src/librustc/ty/util.rs

   1 //! Miscellaneous type-system utilities that are too small to deserve their own modules.
   2
   3 use crate::hir;
   4 use crate::hir::def_id::DefId;
   5 use crate::hir::map::DefPathData;
   6 use crate::mir::interpret::{sign_extend, truncate};
   7 use crate::ich::NodeIdHashingMode;
   8 use crate::traits::{self, ObligationCause};
   9 use crate::ty::{self, DefIdTree, Ty, TyCtxt, GenericParamDefKind, TypeFoldable};
  10 use crate::ty::subst::{Subst, InternalSubsts, SubstsRef, UnpackedKind};
  11 use crate::ty::query::TyCtxtAt;
  12 use crate::ty::TyKind::*;
  13 use crate::ty::layout::{Integer, IntegerExt};
  14 use crate::mir::interpret::ConstValue;
  15 use crate::util::common::ErrorReported;
  16 use crate::middle::lang_items;
  17
  18 use rustc_data_structures::stable_hasher::{StableHasher, HashStable};
  19 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
  20 use rustc_macros::HashStable;
  21 use std::{cmp, fmt};
  22 use syntax::ast;
  23 use syntax::attr::{self, SignedInt, UnsignedInt};
  24 use syntax_pos::{Span, DUMMY_SP};
  25
  26 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
  27 pub struct Discr<'tcx> {
  28     /// Bit representation of the discriminant (e.g., `-128i8` is `0xFF_u128`).
  29     pub val: u128,
  30     pub ty: Ty<'tcx>
  31 }
  32
  33 impl<'tcx> fmt::Display for Discr<'tcx> {
  34     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
  35         match self.ty.sty {
  36             ty::Int(ity) => {
  37                 let size = ty::tls::with(|tcx| {
  38                     Integer::from_attr(&tcx, SignedInt(ity)).size()
  39                 });
  40                 let x = self.val;
  41                 // sign extend the raw representation to be an i128
  42                 let x = sign_extend(x, size) as i128;
  43                 write!(fmt, "{}", x)
  44             },
  45             _ => write!(fmt, "{}", self.val),
  46         }
  47     }
  48 }
  49
  50 impl<'tcx> Discr<'tcx> {
  51     /// Adds `1` to the value and wraps around if the maximum for the type is reached.
  52     pub fn wrap_incr<'a, 'gcx>(self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Self {
  53         self.checked_add(tcx, 1).0
  54     }
  55     pub fn checked_add<'a, 'gcx>(self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>, n: u128) -> (Self, bool) {
  56         let (int, signed) = match self.ty.sty {
  57             Int(ity) => (Integer::from_attr(&tcx, SignedInt(ity)), true),
  58             Uint(uty) => (Integer::from_attr(&tcx, UnsignedInt(uty)), false),
  59             _ => bug!("non integer discriminant"),
  60         };
  61
  62         let size = int.size();
  63         let bit_size = int.size().bits();
  64         let shift = 128 - bit_size;
  65         if signed {
  66             let sext = |u| {
  67                 sign_extend(u, size) as i128
  68             };
  69             let min = sext(1_u128 << (bit_size - 1));
  70             let max = i128::max_value() >> shift;
  71             let val = sext(self.val);
  72             assert!(n < (i128::max_value() as u128));
  73             let n = n as i128;
  74             let oflo = val > max - n;
  75             let val = if oflo {
  76                 min + (n - (max - val) - 1)
  77             } else {
  78                 val + n
  79             };
  80             // zero the upper bits
  81             let val = val as u128;
  82             let val = truncate(val, size);
  83             (Self {
  84                 val: val as u128,
  85                 ty: self.ty,
  86             }, oflo)
  87         } else {
  88             let max = u128::max_value() >> shift;
  89             let val = self.val;
  90             let oflo = val > max - n;
  91             let val = if oflo {
  92                 n - (max - val) - 1
  93             } else {
  94                 val + n
  95             };
  96             (Self {
  97                 val: val,
  98                 ty: self.ty,
  99             }, oflo)
 100         }
 101     }
 102 }
 103
 104 pub trait IntTypeExt {
 105     fn to_ty<'a, 'gcx, 'tcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Ty<'tcx>;
 106     fn disr_incr<'a, 'tcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, val: Option<Discr<'tcx>>)
 107                            -> Option<Discr<'tcx>>;
 108     fn initial_discriminant<'a, 'tcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> Discr<'tcx>;
 109 }
 110
 111 impl IntTypeExt for attr::IntType {
 112     fn to_ty<'a, 'gcx, 'tcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
 113         match *self {
 114             SignedInt(ast::IntTy::I8)       => tcx.types.i8,
 115             SignedInt(ast::IntTy::I16)      => tcx.types.i16,
 116             SignedInt(ast::IntTy::I32)      => tcx.types.i32,
 117             SignedInt(ast::IntTy::I64)      => tcx.types.i64,
 118             SignedInt(ast::IntTy::I128)     => tcx.types.i128,
 119             SignedInt(ast::IntTy::Isize)    => tcx.types.isize,
 120             UnsignedInt(ast::UintTy::U8)    => tcx.types.u8,
 121             UnsignedInt(ast::UintTy::U16)   => tcx.types.u16,
 122             UnsignedInt(ast::UintTy::U32)   => tcx.types.u32,
 123             UnsignedInt(ast::UintTy::U64)   => tcx.types.u64,
 124             UnsignedInt(ast::UintTy::U128)  => tcx.types.u128,
 125             UnsignedInt(ast::UintTy::Usize) => tcx.types.usize,
 126         }
 127     }
 128
 129     fn initial_discriminant<'a, 'tcx>(&self, tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> Discr<'tcx> {
 130         Discr {
 131             val: 0,
 132             ty: self.to_ty(tcx)
 133         }
 134     }
 135
 136     fn disr_incr<'a, 'tcx>(
 137         &self,
 138         tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 139         val: Option<Discr<'tcx>>,
 140     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
 141         if let Some(val) = val {
 142             assert_eq!(self.to_ty(tcx), val.ty);
 143             let (new, oflo) = val.checked_add(tcx, 1);
 144             if oflo {
 145                 None
 146             } else {
 147                 Some(new)
 148             }
 149         } else {
 150             Some(self.initial_discriminant(tcx))
 151         }
 152     }
 153 }
 154
 155
 156 #[derive(Clone)]
 157 pub enum CopyImplementationError<'tcx> {
 158     InfrigingFields(Vec<&'tcx ty::FieldDef>),
 159     NotAnAdt,
 160     HasDestructor,
 161 }
 162
 163 /// Describes whether a type is representable. For types that are not
 164 /// representable, 'SelfRecursive' and 'ContainsRecursive' are used to
 165 /// distinguish between types that are recursive with themselves and types that
 166 /// contain a different recursive type. These cases can therefore be treated
 167 /// differently when reporting errors.
 168 ///
 169 /// The ordering of the cases is significant. They are sorted so that cmp::max
 170 /// will keep the "more erroneous" of two values.
 171 #[derive(Clone, PartialOrd, Ord, Eq, PartialEq, Debug)]
 172 pub enum Representability {
 173     Representable,
 174     ContainsRecursive,
 175     SelfRecursive(Vec<Span>),
 176 }
 177
 178 impl<'tcx> ty::ParamEnv<'tcx> {
 179     pub fn can_type_implement_copy<'a>(self,
 180                                        tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 181                                        self_type: Ty<'tcx>)
 182                                        -> Result<(), CopyImplementationError<'tcx>> {
 183         // FIXME: (@jroesch) float this code up
 184         tcx.infer_ctxt().enter(|infcx| {
 185             let (adt, substs) = match self_type.sty {
 186                 // These types used to have a builtin impl.
 187                 // Now libcore provides that impl.
 188                 ty::Uint(_) | ty::Int(_) | ty::Bool | ty::Float(_) |
 189                 ty::Char | ty::RawPtr(..) | ty::Never |
 190                 ty::Ref(_, _, hir::MutImmutable) => return Ok(()),
 191
 192                 ty::Adt(adt, substs) => (adt, substs),
 193
 194                 _ => return Err(CopyImplementationError::NotAnAdt),
 195             };
 196
 197             let mut infringing = Vec::new();
 198             for variant in &adt.variants {
 199                 for field in &variant.fields {
 200                     let ty = field.ty(tcx, substs);
 201                     if ty.references_error() {
 202                         continue;
 203                     }
 204                     let span = tcx.def_span(field.did);
 205                     let cause = ObligationCause { span, ..ObligationCause::dummy() };
 206                     let ctx = traits::FulfillmentContext::new();
 207                     match traits::fully_normalize(&infcx, ctx, cause, self, &ty) {
 208                         Ok(ty) => if !infcx.type_is_copy_modulo_regions(self, ty, span) {
 209                             infringing.push(field);
 210                         }
 211                         Err(errors) => {
 212                             infcx.report_fulfillment_errors(&errors, None, false);
 213                         }
 214                     };
 215                 }
 216             }
 217             if !infringing.is_empty() {
 218                 return Err(CopyImplementationError::InfrigingFields(infringing));
 219             }
 220             if adt.has_dtor(tcx) {
 221                 return Err(CopyImplementationError::HasDestructor);
 222             }
 223
 224             Ok(())
 225         })
 226     }
 227 }
 228
 229 impl<'a, 'tcx> TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx> {
 230     /// Creates a hash of the type `Ty` which will be the same no matter what crate
 231     /// context it's calculated within. This is used by the `type_id` intrinsic.
 232     pub fn type_id_hash(self, ty: Ty<'tcx>) -> u64 {
 233         let mut hasher = StableHasher::new();
 234         let mut hcx = self.create_stable_hashing_context();
 235
 236         // We want the type_id be independent of the types free regions, so we
 237         // erase them. The erase_regions() call will also anonymize bound
 238         // regions, which is desirable too.
 239         let ty = self.erase_regions(&ty);
 240
 241         hcx.while_hashing_spans(false, |hcx| {
 242             hcx.with_node_id_hashing_mode(NodeIdHashingMode::HashDefPath, |hcx| {
 243                 ty.hash_stable(hcx, &mut hasher);
 244             });
 245         });
 246         hasher.finish()
 247     }
 248 }
 249
 250 impl<'a, 'gcx, 'tcx> TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx> {
 251     pub fn has_error_field(self, ty: Ty<'tcx>) -> bool {
 252         if let ty::Adt(def, substs) = ty.sty {
 253             for field in def.all_fields() {
 254                 let field_ty = field.ty(self, substs);
 255                 if let Error = field_ty.sty {
 256                     return true;
 257                 }
 258             }
 259         }
 260         false
 261     }
 262
 263     /// Returns the deeply last field of nested structures, or the same type,
 264     /// if not a structure at all. Corresponds to the only possible unsized
 265     /// field, and its type can be used to determine unsizing strategy.
 266     pub fn struct_tail(self, mut ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
 267         loop {
 268             match ty.sty {
 269                 ty::Adt(def, substs) => {
 270                     if !def.is_struct() {
 271                         break;
 272                     }
 273                     match def.non_enum_variant().fields.last() {
 274                         Some(f) => ty = f.ty(self, substs),
 275                         None => break,
 276                     }
 277                 }
 278
 279                 ty::Tuple(tys) => {
 280                     if let Some((&last_ty, _)) = tys.split_last() {
 281                         ty = last_ty.expect_ty();
 282                     } else {
 283                         break;
 284                     }
 285                 }
 286
 287                 _ => {
 288                     break;
 289                 }
 290             }
 291         }
 292         ty
 293     }
 294
 295     /// Same as applying struct_tail on `source` and `target`, but only
 296     /// keeps going as long as the two types are instances of the same
 297     /// structure definitions.
 298     /// For `(Foo<Foo<T>>, Foo<dyn Trait>)`, the result will be `(Foo<T>, Trait)`,
 299     /// whereas struct_tail produces `T`, and `Trait`, respectively.
 300     pub fn struct_lockstep_tails(self,
 301                                  source: Ty<'tcx>,
 302                                  target: Ty<'tcx>)
 303                                  -> (Ty<'tcx>, Ty<'tcx>) {
 304         let (mut a, mut b) = (source, target);
 305         loop {
 306             match (&a.sty, &b.sty) {
 307                 (&Adt(a_def, a_substs), &Adt(b_def, b_substs))
 308                         if a_def == b_def && a_def.is_struct() => {
 309                     if let Some(f) = a_def.non_enum_variant().fields.last() {
 310                         a = f.ty(self, a_substs);
 311                         b = f.ty(self, b_substs);
 312                     } else {
 313                         break;
 314                     }
 315                 },
 316                 (&Tuple(a_tys), &Tuple(b_tys))
 317                         if a_tys.len() == b_tys.len() => {
 318                     if let Some(a_last) = a_tys.last() {
 319                         a = a_last.expect_ty();
 320                         b = b_tys.last().unwrap().expect_ty();
 321                     } else {
 322                         break;
 323                     }
 324                 },
 325                 _ => break,
 326             }
 327         }
 328         (a, b)
 329     }
 330
 331     /// Given a set of predicates that apply to an object type, returns
 332     /// the region bounds that the (erased) `Self` type must
 333     /// outlive. Precisely *because* the `Self` type is erased, the
 334     /// parameter `erased_self_ty` must be supplied to indicate what type
 335     /// has been used to represent `Self` in the predicates
 336     /// themselves. This should really be a unique type; `FreshTy(0)` is a
 337     /// popular choice.
 338     ///
 339     /// N.B., in some cases, particularly around higher-ranked bounds,
 340     /// this function returns a kind of conservative approximation.
 341     /// That is, all regions returned by this function are definitely
 342     /// required, but there may be other region bounds that are not
 343     /// returned, as well as requirements like `for<'a> T: 'a`.
 344     ///
 345     /// Requires that trait definitions have been processed so that we can
 346     /// elaborate predicates and walk supertraits.
 347     //
 348     // FIXME: callers may only have a `&[Predicate]`, not a `Vec`, so that's
 349     // what this code should accept.
 350     pub fn required_region_bounds(self,
 351                                   erased_self_ty: Ty<'tcx>,
 352                                   predicates: Vec<ty::Predicate<'tcx>>)
 353                                   -> Vec<ty::Region<'tcx>>    {
 354         debug!("required_region_bounds(erased_self_ty={:?}, predicates={:?})",
 355                erased_self_ty,
 356                predicates);
 357
 358         assert!(!erased_self_ty.has_escaping_bound_vars());
 359
 360         traits::elaborate_predicates(self, predicates)
 361             .filter_map(|predicate| {
 362                 match predicate {
 363                     ty::Predicate::Projection(..) |
 364                     ty::Predicate::Trait(..) |
 365                     ty::Predicate::Subtype(..) |
 366                     ty::Predicate::WellFormed(..) |
 367                     ty::Predicate::ObjectSafe(..) |
 368                     ty::Predicate::ClosureKind(..) |
 369                     ty::Predicate::RegionOutlives(..) |
 370                     ty::Predicate::ConstEvaluatable(..) => {
 371                         None
 372                     }
 373                     ty::Predicate::TypeOutlives(predicate) => {
 374                         // Search for a bound of the form `erased_self_ty
 375                         // : 'a`, but be wary of something like `for<'a>
 376                         // erased_self_ty : 'a` (we interpret a
 377                         // higher-ranked bound like that as 'static,
 378                         // though at present the code in `fulfill.rs`
 379                         // considers such bounds to be unsatisfiable, so
 380                         // it's kind of a moot point since you could never
 381                         // construct such an object, but this seems
 382                         // correct even if that code changes).
 383                         let ty::OutlivesPredicate(ref t, ref r) = predicate.skip_binder();
 384                         if t == &erased_self_ty && !r.has_escaping_bound_vars() {
 385                             Some(*r)
 386                         } else {
 387                             None
 388                         }
 389                     }
 390                 }
 391             })
 392             .collect()
 393     }
 394
 395     /// Calculate the destructor of a given type.
 396     pub fn calculate_dtor(
 397         self,
 398         adt_did: DefId,
 399         validate: &mut dyn FnMut(Self, DefId) -> Result<(), ErrorReported>
 400     ) -> Option<ty::Destructor> {
 401         let drop_trait = if let Some(def_id) = self.lang_items().drop_trait() {
 402             def_id
 403         } else {
 404             return None;
 405         };
 406
 407         self.ensure().coherent_trait(drop_trait);
 408
 409         let mut dtor_did = None;
 410         let ty = self.type_of(adt_did);
 411         self.for_each_relevant_impl(drop_trait, ty, |impl_did| {
 412             if let Some(item) = self.associated_items(impl_did).next() {
 413                 if validate(self, impl_did).is_ok() {
 414                     dtor_did = Some(item.def_id);
 415                 }
 416             }
 417         });
 418
 419         Some(ty::Destructor { did: dtor_did? })
 420     }
 421
 422     /// Returns the set of types that are required to be alive in
 423     /// order to run the destructor of `def` (see RFCs 769 and
 424     /// 1238).
 425     ///
 426     /// Note that this returns only the constraints for the
 427     /// destructor of `def` itself. For the destructors of the
 428     /// contents, you need `adt_dtorck_constraint`.
 429     pub fn destructor_constraints(self, def: &'tcx ty::AdtDef)
 430                                   -> Vec<ty::subst::Kind<'tcx>>
 431     {
 432         let dtor = match def.destructor(self) {
 433             None => {
 434                 debug!("destructor_constraints({:?}) - no dtor", def.did);
 435                 return vec![]
 436             }
 437             Some(dtor) => dtor.did
 438         };
 439
 440         // RFC 1238: if the destructor method is tagged with the
 441         // attribute `unsafe_destructor_blind_to_params`, then the
 442         // compiler is being instructed to *assume* that the
 443         // destructor will not access borrowed data,
 444         // even if such data is otherwise reachable.
 445         //
 446         // Such access can be in plain sight (e.g., dereferencing
 447         // `*foo.0` of `Foo<'a>(&'a u32)`) or indirectly hidden
 448         // (e.g., calling `foo.0.clone()` of `Foo<T:Clone>`).
 449         if self.has_attr(dtor, "unsafe_destructor_blind_to_params") {
 450             debug!("destructor_constraint({:?}) - blind", def.did);
 451             return vec![];
 452         }
 453
 454         let impl_def_id = self.associated_item(dtor).container.id();
 455         let impl_generics = self.generics_of(impl_def_id);
 456
 457         // We have a destructor - all the parameters that are not
 458         // pure_wrt_drop (i.e, don't have a #[may_dangle] attribute)
 459         // must be live.
 460
 461         // We need to return the list of parameters from the ADTs
 462         // generics/substs that correspond to impure parameters on the
 463         // impl's generics. This is a bit ugly, but conceptually simple:
 464         //
 465         // Suppose our ADT looks like the following
 466         //
 467         //     struct S<X, Y, Z>(X, Y, Z);
 468         //
 469         // and the impl is
 470         //
 471         //     impl<#[may_dangle] P0, P1, P2> Drop for S<P1, P2, P0>
 472         //
 473         // We want to return the parameters (X, Y). For that, we match
 474         // up the item-substs <X, Y, Z> with the substs on the impl ADT,
 475         // <P1, P2, P0>, and then look up which of the impl substs refer to
 476         // parameters marked as pure.
 477
 478         let impl_substs = match self.type_of(impl_def_id).sty {
 479             ty::Adt(def_, substs) if def_ == def => substs,
 480             _ => bug!()
 481         };
 482
 483         let item_substs = match self.type_of(def.did).sty {
 484             ty::Adt(def_, substs) if def_ == def => substs,
 485             _ => bug!()
 486         };
 487
 488         let result = item_substs.iter().zip(impl_substs.iter())
 489             .filter(|&(_, &k)| {
 490                 match k.unpack() {
 491                     UnpackedKind::Lifetime(&ty::RegionKind::ReEarlyBound(ref ebr)) => {
 492                         !impl_generics.region_param(ebr, self).pure_wrt_drop
 493                     }
 494                     UnpackedKind::Type(&ty::TyS {
 495                         sty: ty::Param(ref pt), ..
 496                     }) => {
 497                         !impl_generics.type_param(pt, self).pure_wrt_drop
 498                     }
 499                     UnpackedKind::Const(&ty::Const {
 500                         val: ConstValue::Param(ref pc),
 501                         ..
 502                     }) => {
 503                         !impl_generics.const_param(pc, self).pure_wrt_drop
 504                     }
 505                     UnpackedKind::Lifetime(_) |
 506                     UnpackedKind::Type(_) |
 507                     UnpackedKind::Const(_) => {
 508                         // Not a type, const or region param: this should be reported
 509                         // as an error.
 510                         false
 511                     }
 512                 }
 513             })
 514             .map(|(&item_param, _)| item_param)
 515             .collect();
 516         debug!("destructor_constraint({:?}) = {:?}", def.did, result);
 517         result
 518     }
 519
 520     /// Returns `true` if `def_id` refers to a closure (e.g., `|x| x * 2`). Note
 521     /// that closures have a `DefId`, but the closure *expression* also
 522     /// has a `HirId` that is located within the context where the
 523     /// closure appears (and, sadly, a corresponding `NodeId`, since
 524     /// those are not yet phased out). The parent of the closure's
 525     /// `DefId` will also be the context where it appears.
 526     pub fn is_closure(self, def_id: DefId) -> bool {
 527         self.def_key(def_id).disambiguated_data.data == DefPathData::ClosureExpr
 528     }
 529
 530     /// Returns `true` if `def_id` refers to a trait (i.e., `trait Foo { ... }`).
 531     pub fn is_trait(self, def_id: DefId) -> bool {
 532         if let DefPathData::Trait(_) = self.def_key(def_id).disambiguated_data.data {
 533             true
 534         } else {
 535             false
 536         }
 537     }
 538
 539     /// Returns `true` if `def_id` refers to a trait alias (i.e., `trait Foo = ...;`),
 540     /// and `false` otherwise.
 541     pub fn is_trait_alias(self, def_id: DefId) -> bool {
 542         if let DefPathData::TraitAlias(_) = self.def_key(def_id).disambiguated_data.data {
 543             true
 544         } else {
 545             false
 546         }
 547     }
 548
 549     /// Returns `true` if this `DefId` refers to the implicit constructor for
 550     /// a tuple struct like `struct Foo(u32)`, and `false` otherwise.
 551     pub fn is_constructor(self, def_id: DefId) -> bool {
 552         self.def_key(def_id).disambiguated_data.data == DefPathData::Ctor
 553     }
 554
 555     /// Given the `DefId` of a fn or closure, returns the `DefId` of
 556     /// the innermost fn item that the closure is contained within.
 557     /// This is a significant `DefId` because, when we do
 558     /// type-checking, we type-check this fn item and all of its
 559     /// (transitive) closures together. Therefore, when we fetch the
 560     /// `typeck_tables_of` the closure, for example, we really wind up
 561     /// fetching the `typeck_tables_of` the enclosing fn item.
 562     pub fn closure_base_def_id(self, def_id: DefId) -> DefId {
 563         let mut def_id = def_id;
 564         while self.is_closure(def_id) {
 565             def_id = self.parent(def_id).unwrap_or_else(|| {
 566                 bug!("closure {:?} has no parent", def_id);
 567             });
 568         }
 569         def_id
 570     }
 571
 572     /// Given the `DefId` and substs a closure, creates the type of
 573     /// `self` argument that the closure expects. For example, for a
 574     /// `Fn` closure, this would return a reference type `&T` where
 575     /// `T = closure_ty`.
 576     ///
 577     /// Returns `None` if this closure's kind has not yet been inferred.
 578     /// This should only be possible during type checking.
 579     ///
 580     /// Note that the return value is a late-bound region and hence
 581     /// wrapped in a binder.
 582     pub fn closure_env_ty(self,
 583                           closure_def_id: DefId,
 584                           closure_substs: ty::ClosureSubsts<'tcx>)
 585                           -> Option<ty::Binder<Ty<'tcx>>>
 586     {
 587         let closure_ty = self.mk_closure(closure_def_id, closure_substs);
 588         let env_region = ty::ReLateBound(ty::INNERMOST, ty::BrEnv);
 589         let closure_kind_ty = closure_substs.closure_kind_ty(closure_def_id, self);
 590         let closure_kind = closure_kind_ty.to_opt_closure_kind()?;
 591         let env_ty = match closure_kind {
 592             ty::ClosureKind::Fn => self.mk_imm_ref(self.mk_region(env_region), closure_ty),
 593             ty::ClosureKind::FnMut => self.mk_mut_ref(self.mk_region(env_region), closure_ty),
 594             ty::ClosureKind::FnOnce => closure_ty,
 595         };
 596         Some(ty::Binder::bind(env_ty))
 597     }
 598
 599     /// Given the `DefId` of some item that has no type or const parameters, make
 600     /// a suitable "empty substs" for it.
 601     pub fn empty_substs_for_def_id(self, item_def_id: DefId) -> SubstsRef<'tcx> {
 602         InternalSubsts::for_item(self, item_def_id, |param, _| {
 603             match param.kind {
 604                 GenericParamDefKind::Lifetime => self.types.re_erased.into(),
 605                 GenericParamDefKind::Type { .. } => {
 606                     bug!("empty_substs_for_def_id: {:?} has type parameters", item_def_id)
 607                 }
 608                 GenericParamDefKind::Const { .. } => {
 609                     bug!("empty_substs_for_def_id: {:?} has const parameters", item_def_id)
 610                 }
 611             }
 612         })
 613     }
 614
 615     /// Returns `true` if the node pointed to by `def_id` is a `static` item.
 616     pub fn is_static(&self, def_id: DefId) -> bool {
 617         self.static_mutability(def_id).is_some()
 618     }
 619
 620     /// Returns `true` if the node pointed to by `def_id` is a mutable `static` item.
 621     pub fn is_mutable_static(&self, def_id: DefId) -> bool {
 622         self.static_mutability(def_id) == Some(hir::MutMutable)
 623     }
 624
 625     /// Expands the given impl trait type, stopping if the type is recursive.
 626     pub fn try_expand_impl_trait_type(
 627         self,
 628         def_id: DefId,
 629         substs: SubstsRef<'tcx>,
 630     ) -> Result<Ty<'tcx>, Ty<'tcx>> {
 631         use crate::ty::fold::TypeFolder;
 632
 633         struct OpaqueTypeExpander<'a, 'gcx, 'tcx> {
 634             // Contains the DefIds of the opaque types that are currently being
 635             // expanded. When we expand an opaque type we insert the DefId of
 636             // that type, and when we finish expanding that type we remove the
 637             // its DefId.
 638             seen_opaque_tys: FxHashSet<DefId>,
 639             primary_def_id: DefId,
 640             found_recursion: bool,
 641             tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'tcx>,
 642         }
 643
 644         impl<'a, 'gcx, 'tcx> OpaqueTypeExpander<'a, 'gcx, 'tcx> {
 645             fn expand_opaque_ty(
 646                 &mut self,
 647                 def_id: DefId,
 648                 substs: SubstsRef<'tcx>,
 649             ) -> Option<Ty<'tcx>> {
 650                 if self.found_recursion {
 651                     None
 652                 } else if self.seen_opaque_tys.insert(def_id) {
 653                     let generic_ty = self.tcx.type_of(def_id);
 654                     let concrete_ty = generic_ty.subst(self.tcx, substs);
 655                     let expanded_ty = self.fold_ty(concrete_ty);
 656                     self.seen_opaque_tys.remove(&def_id);
 657                     Some(expanded_ty)
 658                 } else {
 659                     // If another opaque type that we contain is recursive, then it
 660                     // will report the error, so we don't have to.
 661                     self.found_recursion = def_id == self.primary_def_id;
 662                     None
 663                 }
 664             }
 665         }
 666
 667         impl<'a, 'gcx, 'tcx> TypeFolder<'gcx, 'tcx> for OpaqueTypeExpander<'a, 'gcx, 'tcx> {
 668             fn tcx(&self) -> TyCtxt<'_, 'gcx, 'tcx> {
 669                 self.tcx
 670             }
 671
 672             fn fold_ty(&mut self, t: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
 673                 if let ty::Opaque(def_id, substs) = t.sty {
 674                     self.expand_opaque_ty(def_id, substs).unwrap_or(t)
 675                 } else {
 676                     t.super_fold_with(self)
 677                 }
 678             }
 679         }
 680
 681         let mut visitor = OpaqueTypeExpander {
 682             seen_opaque_tys: FxHashSet::default(),
 683             primary_def_id: def_id,
 684             found_recursion: false,
 685             tcx: self,
 686         };
 687         let expanded_type = visitor.expand_opaque_ty(def_id, substs).unwrap();
 688         if visitor.found_recursion {
 689             Err(expanded_type)
 690         } else {
 691             Ok(expanded_type)
 692         }
 693     }
 694 }
 695
 696 impl<'a, 'tcx> ty::TyS<'tcx> {
 697     /// Checks whether values of this type `T` are *moved* or *copied*
 698     /// when referenced -- this amounts to a check for whether `T:
 699     /// Copy`, but note that we **don't** consider lifetimes when
 700     /// doing this check. This means that we may generate MIR which
 701     /// does copies even when the type actually doesn't satisfy the
 702     /// full requirements for the `Copy` trait (cc #29149) -- this
 703     /// winds up being reported as an error during NLL borrow check.
 704     pub fn is_copy_modulo_regions(&'tcx self,
 705                                   tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 706                                   param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
 707                                   span: Span)
 708                                   -> bool {
 709         tcx.at(span).is_copy_raw(param_env.and(self))
 710     }
 711
 712     /// Checks whether values of this type `T` have a size known at
 713     /// compile time (i.e., whether `T: Sized`). Lifetimes are ignored
 714     /// for the purposes of this check, so it can be an
 715     /// over-approximation in generic contexts, where one can have
 716     /// strange rules like `<T as Foo<'static>>::Bar: Sized` that
 717     /// actually carry lifetime requirements.
 718     pub fn is_sized(&'tcx self,
 719                     tcx_at: TyCtxtAt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 720                     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>)-> bool
 721     {
 722         tcx_at.is_sized_raw(param_env.and(self))
 723     }
 724
 725     /// Checks whether values of this type `T` implement the `Freeze`
 726     /// trait -- frozen types are those that do not contain a
 727     /// `UnsafeCell` anywhere. This is a language concept used to
 728     /// distinguish "true immutability", which is relevant to
 729     /// optimization as well as the rules around static values. Note
 730     /// that the `Freeze` trait is not exposed to end users and is
 731     /// effectively an implementation detail.
 732     pub fn is_freeze(&'tcx self,
 733                      tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 734                      param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
 735                      span: Span)-> bool
 736     {
 737         tcx.at(span).is_freeze_raw(param_env.and(self))
 738     }
 739
 740     /// If `ty.needs_drop(...)` returns `true`, then `ty` is definitely
 741     /// non-copy and *might* have a destructor attached; if it returns
 742     /// `false`, then `ty` definitely has no destructor (i.e., no drop glue).
 743     ///
 744     /// (Note that this implies that if `ty` has a destructor attached,
 745     /// then `needs_drop` will definitely return `true` for `ty`.)
 746     #[inline]
 747     pub fn needs_drop(&'tcx self,
 748                       tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 749                       param_env: ty::ParamEnv<'tcx>)
 750                       -> bool {
 751         tcx.needs_drop_raw(param_env.and(self)).0
 752     }
 753
 754     pub fn same_type(a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> bool {
 755         match (&a.sty, &b.sty) {
 756             (&Adt(did_a, substs_a), &Adt(did_b, substs_b)) => {
 757                 if did_a != did_b {
 758                     return false;
 759                 }
 760
 761                 substs_a.types().zip(substs_b.types()).all(|(a, b)| Self::same_type(a, b))
 762             }
 763             _ => a == b,
 764         }
 765     }
 766
 767     /// Check whether a type is representable. This means it cannot contain unboxed
 768     /// structural recursion. This check is needed for structs and enums.
 769     pub fn is_representable(&'tcx self,
 770                             tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 771                             sp: Span)
 772                             -> Representability
 773     {
 774         // Iterate until something non-representable is found
 775         fn fold_repr<It: Iterator<Item=Representability>>(iter: It) -> Representability {
 776             iter.fold(Representability::Representable, |r1, r2| {
 777                 match (r1, r2) {
 778                     (Representability::SelfRecursive(v1),
 779                      Representability::SelfRecursive(v2)) => {
 780                         Representability::SelfRecursive(v1.into_iter().chain(v2).collect())
 781                     }
 782                     (r1, r2) => cmp::max(r1, r2)
 783                 }
 784             })
 785         }
 786
 787         fn are_inner_types_recursive<'a, 'tcx>(
 788             tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, sp: Span,
 789             seen: &mut Vec<Ty<'tcx>>,
 790             representable_cache: &mut FxHashMap<Ty<'tcx>, Representability>,
 791             ty: Ty<'tcx>)
 792             -> Representability
 793         {
 794             match ty.sty {
 795                 Tuple(ref ts) => {
 796                     // Find non representable
 797                     fold_repr(ts.iter().map(|ty| {
 798                         is_type_structurally_recursive(
 799                             tcx,
 800                             sp,
 801                             seen,
 802                             representable_cache,
 803                             ty.expect_ty(),
 804                         )
 805                     }))
 806                 }
 807                 // Fixed-length vectors.
 808                 // FIXME(#11924) Behavior undecided for zero-length vectors.
 809                 Array(ty, _) => {
 810                     is_type_structurally_recursive(tcx, sp, seen, representable_cache, ty)
 811                 }
 812                 Adt(def, substs) => {
 813                     // Find non representable fields with their spans
 814                     fold_repr(def.all_fields().map(|field| {
 815                         let ty = field.ty(tcx, substs);
 816                         let span = tcx.hir().span_if_local(field.did).unwrap_or(sp);
 817                         match is_type_structurally_recursive(tcx, span, seen,
 818                                                              representable_cache, ty)
 819                         {
 820                             Representability::SelfRecursive(_) => {
 821                                 Representability::SelfRecursive(vec![span])
 822                             }
 823                             x => x,
 824                         }
 825                     }))
 826                 }
 827                 Closure(..) => {
 828                     // this check is run on type definitions, so we don't expect
 829                     // to see closure types
 830                     bug!("requires check invoked on inapplicable type: {:?}", ty)
 831                 }
 832                 _ => Representability::Representable,
 833             }
 834         }
 835
 836         fn same_struct_or_enum<'tcx>(ty: Ty<'tcx>, def: &'tcx ty::AdtDef) -> bool {
 837             match ty.sty {
 838                 Adt(ty_def, _) => {
 839                      ty_def == def
 840                 }
 841                 _ => false
 842             }
 843         }
 844
 845         // Does the type `ty` directly (without indirection through a pointer)
 846         // contain any types on stack `seen`?
 847         fn is_type_structurally_recursive<'a, 'tcx>(
 848             tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 849             sp: Span,
 850             seen: &mut Vec<Ty<'tcx>>,
 851             representable_cache: &mut FxHashMap<Ty<'tcx>, Representability>,
 852             ty: Ty<'tcx>) -> Representability
 853         {
 854             debug!("is_type_structurally_recursive: {:?} {:?}", ty, sp);
 855             if let Some(representability) = representable_cache.get(ty) {
 856                 debug!("is_type_structurally_recursive: {:?} {:?} - (cached) {:?}",
 857                        ty, sp, representability);
 858                 return representability.clone();
 859             }
 860
 861             let representability = is_type_structurally_recursive_inner(
 862                 tcx, sp, seen, representable_cache, ty);
 863
 864             representable_cache.insert(ty, representability.clone());
 865             representability
 866         }
 867
 868         fn is_type_structurally_recursive_inner<'a, 'tcx>(
 869             tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 870             sp: Span,
 871             seen: &mut Vec<Ty<'tcx>>,
 872             representable_cache: &mut FxHashMap<Ty<'tcx>, Representability>,
 873             ty: Ty<'tcx>) -> Representability
 874         {
 875             match ty.sty {
 876                 Adt(def, _) => {
 877                     {
 878                         // Iterate through stack of previously seen types.
 879                         let mut iter = seen.iter();
 880
 881                         // The first item in `seen` is the type we are actually curious about.
 882                         // We want to return SelfRecursive if this type contains itself.
 883                         // It is important that we DON'T take generic parameters into account
 884                         // for this check, so that Bar<T> in this example counts as SelfRecursive:
 885                         //
 886                         // struct Foo;
 887                         // struct Bar<T> { x: Bar<Foo> }
 888
 889                         if let Some(&seen_type) = iter.next() {
 890                             if same_struct_or_enum(seen_type, def) {
 891                                 debug!("SelfRecursive: {:?} contains {:?}",
 892                                        seen_type,
 893                                        ty);
 894                                 return Representability::SelfRecursive(vec![sp]);
 895                             }
 896                         }
 897
 898                         // We also need to know whether the first item contains other types
 899                         // that are structurally recursive. If we don't catch this case, we
 900                         // will recurse infinitely for some inputs.
 901                         //
 902                         // It is important that we DO take generic parameters into account
 903                         // here, so that code like this is considered SelfRecursive, not
 904                         // ContainsRecursive:
 905                         //
 906                         // struct Foo { Option<Option<Foo>> }
 907
 908                         for &seen_type in iter {
 909                             if ty::TyS::same_type(ty, seen_type) {
 910                                 debug!("ContainsRecursive: {:?} contains {:?}",
 911                                        seen_type,
 912                                        ty);
 913                                 return Representability::ContainsRecursive;
 914                             }
 915                         }
 916                     }
 917
 918                     // For structs and enums, track all previously seen types by pushing them
 919                     // onto the 'seen' stack.
 920                     seen.push(ty);
 921                     let out = are_inner_types_recursive(tcx, sp, seen, representable_cache, ty);
 922                     seen.pop();
 923                     out
 924                 }
 925                 _ => {
 926                     // No need to push in other cases.
 927                     are_inner_types_recursive(tcx, sp, seen, representable_cache, ty)
 928                 }
 929             }
 930         }
 931
 932         debug!("is_type_representable: {:?}", self);
 933
 934         // To avoid a stack overflow when checking an enum variant or struct that
 935         // contains a different, structurally recursive type, maintain a stack
 936         // of seen types and check recursion for each of them (issues #3008, #3779).
 937         let mut seen: Vec<Ty<'_>> = Vec::new();
 938         let mut representable_cache = FxHashMap::default();
 939         let r = is_type_structurally_recursive(
 940             tcx, sp, &mut seen, &mut representable_cache, self);
 941         debug!("is_type_representable: {:?} is {:?}", self, r);
 942         r
 943     }
 944 }
 945
 946 fn is_copy_raw<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 947                          query: ty::ParamEnvAnd<'tcx, Ty<'tcx>>)
 948                          -> bool
 949 {
 950     let (param_env, ty) = query.into_parts();
 951     let trait_def_id = tcx.require_lang_item(lang_items::CopyTraitLangItem);
 952     tcx.infer_ctxt()
 953         .enter(|infcx| traits::type_known_to_meet_bound_modulo_regions(
 954             &infcx,
 955             param_env,
 956             ty,
 957             trait_def_id,
 958             DUMMY_SP,
 959         ))
 960 }
 961
 962 fn is_sized_raw<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 963                           query: ty::ParamEnvAnd<'tcx, Ty<'tcx>>)
 964                           -> bool
 965 {
 966     let (param_env, ty) = query.into_parts();
 967     let trait_def_id = tcx.require_lang_item(lang_items::SizedTraitLangItem);
 968     tcx.infer_ctxt()
 969         .enter(|infcx| traits::type_known_to_meet_bound_modulo_regions(
 970             &infcx,
 971             param_env,
 972             ty,
 973             trait_def_id,
 974             DUMMY_SP,
 975         ))
 976 }
 977
 978 fn is_freeze_raw<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 979                            query: ty::ParamEnvAnd<'tcx, Ty<'tcx>>)
 980                            -> bool
 981 {
 982     let (param_env, ty) = query.into_parts();
 983     let trait_def_id = tcx.require_lang_item(lang_items::FreezeTraitLangItem);
 984     tcx.infer_ctxt()
 985         .enter(|infcx| traits::type_known_to_meet_bound_modulo_regions(
 986             &infcx,
 987             param_env,
 988             ty,
 989             trait_def_id,
 990             DUMMY_SP,
 991         ))
 992 }
 993
 994 #[derive(Clone, HashStable)]
 995 pub struct NeedsDrop(pub bool);
 996
 997 fn needs_drop_raw<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 998                             query: ty::ParamEnvAnd<'tcx, Ty<'tcx>>)
 999                             -> NeedsDrop
1000 {
1001     let (param_env, ty) = query.into_parts();
1002
1003     let needs_drop = |ty: Ty<'tcx>| -> bool {
1004         tcx.needs_drop_raw(param_env.and(ty)).0
1005     };
1006
1007     assert!(!ty.needs_infer());
1008
1009     NeedsDrop(match ty.sty {
1010         // Fast-path for primitive types
1011         ty::Infer(ty::FreshIntTy(_)) | ty::Infer(ty::FreshFloatTy(_)) |
1012         ty::Bool | ty::Int(_) | ty::Uint(_) | ty::Float(_) | ty::Never |
1013         ty::FnDef(..) | ty::FnPtr(_) | ty::Char | ty::GeneratorWitness(..) |
1014         ty::RawPtr(_) | ty::Ref(..) | ty::Str => false,
1015
1016         // Foreign types can never have destructors
1017         ty::Foreign(..) => false,
1018
1019         // `ManuallyDrop` doesn't have a destructor regardless of field types.
1020         ty::Adt(def, _) if Some(def.did) == tcx.lang_items().manually_drop() => false,
1021
1022         // Issue #22536: We first query `is_copy_modulo_regions`.  It sees a
1023         // normalized version of the type, and therefore will definitely
1024         // know whether the type implements Copy (and thus needs no
1025         // cleanup/drop/zeroing) ...
1026         _ if ty.is_copy_modulo_regions(tcx, param_env, DUMMY_SP) => false,
1027
1028         // ... (issue #22536 continued) but as an optimization, still use
1029         // prior logic of asking for the structural "may drop".
1030
1031         // FIXME(#22815): Note that this is a conservative heuristic;
1032         // it may report that the type "may drop" when actual type does
1033         // not actually have a destructor associated with it. But since
1034         // the type absolutely did not have the `Copy` bound attached
1035         // (see above), it is sound to treat it as having a destructor.
1036
1037         // User destructors are the only way to have concrete drop types.
1038         ty::Adt(def, _) if def.has_dtor(tcx) => true,
1039
1040         // Can refer to a type which may drop.
1041         // FIXME(eddyb) check this against a ParamEnv.
1042         ty::Dynamic(..) | ty::Projection(..) | ty::Param(_) | ty::Bound(..) |
1043         ty::Placeholder(..) | ty::Opaque(..) | ty::Infer(_) | ty::Error => true,
1044
1045         ty::UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
1046
1047         // Structural recursion.
1048         ty::Array(ty, _) | ty::Slice(ty) => needs_drop(ty),
1049
1050         ty::Closure(def_id, ref substs) => substs.upvar_tys(def_id, tcx).any(needs_drop),
1051
1052         // Pessimistically assume that all generators will require destructors
1053         // as we don't know if a destructor is a noop or not until after the MIR
1054         // state transformation pass
1055         ty::Generator(..) => true,
1056
1057         ty::Tuple(ref tys) => tys.iter().map(|k| k.expect_ty()).any(needs_drop),
1058
1059         // unions don't have destructors because of the child types,
1060         // only if they manually implement `Drop` (handled above).
1061         ty::Adt(def, _) if def.is_union() => false,
1062
1063         ty::Adt(def, substs) =>
1064             def.variants.iter().any(
1065                 |variant| variant.fields.iter().any(
1066                     |field| needs_drop(field.ty(tcx, substs)))),
1067     })
1068 }
1069
1070 pub enum ExplicitSelf<'tcx> {
1071     ByValue,
1072     ByReference(ty::Region<'tcx>, hir::Mutability),
1073     ByRawPointer(hir::Mutability),
1074     ByBox,
1075     Other
1076 }
1077
1078 impl<'tcx> ExplicitSelf<'tcx> {
1079     /// Categorizes an explicit self declaration like `self: SomeType`
1080     /// into either `self`, `&self`, `&mut self`, `Box<self>`, or
1081     /// `Other`.
1082     /// This is mainly used to require the arbitrary_self_types feature
1083     /// in the case of `Other`, to improve error messages in the common cases,
1084     /// and to make `Other` non-object-safe.
1085     ///
1086     /// Examples:
1087     ///
1088     /// ```
1089     /// impl<'a> Foo for &'a T {
1090     ///     // Legal declarations:
1091     ///     fn method1(self: &&'a T); // ExplicitSelf::ByReference
1092     ///     fn method2(self: &'a T); // ExplicitSelf::ByValue
1093     ///     fn method3(self: Box<&'a T>); // ExplicitSelf::ByBox
1094     ///     fn method4(self: Rc<&'a T>); // ExplicitSelf::Other
1095     ///
1096     ///     // Invalid cases will be caught by `check_method_receiver`:
1097     ///     fn method_err1(self: &'a mut T); // ExplicitSelf::Other
1098     ///     fn method_err2(self: &'static T) // ExplicitSelf::ByValue
1099     ///     fn method_err3(self: &&T) // ExplicitSelf::ByReference
1100     /// }
1101     /// ```
1102     ///
1103     pub fn determine<P>(
1104         self_arg_ty: Ty<'tcx>,
1105         is_self_ty: P
1106     ) -> ExplicitSelf<'tcx>
1107     where
1108         P: Fn(Ty<'tcx>) -> bool
1109     {
1110         use self::ExplicitSelf::*;
1111
1112         match self_arg_ty.sty {
1113             _ if is_self_ty(self_arg_ty) => ByValue,
1114             ty::Ref(region, ty, mutbl) if is_self_ty(ty) => {
1115                 ByReference(region, mutbl)
1116             }
1117             ty::RawPtr(ty::TypeAndMut { ty, mutbl }) if is_self_ty(ty) => {
1118                 ByRawPointer(mutbl)
1119             }
1120             ty::Adt(def, _) if def.is_box() && is_self_ty(self_arg_ty.boxed_ty()) => {
1121                 ByBox
1122             }
1123             _ => Other
1124         }
1125     }
1126 }
1127
1128 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
1129     *providers = ty::query::Providers {
1130         is_copy_raw,
1131         is_sized_raw,
1132         is_freeze_raw,
1133         needs_drop_raw,
1134         ..*providers
1135     };
1136 }