
198 ///         data: U0
199 ///     }
200 ///
201 /// Note that the type of the upvar is not specified in the struct.
202 /// You may wonder how the impl would then be able to use the upvar,
203 /// if it doesn't know it's type? The answer is that the impl is
204 /// (conceptually) not fully generic over Closure but rather tied to
205 /// instances with the expected upvar types:
206 ///
207 ///     impl<'b, 'a, T> FnMut() for Closure<'a, T, &'b mut &'a mut T> {
208 ///         ...
209 ///     }
210 ///
211 /// You can see that the *impl* fully specified the type of the upvar
212 /// and thus knows full well that `data` has type `&'b mut &'a mut T`.
213 /// (Here, I am assuming that `data` is mut-borrowed.)
214 ///
215 /// Now, the last question you may ask is: Why include the upvar types
216 /// as extra type parameters? The reason for this design is that the
217 /// upvar types can reference lifetimes that are internal to the
218 /// creating function. In my example above, for example, the lifetime
219 /// `'b` represents the extent of the closure itself; this is some
220 /// subset of `foo`, probably just the extent of the call to the to
221 /// `do()`. If we just had the lifetime/type parameters from the
222 /// enclosing function, we couldn't name this lifetime `'b`. Note that
223 /// there can also be lifetimes in the types of the upvars themselves,
224 /// if one of them happens to be a reference to something that the
225 /// creating fn owns.
226 ///
227 /// OK, you say, so why not create a more minimal set of parameters
228 /// that just includes the extra lifetime parameters? The answer is
229 /// primarily that it would be hard --- we don't know at the time when
230 /// we create the closure type what the full types of the upvars are,
231 /// nor do we know which are borrowed and which are not. In this
232 /// design, we can just supply a fresh type parameter and figure that
233 /// out later.
234 ///
235 /// All right, you say, but why include the type parameters from the
236 /// original function then? The answer is that trans may need them
237 /// when monomorphizing, and they may not appear in the upvars.  A
238 /// closure could capture no variables but still make use of some
239 /// in-scope type parameter with a bound (e.g., if our example above
240 /// had an extra `U: Default`, and the closure called `U::default()`).
241 ///
242 /// There is another reason. This design (implicitly) prohibits
243 /// closures from capturing themselves (except via a trait
244 /// object). This simplifies closure inference considerably, since it
245 /// means that when we infer the kind of a closure or its upvars, we
246 /// don't have to handle cycles where the decisions we make for
247 /// closure C wind up influencing the decisions we ought to make for
248 /// closure C (which would then require fixed point iteration to
249 /// handle). Plus it fixes an ICE. :P
250 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
251 pub struct ClosureSubsts<'tcx> {
252     /// Lifetime and type parameters from the enclosing function,
253     /// concatenated with the types of the upvars.
254     ///
255     /// These are separated out because trans wants to pass them around
256     /// when monomorphizing.
257     pub substs: &'tcx Substs<'tcx>,
258 }
259
260 impl<'a, 'gcx, 'acx, 'tcx> ClosureSubsts<'tcx> {
261     #[inline]
262     pub fn upvar_tys(self, def_id: DefId, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'acx>) ->
263         impl Iterator<Item=Ty<'tcx>> + 'tcx
264     {
265         let generics = tcx.item_generics(def_id);
266         self.substs[self.substs.len()-generics.own_count()..].iter().map(
267             |t| t.as_type().expect("unexpected region in upvars"))
268     }
269 }
270
271 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
272 pub enum ExistentialPredicate<'tcx> {
273     // e.g. Iterator
274     Trait(ExistentialTraitRef<'tcx>),
275     // e.g. Iterator::Item = T
276     Projection(ExistentialProjection<'tcx>),
277     // e.g. Send
278     AutoTrait(DefId),
279 }
280
281 impl<'a, 'gcx, 'tcx> ExistentialPredicate<'tcx> {
282     pub fn cmp(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, other: &Self) -> Ordering {
283         use self::ExistentialPredicate::*;
284         match (*self, *other) {
285             (Trait(_), Trait(_)) => Ordering::Equal,
286             (Projection(ref a), Projection(ref b)) => a.sort_key(tcx).cmp(&b.sort_key(tcx)),
287             (AutoTrait(ref a), AutoTrait(ref b)) =>
288                 tcx.lookup_trait_def(*a).def_path_hash.cmp(&tcx.lookup_trait_def(*b).def_path_hash),
289             (Trait(_), _) => Ordering::Less,
290             (Projection(_), Trait(_)) => Ordering::Greater,
291             (Projection(_), _) => Ordering::Less,
292             (AutoTrait(_), _) => Ordering::Greater,
293         }
294     }
295
296 }
297
298 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Binder<ExistentialPredicate<'tcx>> {
299     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>)
300         -> ty::Predicate<'tcx> {
301         use ty::ToPredicate;
302         match *self.skip_binder() {
303             ExistentialPredicate::Trait(tr) => Binder(tr).with_self_ty(tcx, self_ty).to_predicate(),
304             ExistentialPredicate::Projection(p) =>
305                 ty::Predicate::Projection(Binder(p.with_self_ty(tcx, self_ty))),
306             ExistentialPredicate::AutoTrait(did) => {
307                 let trait_ref = Binder(ty::TraitRef {
308                     def_id: did,
309                     substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, &[]),
310                 });
311                 trait_ref.to_predicate()
312             }
313         }
314     }
315 }
316
317 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx Slice<ExistentialPredicate<'tcx>> {}
318
319 impl<'tcx> Slice<ExistentialPredicate<'tcx>> {
320     pub fn principal(&self) -> Option<ExistentialTraitRef<'tcx>> {
321         match self.get(0) {
322             Some(&ExistentialPredicate::Trait(tr)) => Some(tr),
323             _ => None
324         }
325     }
326
327     #[inline]
328     pub fn projection_bounds<'a>(&'a self) ->
329         impl Iterator<Item=ExistentialProjection<'tcx>> + 'a {
330         self.iter().filter_map(|predicate| {
331             match *predicate {
332                 ExistentialPredicate::Projection(p) => Some(p),
333                 _ => None,
334             }
335         })
336     }
337
338     #[inline]
339     pub fn auto_traits<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item=DefId> + 'a {
340         self.iter().filter_map(|predicate| {
341             match *predicate {
342                 ExistentialPredicate::AutoTrait(d) => Some(d),
343                 _ => None
344             }
345         })
346     }
347 }
348
349 impl<'tcx> Binder<&'tcx Slice<ExistentialPredicate<'tcx>>> {
350     pub fn principal(&self) -> Option<PolyExistentialTraitRef<'tcx>> {
351         self.skip_binder().principal().map(Binder)
352     }
353
354     #[inline]
355     pub fn projection_bounds<'a>(&'a self) ->
356         impl Iterator<Item=PolyExistentialProjection<'tcx>> + 'a {
357         self.skip_binder().projection_bounds().map(Binder)
358     }
359
360     #[inline]
361     pub fn auto_traits<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item=DefId> + 'a {
362         self.skip_binder().auto_traits()
363     }
364
365     pub fn iter<'a>(&'a self)
366         -> impl DoubleEndedIterator<Item=Binder<ExistentialPredicate<'tcx>>> + 'tcx {
367         self.skip_binder().iter().cloned().map(Binder)
368     }
369 }
370
371 /// A complete reference to a trait. These take numerous guises in syntax,
372 /// but perhaps the most recognizable form is in a where clause:
373 ///
374 ///     T : Foo<U>
375 ///
376 /// This would be represented by a trait-reference where the def-id is the
377 /// def-id for the trait `Foo` and the substs define `T` as parameter 0,
378 /// and `U` as parameter 1.
379 ///
380 /// Trait references also appear in object types like `Foo<U>`, but in
381 /// that case the `Self` parameter is absent from the substitutions.
382 ///
383 /// Note that a `TraitRef` introduces a level of region binding, to
384 /// account for higher-ranked trait bounds like `T : for<'a> Foo<&'a
385 /// U>` or higher-ranked object types.
386 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
387 pub struct TraitRef<'tcx> {
388     pub def_id: DefId,
389     pub substs: &'tcx Substs<'tcx>,
390 }
391
392 pub type PolyTraitRef<'tcx> = Binder<TraitRef<'tcx>>;
393
394 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
395     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
396         self.0.self_ty()
397     }
398
399     pub fn def_id(&self) -> DefId {
400         self.0.def_id
401     }
402
403     pub fn substs(&self) -> &'tcx Substs<'tcx> {
404         // FIXME(#20664) every use of this fn is probably a bug, it should yield Binder<>
405         self.0.substs
406     }
407
408     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
409         // FIXME(#20664) every use of this fn is probably a bug, it should yield Binder<>
410         self.0.input_types()
411     }
412
413     pub fn to_poly_trait_predicate(&self) -> ty::PolyTraitPredicate<'tcx> {
414         // Note that we preserve binding levels
415         Binder(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.0.clone() })
416     }
417 }
418
419 /// An existential reference to a trait, where `Self` is erased.
420 /// For example, the trait object `Trait<'a, 'b, X, Y>` is:
421 ///
422 ///     exists T. T: Trait<'a, 'b, X, Y>
423 ///
424 /// The substitutions don't include the erased `Self`, only trait
425 /// type and lifetime parameters (`[X, Y]` and `['a, 'b]` above).
426 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
427 pub struct ExistentialTraitRef<'tcx> {
428     pub def_id: DefId,
429     pub substs: &'tcx Substs<'tcx>,
430 }
431
432 impl<'a, 'gcx, 'tcx> ExistentialTraitRef<'tcx> {
433     pub fn input_types<'b>(&'b self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'b {
434         // Select only the "input types" from a trait-reference. For
435         // now this is all the types that appear in the
436         // trait-reference, but it should eventually exclude
437         // associated types.
438         self.substs.types()
439     }
440
441     /// Object types don't have a self-type specified. Therefore, when
442     /// we convert the principal trait-ref into a normal trait-ref,
443     /// you must give *some* self-type. A common choice is `mk_err()`
444     /// or some skolemized type.
445     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>)
446         -> ty::TraitRef<'tcx>  {
447         // otherwise the escaping regions would be captured by the binder
448         assert!(!self_ty.has_escaping_regions());
449
450         ty::TraitRef {
451             def_id: self.def_id,
452             substs: tcx.mk_substs(
453                 iter::once(Kind::from(self_ty)).chain(self.substs.iter().cloned()))
454         }
455     }
456 }
457
458 pub type PolyExistentialTraitRef<'tcx> = Binder<ExistentialTraitRef<'tcx>>;
459
460 impl<'tcx> PolyExistentialTraitRef<'tcx> {
461     pub fn def_id(&self) -> DefId {
462         self.0.def_id
463     }
464
465     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item=Ty<'tcx>> + 'a {
466         // FIXME(#20664) every use of this fn is probably a bug, it should yield Binder<>
467         self.0.input_types()
468     }
469 }
470
471 /// Binder is a binder for higher-ranked lifetimes. It is part of the
472 /// compiler's representation for things like `for<'a> Fn(&'a isize)`
473 /// (which would be represented by the type `PolyTraitRef ==
474 /// Binder<TraitRef>`). Note that when we skolemize, instantiate,
475 /// erase, or otherwise "discharge" these bound regions, we change the
476 /// type from `Binder<T>` to just `T` (see
477 /// e.g. `liberate_late_bound_regions`).
478 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
479 pub struct Binder<T>(pub T);
480
481 impl<T> Binder<T> {
482     /// Skips the binder and returns the "bound" value. This is a
483     /// risky thing to do because it's easy to get confused about
484     /// debruijn indices and the like. It is usually better to
485     /// discharge the binder using `no_late_bound_regions` or
486     /// `replace_late_bound_regions` or something like
487     /// that. `skip_binder` is only valid when you are either
488     /// extracting data that has nothing to do with bound regions, you
489     /// are doing some sort of test that does not involve bound
490     /// regions, or you are being very careful about your depth
491     /// accounting.
492     ///
493     /// Some examples where `skip_binder` is reasonable:
494     /// - extracting the def-id from a PolyTraitRef;
495     /// - comparing the self type of a PolyTraitRef to see if it is equal to
496     ///   a type parameter `X`, since the type `X`  does not reference any regions
497     pub fn skip_binder(&self) -> &T {
498         &self.0
499     }
500
501     pub fn as_ref(&self) -> Binder<&T> {
502         ty::Binder(&self.0)
503     }
504
505     pub fn map_bound_ref<F,U>(&self, f: F) -> Binder<U>
506         where F: FnOnce(&T) -> U
507     {
508         self.as_ref().map_bound(f)
509     }
510
511     pub fn map_bound<F,U>(self, f: F) -> Binder<U>
512         where F: FnOnce(T) -> U
513     {
514         ty::Binder(f(self.0))
515     }
516 }
517
518 impl fmt::Debug for TypeFlags {
519     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
520         write!(f, "{:x}", self.bits)
521     }
522 }
523
524 /// Represents the projection of an associated type. In explicit UFCS
525 /// form this would be written `<T as Trait<..>>::N`.
526 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
527 pub struct ProjectionTy<'tcx> {
528     /// The trait reference `T as Trait<..>`.
529     pub trait_ref: ty::TraitRef<'tcx>,
530
531     /// The name `N` of the associated type.
532     pub item_name: Name,
533 }
534
535 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
536 pub struct BareFnTy<'tcx> {
537     pub unsafety: hir::Unsafety,
538     pub abi: abi::Abi,
539     /// Signature (inputs and output) of this function type.
540     pub sig: PolyFnSig<'tcx>,
541 }
542
543 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx BareFnTy<'tcx> {}
544
545 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
546 pub struct ClosureTy<'tcx> {
547     pub unsafety: hir::Unsafety,
548     pub abi: abi::Abi,
549     pub sig: PolyFnSig<'tcx>,
550 }
551
552 /// Signature of a function type, which I have arbitrarily
553 /// decided to use to refer to the input/output types.
554 ///
555 /// - `inputs` is the list of arguments and their modes.
556 /// - `output` is the return type.
557 /// - `variadic` indicates whether this is a variadic function. (only true for foreign fns)
558 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
559 pub struct FnSig<'tcx> {
560     pub inputs_and_output: &'tcx Slice<Ty<'tcx>>,
561     pub variadic: bool
562 }
563
564 impl<'tcx> FnSig<'tcx> {
565     pub fn inputs(&self) -> &[Ty<'tcx>] {
566         &self.inputs_and_output[..self.inputs_and_output.len() - 1]
567     }
568
569     pub fn output(&self) -> Ty<'tcx> {
570         self.inputs_and_output[self.inputs_and_output.len() - 1]
571     }
572 }
573
574 pub type PolyFnSig<'tcx> = Binder<FnSig<'tcx>>;
575
576 impl<'tcx> PolyFnSig<'tcx> {
577     pub fn inputs(&self) -> Binder<&[Ty<'tcx>]> {
578         Binder(self.skip_binder().inputs())
579     }
580     pub fn input(&self, index: usize) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
581         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.inputs()[index])
582     }
583     pub fn output(&self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
584         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.output().clone())
585     }
586     pub fn variadic(&self) -> bool {
587         self.skip_binder().variadic
588     }
589 }
590
591 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
592 pub struct ParamTy {
593     pub idx: u32,
594     pub name: Name,
595 }
596
597 impl<'a, 'gcx, 'tcx> ParamTy {
598     pub fn new(index: u32, name: Name) -> ParamTy {
599         ParamTy { idx: index, name: name }
600     }
601
602     pub fn for_self() -> ParamTy {
603         ParamTy::new(0, keywords::SelfType.name())
604     }
605
606     pub fn for_def(def: &ty::TypeParameterDef) -> ParamTy {
607         ParamTy::new(def.index, def.name)
608     }
609
610     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
611         tcx.mk_param(self.idx, self.name)
612     }
613
614     pub fn is_self(&self) -> bool {
615         if self.name == keywords::SelfType.name() {
616             assert_eq!(self.idx, 0);
617             true
618         } else {
619             false
620         }
621     }
622 }
623
624 /// A [De Bruijn index][dbi] is a standard means of representing
625 /// regions (and perhaps later types) in a higher-ranked setting. In
626 /// particular, imagine a type like this:
627 ///
628 ///     for<'a> fn(for<'b> fn(&'b isize, &'a isize), &'a char)
629 ///     ^          ^            |        |         |
630 ///     |          |            |        |         |
631 ///     |          +------------+ 1      |         |
632 ///     |                                |         |
633 ///     +--------------------------------+ 2       |
634 ///     |                                          |
635 ///     +------------------------------------------+ 1
636 ///
637 /// In this type, there are two binders (the outer fn and the inner
638 /// fn). We need to be able to determine, for any given region, which
639 /// fn type it is bound by, the inner or the outer one. There are
640 /// various ways you can do this, but a De Bruijn index is one of the
641 /// more convenient and has some nice properties. The basic idea is to
642 /// count the number of binders, inside out. Some examples should help
643 /// clarify what I mean.
644 ///
645 /// Let's start with the reference type `&'b isize` that is the first
646 /// argument to the inner function. This region `'b` is assigned a De
647 /// Bruijn index of 1, meaning "the innermost binder" (in this case, a
648 /// fn). The region `'a` that appears in the second argument type (`&'a
649 /// isize`) would then be assigned a De Bruijn index of 2, meaning "the
650 /// second-innermost binder". (These indices are written on the arrays
651 /// in the diagram).
652 ///
653 /// What is interesting is that De Bruijn index attached to a particular
654 /// variable will vary depending on where it appears. For example,
655 /// the final type `&'a char` also refers to the region `'a` declared on
656 /// the outermost fn. But this time, this reference is not nested within
657 /// any other binders (i.e., it is not an argument to the inner fn, but
658 /// rather the outer one). Therefore, in this case, it is assigned a
659 /// De Bruijn index of 1, because the innermost binder in that location
660 /// is the outer fn.
661 ///
662 /// [dbi]: http://en.wikipedia.org/wiki/De_Bruijn_index
663 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Debug, Copy)]
664 pub struct DebruijnIndex {
665     // We maintain the invariant that this is never 0. So 1 indicates
666     // the innermost binder. To ensure this, create with `DebruijnIndex::new`.
667     pub depth: u32,
668 }
669
670 /// Representation of regions.
671 ///
672 /// Unlike types, most region variants are "fictitious", not concrete,
673 /// regions. Among these, `ReStatic`, `ReEmpty` and `ReScope` are the only
674 /// ones representing concrete regions.
675 ///
676 /// ## Bound Regions
677 ///
678 /// These are regions that are stored behind a binder and must be substituted
679 /// with some concrete region before being used. There are 2 kind of
680 /// bound regions: early-bound, which are bound in an item's Generics,
681 /// and are substituted by a Substs,  and late-bound, which are part of
682 /// higher-ranked types (e.g. `for<'a> fn(&'a ())`) and are substituted by
683 /// the likes of `liberate_late_bound_regions`. The distinction exists
684 /// because higher-ranked lifetimes aren't supported in all places. See [1][2].
685 ///
686 /// Unlike TyParam-s, bound regions are not supposed to exist "in the wild"
687 /// outside their binder, e.g. in types passed to type inference, and
688 /// should first be substituted (by skolemized regions, free regions,
689 /// or region variables).
690 ///
691 /// ## Skolemized and Free Regions
692 ///
693 /// One often wants to work with bound regions without knowing their precise
694 /// identity. For example, when checking a function, the lifetime of a borrow
695 /// can end up being assigned to some region parameter. In these cases,
696 /// it must be ensured that bounds on the region can't be accidentally
697 /// assumed without being checked.
698 ///
699 /// The process of doing that is called "skolemization". The bound regions
700 /// are replaced by skolemized markers, which don't satisfy any relation
701 /// not explicity provided.
702 ///
703 /// There are 2 kinds of skolemized regions in rustc: `ReFree` and
704 /// `ReSkolemized`. When checking an item's body, `ReFree` is supposed
705 /// to be used. These also support explicit bounds: both the internally-stored
706 /// *scope*, which the region is assumed to outlive, as well as other
707 /// relations stored in the `FreeRegionMap`. Note that these relations
708 /// aren't checked when you `make_subregion` (or `eq_types`), only by
709 /// `resolve_regions_and_report_errors`.
710 ///
711 /// When working with higher-ranked types, some region relations aren't
712 /// yet known, so you can't just call `resolve_regions_and_report_errors`.
713 /// `ReSkolemized` is designed for this purpose. In these contexts,
714 /// there's also the risk that some inference variable laying around will
715 /// get unified with your skolemized region: if you want to check whether
716 /// `for<'a> Foo<'_>: 'a`, and you substitute your bound region `'a`
717 /// with a skolemized region `'%a`, the variable `'_` would just be
718 /// instantiated to the skolemized region `'%a`, which is wrong because
719 /// the inference variable is supposed to satisfy the relation
720 /// *for every value of the skolemized region*. To ensure that doesn't
721 /// happen, you can use `leak_check`. This is more clearly explained
722 /// by infer/higher_ranked/README.md.
723 ///
724 /// [1] http://smallcultfollowing.com/babysteps/blog/2013/10/29/intermingled-parameter-lists/
725 /// [2] http://smallcultfollowing.com/babysteps/blog/2013/11/04/intermingled-parameter-lists/
726 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable)]
727 pub enum Region {
728     // Region bound in a type or fn declaration which will be
729     // substituted 'early' -- that is, at the same time when type
730     // parameters are substituted.
731     ReEarlyBound(EarlyBoundRegion),
732
733     // Region bound in a function scope, which will be substituted when the
734     // function is called.
735     ReLateBound(DebruijnIndex, BoundRegion),
736
737     /// When checking a function body, the types of all arguments and so forth
738     /// that refer to bound region parameters are modified to refer to free
739     /// region parameters.
740     ReFree(FreeRegion),
741
742     /// A concrete region naming some statically determined extent
743     /// (e.g. an expression or sequence of statements) within the
744     /// current function.
745     ReScope(region::CodeExtent),
746
747     /// Static data that has an "infinite" lifetime. Top in the region lattice.
748     ReStatic,
749
750     /// A region variable.  Should not exist after typeck.
751     ReVar(RegionVid),
752
753     /// A skolemized region - basically the higher-ranked version of ReFree.
754     /// Should not exist after typeck.
755     ReSkolemized(SkolemizedRegionVid, BoundRegion),
756
757     /// Empty lifetime is for data that is never accessed.
758     /// Bottom in the region lattice. We treat ReEmpty somewhat
759     /// specially; at least right now, we do not generate instances of
760     /// it during the GLB computations, but rather
761     /// generate an error instead. This is to improve error messages.
762     /// The only way to get an instance of ReEmpty is to have a region
763     /// variable with no constraints.
764     ReEmpty,
765
766     /// Erased region, used by trait selection, in MIR and during trans.
767     ReErased,
768 }
769
770 impl<'tcx> serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx Region {}
771
772 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Debug)]
773 pub struct EarlyBoundRegion {
774     pub index: u32,
775     pub name: Name,
776 }
777
778 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
779 pub struct TyVid {
780     pub index: u32,
781 }
782
783 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
784 pub struct IntVid {
785     pub index: u32
786 }
787
788 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
789 pub struct FloatVid {
790     pub index: u32
791 }
792
793 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, Hash, Copy)]
794 pub struct RegionVid {
795     pub index: u32
796 }
797
798 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
799 pub struct SkolemizedRegionVid {
800     pub index: u32
801 }
802
803 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
804 pub enum InferTy {
805     TyVar(TyVid),
806     IntVar(IntVid),
807     FloatVar(FloatVid),
808
809     /// A `FreshTy` is one that is generated as a replacement for an
810     /// unbound type variable. This is convenient for caching etc. See
811     /// `infer::freshen` for more details.
812     FreshTy(u32),
813     FreshIntTy(u32),
814     FreshFloatTy(u32)
815 }
816
817 /// A `ProjectionPredicate` for an `ExistentialTraitRef`.
818 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
819 pub struct ExistentialProjection<'tcx> {
820     pub trait_ref: ExistentialTraitRef<'tcx>,
821     pub item_name: Name,
822     pub ty: Ty<'tcx>
823 }
824
825 pub type PolyExistentialProjection<'tcx> = Binder<ExistentialProjection<'tcx>>;
826
827 impl<'a, 'tcx, 'gcx> ExistentialProjection<'tcx> {
828     pub fn item_name(&self) -> Name {
829         self.item_name // safe to skip the binder to access a name
830     }
831
832     pub fn sort_key(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> (u64, InternedString) {
833         // We want something here that is stable across crate boundaries.
834         // The DefId isn't but the `deterministic_hash` of the corresponding
835         // DefPath is.
836         let trait_def = tcx.lookup_trait_def(self.trait_ref.def_id);
837         let def_path_hash = trait_def.def_path_hash;
838
839         // An `ast::Name` is also not stable (it's just an index into an
840         // interning table), so map to the corresponding `InternedString`.
841         let item_name = self.item_name.as_str();
842         (def_path_hash, item_name)
843     }
844
845     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
846                         self_ty: Ty<'tcx>)
847                         -> ty::ProjectionPredicate<'tcx>
848     {
849         // otherwise the escaping regions would be captured by the binders
850         assert!(!self_ty.has_escaping_regions());
851
852         ty::ProjectionPredicate {
853             projection_ty: ty::ProjectionTy {
854                 trait_ref: self.trait_ref.with_self_ty(tcx, self_ty),
855                 item_name: self.item_name
856             },
857             ty: self.ty
858         }
859     }
860 }
861
862 impl<'a, 'tcx, 'gcx> PolyExistentialProjection<'tcx> {
863     pub fn item_name(&self) -> Name {
864         self.skip_binder().item_name()
865     }
866
867     pub fn sort_key(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> (u64, InternedString) {
868         self.skip_binder().sort_key(tcx)
869     }
870
871     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>)
872         -> ty::PolyProjectionPredicate<'tcx> {
873         self.map_bound(|p| p.with_self_ty(tcx, self_ty))
874     }
875 }
876
877 impl DebruijnIndex {
878     pub fn new(depth: u32) -> DebruijnIndex {
879         assert!(depth > 0);
880         DebruijnIndex { depth: depth }
881     }
882
883     pub fn shifted(&self, amount: u32) -> DebruijnIndex {
884         DebruijnIndex { depth: self.depth + amount }
885     }
886 }
887
888 // Region utilities
889 impl Region {
890     pub fn is_bound(&self) -> bool {
891         match *self {
892             ty::ReEarlyBound(..) => true,
893             ty::ReLateBound(..) => true,
894             _ => false
895         }
896     }
897
898     pub fn needs_infer(&self) -> bool {
899         match *self {
900             ty::ReVar(..) | ty::ReSkolemized(..) => true,
901             _ => false
902         }
903     }
904
905     pub fn escapes_depth(&self, depth: u32) -> bool {
906         match *self {
907             ty::ReLateBound(debruijn, _) => debruijn.depth > depth,
908             _ => false,
909         }
910     }
911
912     /// Returns the depth of `self` from the (1-based) binding level `depth`
913     pub fn from_depth(&self, depth: u32) -> Region {
914         match *self {
915             ty::ReLateBound(debruijn, r) => ty::ReLateBound(DebruijnIndex {
916                 depth: debruijn.depth - (depth - 1)
917             }, r),
918             r => r
919         }
920     }
921
922     pub fn type_flags(&self) -> TypeFlags {
923         let mut flags = TypeFlags::empty();
924
925         match *self {
926             ty::ReVar(..) => {
927                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_INFER;
928                 flags = flags | TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX;
929             }
930             ty::ReSkolemized(..) => {
931                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_INFER;
932                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_SKOL;
933                 flags = flags | TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX;
934             }
935             ty::ReLateBound(..) => { }
936             ty::ReEarlyBound(..) => { flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_EARLY_BOUND; }
937             ty::ReStatic | ty::ReErased => { }
938             _ => { flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS; }
939         }
940
941         match *self {
942             ty::ReStatic | ty::ReEmpty | ty::ReErased => (),
943             _ => flags = flags | TypeFlags::HAS_LOCAL_NAMES,
944         }
945
946         debug!("type_flags({:?}) = {:?}", self, flags);
947
948         flags
949     }
950 }
951
952 // Type utilities
953 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyS<'tcx> {
954     pub fn as_opt_param_ty(&self) -> Option<ty::ParamTy> {
955         match self.sty {
956             ty::TyParam(ref d) => Some(d.clone()),
957             _ => None,
958         }
959     }
960
961     pub fn is_nil(&self) -> bool {
962         match self.sty {
963             TyTuple(ref tys, _) => tys.is_empty(),
964             _ => false
965         }
966     }
967
968     pub fn is_never(&self) -> bool {
969         match self.sty {
970             TyNever => true,
971             _ => false,
972         }
973     }
974
975     // Test whether this is a `()` which was produced by defaulting a
976     // diverging type variable with feature(never_type) disabled.
977     pub fn is_defaulted_unit(&self) -> bool {
978         match self.sty {
979             TyTuple(_, true) => true,
980             _ => false,
981         }
982     }
983
984     /// Checks whether a type is visibly uninhabited from a particular module.
985     /// # Example
986     /// ```rust
987     /// enum Void {}
988     /// mod a {
989     ///     pub mod b {
990     ///         pub struct SecretlyUninhabited {
991     ///             _priv: !,
992     ///         }
993     ///     }
994     /// }
995     ///
996     /// mod c {
997     ///     pub struct AlsoSecretlyUninhabited {
998     ///         _priv: Void,
999     ///     }
1000     ///     mod d {
1001     ///     }
1002     /// }
1003     ///
1004     /// struct Foo {
1005     ///     x: a::b::SecretlyUninhabited,
1006     ///     y: c::AlsoSecretlyUninhabited,
1007     /// }
1008     /// ```
1009     /// In this code, the type `Foo` will only be visibly uninhabited inside the
1010     /// modules b, c and d. This effects pattern-matching on `Foo` or types that
1011     /// contain `Foo`.
1012     ///
1013     /// # Example
1014     /// ```rust
1015     /// let foo_result: Result<T, Foo> = ... ;
1016     /// let Ok(t) = foo_result;
1017     /// ```
1018     /// This code should only compile in modules where the uninhabitedness of Foo is
1019     /// visible.
1020     pub fn is_uninhabited_from(&self, module: DefId, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> bool {
1021         let mut visited = FxHashSet::default();
1022         let forest = self.uninhabited_from(&mut visited, tcx);
1023
1024         // To check whether this type is uninhabited at all (not just from the
1025         // given node) you could check whether the forest is empty.
1026         // ```
1027         // forest.is_empty()
1028         // ```
1029         forest.contains(tcx, module)
1030     }
1031
1032     pub fn is_primitive(&self) -> bool {
1033         match self.sty {
1034             TyBool | TyChar | TyInt(_) | TyUint(_) | TyFloat(_) => true,
1035             _ => false,
1036         }
1037     }
1038
1039     pub fn is_ty_var(&self) -> bool {
1040         match self.sty {
1041             TyInfer(TyVar(_)) => true,
1042             _ => false
1043         }
1044     }
1045
1046     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
1047         if let TyAdt(def, _) = self.sty {
1048             def.is_phantom_data()
1049         } else {
1050             false
1051         }
1052     }
1053
1054     pub fn is_bool(&self) -> bool { self.sty == TyBool }
1055
1056     pub fn is_param(&self, index: u32) -> bool {
1057         match self.sty {
1058             ty::TyParam(ref data) => data.idx == index,
1059             _ => false,
1060         }
1061     }
1062
1063     pub fn is_self(&self) -> bool {
1064         match self.sty {
1065             TyParam(ref p) => p.is_self(),
1066             _ => false
1067         }
1068     }
1069
1070     pub fn is_slice(&self) -> bool {
1071         match self.sty {
1072             TyRawPtr(mt) | TyRef(_, mt) => match mt.ty.sty {
1073                 TySlice(_) | TyStr => true,
1074                 _ => false,
1075             },
1076             _ => false
1077         }
1078     }
1079
1080     pub fn is_structural(&self) -> bool {
1081         match self.sty {
1082             TyAdt(..) | TyTuple(..) | TyArray(..) | TyClosure(..) => true,
1083             _ => self.is_slice() | self.is_trait()
1084         }
1085     }
1086
1087     #[inline]
1088     pub fn is_simd(&self) -> bool {
1089         match self.sty {
1090             TyAdt(def, _) => def.is_simd(),
1091             _ => false
1092         }
1093     }
1094
1095     pub fn sequence_element_type(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1096         match self.sty {
1097             TyArray(ty, _) | TySlice(ty) => ty,
1098             TyStr => tcx.mk_mach_uint(ast::UintTy::U8),
1099             _ => bug!("sequence_element_type called on non-sequence value: {}", self),
1100         }
1101     }
1102
1103     pub fn simd_type(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1104         match self.sty {
1105             TyAdt(def, substs) => {
1106                 def.struct_variant().fields[0].ty(tcx, substs)
1107             }
1108             _ => bug!("simd_type called on invalid type")
1109         }
1110     }
1111
1112     pub fn simd_size(&self, _cx: TyCtxt) -> usize {
1113         match self.sty {
1114             TyAdt(def, _) => def.struct_variant().fields.len(),
1115             _ => bug!("simd_size called on invalid type")
1116         }
1117     }
1118
1119     pub fn is_region_ptr(&self) -> bool {
1120         match self.sty {
1121             TyRef(..) => true,
1122             _ => false
1123         }
1124     }
1125
1126     pub fn is_mutable_pointer(&self) -> bool {
1127         match self.sty {
1128             TyRawPtr(tnm) | TyRef(_, tnm) => if let hir::Mutability::MutMutable = tnm.mutbl {
1129                 true
1130             } else {
1131                 false
1132             },
1133             _ => false
1134         }
1135     }
1136
1137     pub fn is_unsafe_ptr(&self) -> bool {
1138         match self.sty {
1139             TyRawPtr(_) => return true,
1140             _ => return false
1141         }
1142     }
1143
1144     pub fn is_box(&self) -> bool {
1145         match self.sty {
1146             TyAdt(def, _) => def.is_box(),
1147             _ => false,
1148         }
1149     }
1150
1151     pub fn boxed_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1152         match self.sty {
1153             TyAdt(def, substs) if def.is_box() => substs.type_at(0),
1154             _ => bug!("`boxed_ty` is called on non-box type {:?}", self),
1155         }
1156     }
1157
1158     /*
1159      A scalar type is one that denotes an atomic datum, with no sub-components.
1160      (A TyRawPtr is scalar because it represents a non-managed pointer, so its
1161      contents are abstract to rustc.)
1162     */
1163     pub fn is_scalar(&self) -> bool {
1164         match self.sty {
1165             TyBool | TyChar | TyInt(_) | TyFloat(_) | TyUint(_) |
1166             TyInfer(IntVar(_)) | TyInfer(FloatVar(_)) |
1167             TyFnDef(..) | TyFnPtr(_) | TyRawPtr(_) => true,
1168             _ => false
1169         }
1170     }
1171
1172     /// Returns true if this type is a floating point type and false otherwise.
1173     pub fn is_floating_point(&self) -> bool {
1174         match self.sty {
1175             TyFloat(_) |
1176             TyInfer(FloatVar(_)) => true,
1177             _ => false,
1178         }
1179     }
1180
1181     pub fn is_trait(&self) -> bool {
1182         match self.sty {
1183             TyDynamic(..) => true,
1184             _ => false
1185         }
1186     }
1187
1188     pub fn is_integral(&self) -> bool {
1189         match self.sty {
1190             TyInfer(IntVar(_)) | TyInt(_) | TyUint(_) => true,
1191             _ => false
1192         }
1193     }
1194
1195     pub fn is_fresh(&self) -> bool {
1196         match self.sty {
1197             TyInfer(FreshTy(_)) => true,
1198             TyInfer(FreshIntTy(_)) => true,
1199             TyInfer(FreshFloatTy(_)) => true,
1200             _ => false
1201         }
1202     }
1203
1204     pub fn is_uint(&self) -> bool {
1205         match self.sty {
1206             TyInfer(IntVar(_)) | TyUint(ast::UintTy::Us) => true,
1207             _ => false
1208         }
1209     }
1210
1211     pub fn is_char(&self) -> bool {
1212         match self.sty {
1213             TyChar => true,
1214             _ => false
1215         }
1216     }
1217
1218     pub fn is_fp(&self) -> bool {
1219         match self.sty {
1220             TyInfer(FloatVar(_)) | TyFloat(_) => true,
1221             _ => false
1222         }
1223     }
1224
1225     pub fn is_numeric(&self) -> bool {
1226         self.is_integral() || self.is_fp()
1227     }
1228
1229     pub fn is_signed(&self) -> bool {
1230         match self.sty {
1231             TyInt(_) => true,
1232             _ => false
1233         }
1234     }
1235
1236     pub fn is_machine(&self) -> bool {
1237         match self.sty {
1238             TyInt(ast::IntTy::Is) | TyUint(ast::UintTy::Us) => false,
1239             TyInt(..) | TyUint(..) | TyFloat(..) => true,
1240             _ => false
1241         }
1242     }
1243
1244     pub fn has_concrete_skeleton(&self) -> bool {
1245         match self.sty {
1246             TyParam(_) | TyInfer(_) | TyError => false,
1247             _ => true,
1248         }
1249     }
1250
1251     // Returns the type and mutability of *ty.
1252     //
1253     // The parameter `explicit` indicates if this is an *explicit* dereference.
1254     // Some types---notably unsafe ptrs---can only be dereferenced explicitly.
1255     pub fn builtin_deref(&self, explicit: bool, pref: ty::LvaluePreference)
1256         -> Option<TypeAndMut<'tcx>>
1257     {
1258         match self.sty {
1259             TyAdt(def, _) if def.is_box() => {
1260                 Some(TypeAndMut {
1261                     ty: self.boxed_ty(),
1262                     mutbl: if pref == ty::PreferMutLvalue {
1263                         hir::MutMutable
1264                     } else {
1265                         hir::MutImmutable
1266                     },
1267                 })
1268             },
1269             TyRef(_, mt) => Some(mt),
1270             TyRawPtr(mt) if explicit => Some(mt),
1271             _ => None
1272         }
1273     }
1274
1275     // Returns the type of ty[i]
1276     pub fn builtin_index(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1277         match self.sty {
1278             TyArray(ty, _) | TySlice(ty) => Some(ty),
1279             _ => None
1280         }
1281     }
1282
1283     pub fn fn_sig(&self) -> &'tcx PolyFnSig<'tcx> {
1284         match self.sty {
1285             TyFnDef(.., ref f) | TyFnPtr(ref f) => &f.sig,
1286             _ => bug!("Ty::fn_sig() called on non-fn type: {:?}", self)
1287         }
1288     }
1289
1290     /// Returns the ABI of the given function.
1291     pub fn fn_abi(&self) -> abi::Abi {
1292         match self.sty {
1293             TyFnDef(.., ref f) | TyFnPtr(ref f) => f.abi,
1294             _ => bug!("Ty::fn_abi() called on non-fn type"),
1295         }
1296     }
1297
1298     // Type accessors for substructures of types
1299     pub fn fn_args(&self) -> ty::Binder<&[Ty<'tcx>]> {
1300         self.fn_sig().inputs()
1301     }
1302
1303     pub fn fn_ret(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1304         self.fn_sig().output()
1305     }
1306
1307     pub fn is_fn(&self) -> bool {
1308         match self.sty {
1309             TyFnDef(..) | TyFnPtr(_) => true,
1310             _ => false
1311         }
1312     }
1313
1314     pub fn ty_to_def_id(&self) -> Option<DefId> {
1315         match self.sty {
1316             TyDynamic(ref tt, ..) => tt.principal().map(|p| p.def_id()),
1317             TyAdt(def, _) => Some(def.did),
1318             TyClosure(id, _) => Some(id),
1319             _ => None
1320         }
1321     }
1322
1323     pub fn ty_adt_def(&self) -> Option<&'tcx AdtDef> {
1324         match self.sty {
1325             TyAdt(adt, _) => Some(adt),
1326             _ => None
1327         }
1328     }
1329
1330     /// Returns the regions directly referenced from this type (but
1331     /// not types reachable from this type via `walk_tys`). This
1332     /// ignores late-bound regions binders.
1333     pub fn regions(&self) -> Vec<&'tcx ty::Region> {
1334         match self.sty {
1335             TyRef(region, _) => {
1336                 vec![region]
1337             }
1338             TyDynamic(ref obj, region) => {
1339                 let mut v = vec![region];
1340                 if let Some(p) = obj.principal() {
1341                     v.extend(p.skip_binder().substs.regions());
1342                 }
1343                 v
1344             }
1345             TyAdt(_, substs) | TyAnon(_, substs) => {
1346                 substs.regions().collect()
1347             }
1348             TyClosure(_, ref substs) => {
1349                 substs.substs.regions().collect()
1350             }
1351             TyProjection(ref data) => {
1352                 data.trait_ref.substs.regions().collect()
1353             }
1354             TyFnDef(..) |
1355             TyFnPtr(_) |
1356             TyBool |
1357             TyChar |
1358             TyInt(_) |
1359             TyUint(_) |
1360             TyFloat(_) |
1361             TyStr |
1362             TyArray(..) |
1363             TySlice(_) |
1364             TyRawPtr(_) |
1365             TyNever |
1366             TyTuple(..) |
1367             TyParam(_) |
1368             TyInfer(_) |
1369             TyError => {
1370                 vec![]
1371             }
1372         }
1373     }
1374 }