]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_middle/ty/mod.rs
directly contain `PredicateAtom` in `PredicateKind::ForAll`
[rust.git] / src / librustc_middle / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeVisitor};
3 pub use self::AssocItemContainer::*;
4 pub use self::BorrowKind::*;
5 pub use self::IntVarValue::*;
6 pub use self::Variance::*;
7
8 use crate::hir::exports::ExportMap;
9 use crate::ich::StableHashingContext;
10 use crate::infer::canonical::Canonical;
11 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
12 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
13 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
14 use crate::mir::Body;
15 use crate::mir::GeneratorLayout;
16 use crate::traits::{self, Reveal};
17 use crate::ty;
18 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
19 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
20 use rustc_ast::ast;
21 use rustc_attr as attr;
22 use rustc_data_structures::captures::Captures;
23 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
24 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
25 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
26 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
27 use rustc_data_structures::sorted_map::SortedIndexMultiMap;
28 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
29 use rustc_data_structures::sync::{self, par_iter, ParallelIterator};
30 use rustc_errors::ErrorReported;
31 use rustc_hir as hir;
32 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Namespace, Res};
33 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX};
34 use rustc_hir::lang_items::{FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem, FnTraitLangItem};
35 use rustc_hir::{Constness, Node};
36 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
37 use rustc_macros::HashStable;
38 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
39 use rustc_session::DataTypeKind;
40 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
41 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
42 use rustc_span::Span;
43 use rustc_target::abi::{Align, VariantIdx};
44
45 use std::cell::RefCell;
46 use std::cmp::Ordering;
47 use std::fmt;
48 use std::hash::{Hash, Hasher};
49 use std::marker::PhantomData;
50 use std::ops::Range;
51 use std::ptr;
52 use std::str;
53
54 pub use self::sty::BoundRegion::*;
55 pub use self::sty::InferTy::*;
56 pub use self::sty::RegionKind;
57 pub use self::sty::RegionKind::*;
58 pub use self::sty::TyKind::*;
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
61 pub use self::sty::{CanonicalPolyFnSig, FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, TypeAndMut, UpvarSubsts};
63 pub use self::sty::{ConstVid, FloatVid, IntVid, RegionVid, TyVid};
64 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, InferTy, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
65 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
66 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
67 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
68 pub use crate::ty::diagnostics::*;
69
70 pub use self::binding::BindingMode;
71 pub use self::binding::BindingMode::*;
72
73 pub use self::context::{tls, FreeRegionInfo, TyCtxt};
74 pub use self::context::{
75     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
76     UserType, UserTypeAnnotationIndex,
77 };
78 pub use self::context::{
79     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckResults,
80 };
81
82 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
83
84 pub use self::list::List;
85
86 pub use self::trait_def::TraitDef;
87
88 pub use self::query::queries;
89
90 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst};
91
92 pub mod adjustment;
93 pub mod binding;
94 pub mod cast;
95 #[macro_use]
96 pub mod codec;
97 pub mod _match;
98 mod erase_regions;
99 pub mod error;
100 pub mod fast_reject;
101 pub mod flags;
102 pub mod fold;
103 pub mod inhabitedness;
104 pub mod layout;
105 pub mod normalize_erasing_regions;
106 pub mod outlives;
107 pub mod print;
108 pub mod query;
109 pub mod relate;
110 pub mod steal;
111 pub mod subst;
112 pub mod trait_def;
113 pub mod util;
114 pub mod walk;
115
116 mod consts;
117 mod context;
118 mod diagnostics;
119 mod instance;
120 mod list;
121 mod structural_impls;
122 mod sty;
123
124 // Data types
125
126 pub struct ResolverOutputs {
127     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
128     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
129     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
130     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
131     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
132     pub export_map: ExportMap<LocalDefId>,
133     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
134     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
135     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
136     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
137 }
138
139 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable, Hash)]
140 pub enum AssocItemContainer {
141     TraitContainer(DefId),
142     ImplContainer(DefId),
143 }
144
145 impl AssocItemContainer {
146     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
147     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
148     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
149         match *self {
150             TraitContainer(id) => id,
151             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
152         }
153     }
154
155     pub fn id(&self) -> DefId {
156         match *self {
157             TraitContainer(id) => id,
158             ImplContainer(id) => id,
159         }
160     }
161 }
162
163 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
164 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
165 /// bounds / where-clauses).
166 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
167 pub struct ImplHeader<'tcx> {
168     pub impl_def_id: DefId,
169     pub self_ty: Ty<'tcx>,
170     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
171     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
172 }
173
174 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
175 pub enum ImplPolarity {
176     /// `impl Trait for Type`
177     Positive,
178     /// `impl !Trait for Type`
179     Negative,
180     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
181     ///
182     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
183     /// See #64631 for details.
184     Reservation,
185 }
186
187 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable, Eq, Hash)]
188 pub struct AssocItem {
189     pub def_id: DefId,
190     #[stable_hasher(project(name))]
191     pub ident: Ident,
192     pub kind: AssocKind,
193     pub vis: Visibility,
194     pub defaultness: hir::Defaultness,
195     pub container: AssocItemContainer,
196
197     /// Whether this is a method with an explicit self
198     /// as its first parameter, allowing method calls.
199     pub fn_has_self_parameter: bool,
200 }
201
202 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable, Eq, Hash)]
203 pub enum AssocKind {
204     Const,
205     Fn,
206     Type,
207 }
208
209 impl AssocKind {
210     pub fn namespace(&self) -> Namespace {
211         match *self {
212             ty::AssocKind::Type => Namespace::TypeNS,
213             ty::AssocKind::Const | ty::AssocKind::Fn => Namespace::ValueNS,
214         }
215     }
216
217     pub fn as_def_kind(&self) -> DefKind {
218         match self {
219             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
220             AssocKind::Fn => DefKind::AssocFn,
221             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
222         }
223     }
224 }
225
226 impl AssocItem {
227     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
228         match self.kind {
229             ty::AssocKind::Fn => {
230                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
231                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
232                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
233                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
234                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
235             }
236             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
237             ty::AssocKind::Const => {
238                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
239             }
240         }
241     }
242 }
243
244 /// A list of `ty::AssocItem`s in definition order that allows for efficient lookup by name.
245 ///
246 /// When doing lookup by name, we try to postpone hygienic comparison for as long as possible since
247 /// it is relatively expensive. Instead, items are indexed by `Symbol` and hygienic comparison is
248 /// done only on items with the same name.
249 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, HashStable)]
250 pub struct AssociatedItems<'tcx> {
251     items: SortedIndexMultiMap<u32, Symbol, &'tcx ty::AssocItem>,
252 }
253
254 impl<'tcx> AssociatedItems<'tcx> {
255     /// Constructs an `AssociatedItems` map from a series of `ty::AssocItem`s in definition order.
256     pub fn new(items_in_def_order: impl IntoIterator<Item = &'tcx ty::AssocItem>) -> Self {
257         let items = items_in_def_order.into_iter().map(|item| (item.ident.name, item)).collect();
258         AssociatedItems { items }
259     }
260
261     /// Returns a slice of associated items in the order they were defined.
262     ///
263     /// New code should avoid relying on definition order. If you need a particular associated item
264     /// for a known trait, make that trait a lang item instead of indexing this array.
265     pub fn in_definition_order(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
266         self.items.iter().map(|(_, v)| *v)
267     }
268
269     /// Returns an iterator over all associated items with the given name, ignoring hygiene.
270     pub fn filter_by_name_unhygienic(
271         &self,
272         name: Symbol,
273     ) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
274         self.items.get_by_key(&name).copied()
275     }
276
277     /// Returns an iterator over all associated items with the given name.
278     ///
279     /// Multiple items may have the same name if they are in different `Namespace`s. For example,
280     /// an associated type can have the same name as a method. Use one of the `find_by_name_and_*`
281     /// methods below if you know which item you are looking for.
282     pub fn filter_by_name(
283         &'a self,
284         tcx: TyCtxt<'a>,
285         ident: Ident,
286         parent_def_id: DefId,
287     ) -> impl 'a + Iterator<Item = &'a ty::AssocItem> {
288         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
289             .filter(move |item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
290     }
291
292     /// Returns the associated item with the given name and `AssocKind`, if one exists.
293     pub fn find_by_name_and_kind(
294         &self,
295         tcx: TyCtxt<'_>,
296         ident: Ident,
297         kind: AssocKind,
298         parent_def_id: DefId,
299     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
300         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
301             .filter(|item| item.kind == kind)
302             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
303     }
304
305     /// Returns the associated item with the given name in the given `Namespace`, if one exists.
306     pub fn find_by_name_and_namespace(
307         &self,
308         tcx: TyCtxt<'_>,
309         ident: Ident,
310         ns: Namespace,
311         parent_def_id: DefId,
312     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
313         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
314             .filter(|item| item.kind.namespace() == ns)
315             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
316     }
317 }
318
319 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable, Hash)]
320 pub enum Visibility {
321     /// Visible everywhere (including in other crates).
322     Public,
323     /// Visible only in the given crate-local module.
324     Restricted(DefId),
325     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
326     Invisible,
327 }
328
329 pub trait DefIdTree: Copy {
330     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
331
332     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
333         if descendant.krate != ancestor.krate {
334             return false;
335         }
336
337         while descendant != ancestor {
338             match self.parent(descendant) {
339                 Some(parent) => descendant = parent,
340                 None => return false,
341             }
342         }
343         true
344     }
345 }
346
347 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
348     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
349         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
350     }
351 }
352
353 impl Visibility {
354     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
355         match visibility.node {
356             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
357             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
358             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
359                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
360                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
361                 Res::Err => Visibility::Public,
362                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
363             },
364             hir::VisibilityKind::Inherited => {
365                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
366             }
367         }
368     }
369
370     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
371     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
372         let restriction = match self {
373             // Public items are visible everywhere.
374             Visibility::Public => return true,
375             // Private items from other crates are visible nowhere.
376             Visibility::Invisible => return false,
377             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
378             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
379             Visibility::Restricted(module) => module,
380         };
381
382         tree.is_descendant_of(module, restriction)
383     }
384
385     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
386     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
387         let vis_restriction = match vis {
388             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
389             Visibility::Invisible => return true,
390             Visibility::Restricted(module) => module,
391         };
392
393         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
394     }
395
396     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
397     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
398         match self {
399             Visibility::Public => true,
400             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
401             Visibility::Invisible => false,
402         }
403     }
404 }
405
406 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, HashStable)]
407 pub enum Variance {
408     Covariant,     // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
409     Invariant,     // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
410     Contravariant, // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
411     Bivariant,     // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
412 }
413
414 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
415 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
416 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
417 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
418 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
419 /// item.
420 #[derive(HashStable)]
421 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
422     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
423     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
424     /// entry.
425     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
426 }
427
428 impl Variance {
429     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
430     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
431     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
432     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
433     /// variance with which the argument appears.
434     ///
435     /// Example 1:
436     ///
437     ///     *mut Vec<i32>
438     ///
439     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
440     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
441     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
442     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
443     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
444     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
445     /// (again) in `Invariant`.
446     ///
447     /// Example 2:
448     ///
449     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
450     ///
451     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
452     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
453     /// within which both pointer types appear is
454     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
455     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
456     /// which the first `Vec<i32>` appears is
457     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
458     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
459     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
460     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
461     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
462     ///
463     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
464     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
465     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
466         match (self, v) {
467             // Figure 1, column 1.
468             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
469             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
470             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
471             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
472
473             // Figure 1, column 2.
474             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
475             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
476             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
477             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
478
479             // Figure 1, column 3.
480             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
481
482             // Figure 1, column 4.
483             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
484         }
485     }
486 }
487
488 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
489 // the types of AST nodes.
490 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
491 pub struct CReaderCacheKey {
492     pub cnum: CrateNum,
493     pub pos: usize,
494 }
495
496 bitflags! {
497     /// Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
498     /// through the type during type construction, so that we can quickly check
499     /// whether the type has various kinds of types in it without recursing
500     /// over the type itself.
501     pub struct TypeFlags: u32 {
502         // Does this have parameters? Used to determine whether substitution is
503         // required.
504         /// Does this have [Param]?
505         const HAS_TY_PARAM                = 1 << 0;
506         /// Does this have [ReEarlyBound]?
507         const HAS_RE_PARAM                = 1 << 1;
508         /// Does this have [ConstKind::Param]?
509         const HAS_CT_PARAM                = 1 << 2;
510
511         const NEEDS_SUBST                 = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
512                                           | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
513                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits;
514
515         /// Does this have [Infer]?
516         const HAS_TY_INFER                = 1 << 3;
517         /// Does this have [ReVar]?
518         const HAS_RE_INFER                = 1 << 4;
519         /// Does this have [ConstKind::Infer]?
520         const HAS_CT_INFER                = 1 << 5;
521
522         /// Does this have inference variables? Used to determine whether
523         /// inference is required.
524         const NEEDS_INFER                 = TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
525                                           | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
526                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits;
527
528         /// Does this have [Placeholder]?
529         const HAS_TY_PLACEHOLDER          = 1 << 6;
530         /// Does this have [RePlaceholder]?
531         const HAS_RE_PLACEHOLDER          = 1 << 7;
532         /// Does this have [ConstKind::Placeholder]?
533         const HAS_CT_PLACEHOLDER          = 1 << 8;
534
535         /// `true` if there are "names" of regions and so forth
536         /// that are local to a particular fn/inferctxt
537         const HAS_FREE_LOCAL_REGIONS      = 1 << 9;
538
539         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
540         /// that are local to a particular fn
541         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES        = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
542                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
543                                           | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
544                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
545                                           | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
546                                           | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
547                                           | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits;
548
549         /// Does this have [Projection]?
550         const HAS_TY_PROJECTION           = 1 << 10;
551         /// Does this have [Opaque]?
552         const HAS_TY_OPAQUE               = 1 << 11;
553         /// Does this have [ConstKind::Unevaluated]?
554         const HAS_CT_PROJECTION           = 1 << 12;
555
556         /// Could this type be normalized further?
557         const HAS_PROJECTION              = TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
558                                           | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
559                                           | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits;
560
561         /// Is an error type/const reachable?
562         const HAS_ERROR                   = 1 << 13;
563
564         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
565         /// Basically anything but [ReLateBound] and [ReErased].
566         const HAS_FREE_REGIONS            = 1 << 14;
567
568         /// Does this have any [ReLateBound] regions? Used to check
569         /// if a global bound is safe to evaluate.
570         const HAS_RE_LATE_BOUND           = 1 << 15;
571
572         /// Does this have any [ReErased] regions?
573         const HAS_RE_ERASED               = 1 << 16;
574
575         /// Does this value have parameters/placeholders/inference variables which could be
576         /// replaced later, in a way that would change the results of `impl` specialization?
577         const STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE = 1 << 17;
578     }
579 }
580
581 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
582 pub struct TyS<'tcx> {
583     pub kind: TyKind<'tcx>,
584     pub flags: TypeFlags,
585
586     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
587     /// binder such that
588     ///
589     /// (a) the binder itself captures nothing but
590     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
591     ///     by some sub-binder.
592     ///
593     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
594     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
595     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
596     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
597     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
598     /// by an inner binder.
599     ///
600     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
601     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
602     /// (exclusive).
603     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
604 }
605
606 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
607 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
608 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
609
610 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
611     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
612         self.kind.cmp(&other.kind)
613     }
614 }
615
616 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
617     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
618         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
619     }
620 }
621
622 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
623     #[inline]
624     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
625         ptr::eq(self, other)
626     }
627 }
628 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
629
630 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
631     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
632         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
633     }
634 }
635
636 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
637     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
638         let ty::TyS {
639             ref kind,
640
641             // The other fields just provide fast access to information that is
642             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
643             flags: _,
644
645             outer_exclusive_binder: _,
646         } = *self;
647
648         kind.hash_stable(hcx, hasher);
649     }
650 }
651
652 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
653 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
654
655 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
656 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
657 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
658
659 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
660
661 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
662 pub struct UpvarPath {
663     pub hir_id: hir::HirId,
664 }
665
666 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
667 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
668 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
669 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
670 pub struct UpvarId {
671     pub var_path: UpvarPath,
672     pub closure_expr_id: LocalDefId,
673 }
674
675 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
676 pub enum BorrowKind {
677     /// Data must be immutable and is aliasable.
678     ImmBorrow,
679
680     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
681     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
682     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
683     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
684     ///
685     ///    let x: &mut isize = ...;
686     ///    let y = || *x += 5;
687     ///
688     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
689     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
690     ///
691     ///    struct Env { x: & &mut isize }
692     ///    let x: &mut isize = ...;
693     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
694     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
695     ///
696     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
697     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
698     /// an `&mut` borrow:
699     ///
700     ///    struct Env { x: & &mut isize }
701     ///    let x: &mut isize = ...;
702     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
703     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
704     ///
705     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
706     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
707     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
708     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
709     /// borrow is hidden.
710     ///
711     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
712     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
713     /// simplicity, we don't give users the way to express this
714     /// borrow, it's just used when translating closures.
715     UniqueImmBorrow,
716
717     /// Data is mutable and not aliasable.
718     MutBorrow,
719 }
720
721 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
722 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
723 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
724 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
725     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
726     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
727     /// depending on inference.
728     ByValue,
729
730     /// Upvar is captured by reference.
731     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
732 }
733
734 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
735 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
736     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
737     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
738     /// syntax.
739     pub kind: BorrowKind,
740
741     /// Region of the resulting reference.
742     pub region: ty::Region<'tcx>,
743 }
744
745 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
746 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
747
748 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
749 pub enum IntVarValue {
750     IntType(ast::IntTy),
751     UintType(ast::UintTy),
752 }
753
754 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
755 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
756
757 impl ty::EarlyBoundRegion {
758     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
759         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
760     }
761
762     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
763     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
764     pub fn has_name(&self) -> bool {
765         self.name != kw::UnderscoreLifetime
766     }
767 }
768
769 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
770 pub enum GenericParamDefKind {
771     Lifetime,
772     Type {
773         has_default: bool,
774         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
775         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
776     },
777     Const,
778 }
779
780 impl GenericParamDefKind {
781     pub fn descr(&self) -> &'static str {
782         match self {
783             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
784             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
785             GenericParamDefKind::Const => "constant",
786         }
787     }
788 }
789
790 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
791 pub struct GenericParamDef {
792     pub name: Symbol,
793     pub def_id: DefId,
794     pub index: u32,
795
796     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
797     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
798     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
799     pub pure_wrt_drop: bool,
800
801     pub kind: GenericParamDefKind,
802 }
803
804 impl GenericParamDef {
805     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
806         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
807             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
808         } else {
809             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
810         }
811     }
812
813     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
814         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
815             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
816         } else {
817             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
818         }
819     }
820 }
821
822 #[derive(Default)]
823 pub struct GenericParamCount {
824     pub lifetimes: usize,
825     pub types: usize,
826     pub consts: usize,
827 }
828
829 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
830 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
831 ///
832 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
833 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
834 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
835 pub struct Generics {
836     pub parent: Option<DefId>,
837     pub parent_count: usize,
838     pub params: Vec<GenericParamDef>,
839
840     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
841     #[stable_hasher(ignore)]
842     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
843
844     pub has_self: bool,
845     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
846 }
847
848 impl<'tcx> Generics {
849     pub fn count(&self) -> usize {
850         self.parent_count + self.params.len()
851     }
852
853     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
854         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
855         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
856         // presence of this method will be a constant reminder.
857         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
858
859         for param in &self.params {
860             match param.kind {
861                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
862                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
863                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
864             };
865         }
866
867         own_counts
868     }
869
870     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
871         if self.own_requires_monomorphization() {
872             return true;
873         }
874
875         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
876             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
877             parent.requires_monomorphization(tcx)
878         } else {
879             false
880         }
881     }
882
883     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
884         for param in &self.params {
885             match param.kind {
886                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
887                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
888             }
889         }
890         false
891     }
892
893     /// Returns the `GenericParamDef` with the given index.
894     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
895         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
896             &self.params[index]
897         } else {
898             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
899                 .param_at(param_index, tcx)
900         }
901     }
902
903     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `EarlyBoundRegion`.
904     pub fn region_param(
905         &'tcx self,
906         param: &EarlyBoundRegion,
907         tcx: TyCtxt<'tcx>,
908     ) -> &'tcx GenericParamDef {
909         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
910         match param.kind {
911             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
912             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
913         }
914     }
915
916     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
917     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
918         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
919         match param.kind {
920             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
921             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
922         }
923     }
924
925     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamConst`.
926     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
927         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
928         match param.kind {
929             GenericParamDefKind::Const => param,
930             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
931         }
932     }
933 }
934
935 /// Bounds on generics.
936 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
937 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
938     pub parent: Option<DefId>,
939     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
940 }
941
942 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
943     pub fn instantiate(
944         &self,
945         tcx: TyCtxt<'tcx>,
946         substs: SubstsRef<'tcx>,
947     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
948         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
949         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
950         instantiated
951     }
952
953     pub fn instantiate_own(
954         &self,
955         tcx: TyCtxt<'tcx>,
956         substs: SubstsRef<'tcx>,
957     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
958         InstantiatedPredicates {
959             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
960             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
961         }
962     }
963
964     fn instantiate_into(
965         &self,
966         tcx: TyCtxt<'tcx>,
967         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
968         substs: SubstsRef<'tcx>,
969     ) {
970         if let Some(def_id) = self.parent {
971             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
972         }
973         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
974         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
975     }
976
977     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
978         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
979         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
980         instantiated
981     }
982
983     fn instantiate_identity_into(
984         &self,
985         tcx: TyCtxt<'tcx>,
986         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
987     ) {
988         if let Some(def_id) = self.parent {
989             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
990         }
991         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
992         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
993     }
994
995     pub fn instantiate_supertrait(
996         &self,
997         tcx: TyCtxt<'tcx>,
998         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
999     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1000         assert_eq!(self.parent, None);
1001         InstantiatedPredicates {
1002             predicates: self
1003                 .predicates
1004                 .iter()
1005                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1006                 .collect(),
1007             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1008         }
1009     }
1010 }
1011
1012 #[derive(Debug)]
1013 crate struct PredicateInner<'tcx> {
1014     kind: PredicateKind<'tcx>,
1015     flags: TypeFlags,
1016     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
1017     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
1018 }
1019
1020 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1021 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 48);
1022
1023 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
1024 pub struct Predicate<'tcx> {
1025     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
1026 }
1027
1028 impl rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Predicate<'_> {}
1029 impl rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Predicate<'_> {}
1030
1031 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
1032     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1033         // `self.kind` is always interned.
1034         ptr::eq(self.inner, other.inner)
1035     }
1036 }
1037
1038 impl Hash for Predicate<'_> {
1039     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1040         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
1041     }
1042 }
1043
1044 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
1045
1046 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1047     #[inline(always)]
1048     pub fn kind(self) -> &'tcx PredicateKind<'tcx> {
1049         &self.inner.kind
1050     }
1051
1052     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1053     ///
1054     /// Note that this method panics in case this predicate has unbound variables.
1055     pub fn skip_binders(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1056         // TODO no_escaping_vars
1057         match self.kind() {
1058             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1059             &ty::PredicateKind::Atom(atom) => atom,
1060         }
1061     }
1062
1063     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1064     ///
1065     /// Note that this method does not check if predicate has unbound variables,
1066     /// rebinding the returned atom potentially causes the previously bound variables
1067     /// to end up at the wrong binding level.
1068     pub fn skip_binders_unchecked(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1069         match self.kind() {
1070             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1071             &ty::PredicateKind::Atom(atom) => atom,
1072         }
1073     }
1074
1075     pub fn bound_atom(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Binder<PredicateAtom<'tcx>> {
1076         match self.kind() {
1077             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder,
1078             &ty::PredicateKind::Atom(atom) => Binder::wrap_nonbinding(tcx, atom),
1079         }
1080     }
1081 }
1082
1083 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
1084     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1085         let PredicateInner {
1086             ref kind,
1087
1088             // The other fields just provide fast access to information that is
1089             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
1090             flags: _,
1091             outer_exclusive_binder: _,
1092         } = self.inner;
1093
1094         kind.hash_stable(hcx, hasher);
1095     }
1096 }
1097
1098 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1099 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1100 pub enum PredicateKind<'tcx> {
1101     /// `for<'a>: ...`
1102     ForAll(Binder<PredicateAtom<'tcx>>),
1103
1104     Atom(PredicateAtom<'tcx>),
1105 }
1106
1107 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1108 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1109 pub enum PredicateAtom<'tcx> {
1110     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1111     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1112     /// would be the type parameters.
1113     ///
1114     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1115     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1116     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1117     Trait(TraitPredicate<'tcx>, Constness),
1118
1119     /// `where 'a: 'b`
1120     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1121
1122     /// `where T: 'a`
1123     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1124
1125     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1126     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1127     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
1128
1129     /// No syntax: `T` well-formed.
1130     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
1131
1132     /// Trait must be object-safe.
1133     ObjectSafe(DefId),
1134
1135     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1136     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1137     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1138     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1139
1140     /// `T1 <: T2`
1141     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
1142
1143     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1144     ConstEvaluatable(ty::WithOptConstParam<DefId>, SubstsRef<'tcx>),
1145
1146     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
1147     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
1148 }
1149
1150 impl<'tcx> PredicateAtom<'tcx> {
1151     /// Wraps `self` with the given qualifier if this predicate has any unbound variables.
1152     pub fn potentially_quantified(
1153         self,
1154         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1155         qualifier: impl FnOnce(Binder<PredicateAtom<'tcx>>) -> PredicateKind<'tcx>,
1156     ) -> Predicate<'tcx> {
1157         if self.has_escaping_bound_vars() {
1158             qualifier(Binder::bind(self))
1159         } else {
1160             PredicateKind::Atom(self)
1161         }
1162         .to_predicate(tcx)
1163     }
1164 }
1165
1166 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1167 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1168 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1169 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1170 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1171 /// item.
1172 #[derive(HashStable)]
1173 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1174     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1175     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1176     /// bounds, it will have no entry.
1177     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(ty::Predicate<'tcx>, Span)]>,
1178 }
1179
1180 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1181     /// Performs a substitution suitable for going from a
1182     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1183     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1184     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1185     /// lengthy comment below for details.
1186     pub fn subst_supertrait(
1187         self,
1188         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1189         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1190     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1191         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1192         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1193         //
1194         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1195         //
1196         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1197         //     trait Bar<'b,'c> { }
1198         //
1199         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1200         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1201         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1202         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1203         // normal substitution.
1204         //
1205         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1206         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1207         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1208         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1209         // `'a`.
1210         //
1211         // Another example to be careful of is this:
1212         //
1213         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1214         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1215         //
1216         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1217         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1218         // reason is similar to the previous example: any impl of
1219         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1220         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1221         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1222         //
1223         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1224         // consider the more complicated scenario:
1225         //
1226         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1227         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1228         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1229         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1230         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1231         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1232         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1233         //   DB index of 1.
1234         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1235         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1236         //   just as we wanted.
1237         //
1238         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1239         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1240         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1241         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1242         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1243         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1244         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1245         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1246         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1247         // substitution code expects equal binding levels in the values
1248         // from the substitution and the value being substituted into, and
1249         // this trick achieves that).
1250         let substs = trait_ref.skip_binder().substs;
1251         let pred = self.skip_binders();
1252         let new = pred.subst(tcx, substs);
1253         if new != pred { new.potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll) } else { self }
1254     }
1255 }
1256
1257 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1258 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1259 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1260     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1261 }
1262
1263 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1264
1265 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1266     pub fn def_id(self) -> DefId {
1267         self.trait_ref.def_id
1268     }
1269
1270     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1271         self.trait_ref.self_ty()
1272     }
1273 }
1274
1275 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1276     pub fn def_id(self) -> DefId {
1277         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1278         self.skip_binder().def_id()
1279     }
1280 }
1281
1282 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1283 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1284 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1285 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1286 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1287 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1288 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1289 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1290
1291 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1292 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1293 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1294     pub a_is_expected: bool,
1295     pub a: Ty<'tcx>,
1296     pub b: Ty<'tcx>,
1297 }
1298 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1299
1300 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1301 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1302 ///
1303 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1304 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1305 ///
1306 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1307 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1308 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1309 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1310 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1311 /// instances to normalize the LHS.
1312 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1313 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1314 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1315     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1316     pub ty: Ty<'tcx>,
1317 }
1318
1319 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1320
1321 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1322     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1323     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1324         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1325     }
1326
1327     #[inline]
1328     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1329         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1330         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1331         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1332         // return value, so we are preserving the number of binding
1333         // levels.
1334         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1335     }
1336
1337     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1338         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1339     }
1340
1341     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1342     ///
1343     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1344     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1345     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1346         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1347         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1348     }
1349 }
1350
1351 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1352     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1353 }
1354
1355 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1356     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1357         ty::Binder::dummy(*self)
1358     }
1359 }
1360
1361 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1362     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1363         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1364     }
1365 }
1366
1367 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1368     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
1369 }
1370
1371 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateKind<'tcx> {
1372     #[inline(always)]
1373     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1374         tcx.mk_predicate(self)
1375     }
1376 }
1377
1378 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateAtom<'tcx> {
1379     #[inline(always)]
1380     fn to_predicate(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1381         debug_assert!(!self.has_escaping_bound_vars(), "excaping bound vars for {:?}", self);
1382         tcx.mk_predicate(ty::PredicateKind::Atom(*self))
1383     }
1384 }
1385
1386 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1387     fn to_predicate(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1388         ty::PredicateAtom::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }, self.constness)
1389             .to_predicate(tcx)
1390     }
1391 }
1392
1393 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1394     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1395         ConstnessAnd {
1396             value: self.value.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate { trait_ref }),
1397             constness: self.constness,
1398         }
1399         .to_predicate(tcx)
1400     }
1401 }
1402
1403 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1404     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1405         if let Some(pred) = self.value.no_bound_vars() {
1406             ty::PredicateAtom::Trait(pred, self.constness).to_predicate(tcx)
1407         } else {
1408             ty::PredicateKind::ForAll(
1409                 self.value.map_bound(|pred| ty::PredicateAtom::Trait(pred, self.constness)),
1410             )
1411             .to_predicate(tcx)
1412         }
1413     }
1414 }
1415
1416 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1417     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1418         if let Some(outlives) = self.no_bound_vars() {
1419             PredicateAtom::RegionOutlives(outlives).to_predicate(tcx)
1420         } else {
1421             ty::PredicateKind::ForAll(
1422                 self.map_bound(|outlives| PredicateAtom::RegionOutlives(outlives)),
1423             )
1424             .to_predicate(tcx)
1425         }
1426     }
1427 }
1428
1429 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1430     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1431         if let Some(outlives) = self.no_bound_vars() {
1432             PredicateAtom::TypeOutlives(outlives).to_predicate(tcx)
1433         } else {
1434             ty::PredicateKind::ForAll(
1435                 self.map_bound(|outlives| PredicateAtom::TypeOutlives(outlives)),
1436             )
1437             .to_predicate(tcx)
1438         }
1439     }
1440 }
1441
1442 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1443     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1444         if let Some(proj) = self.no_bound_vars() {
1445             PredicateAtom::Projection(proj).to_predicate(tcx)
1446         } else {
1447             ty::PredicateKind::ForAll(self.map_bound(|proj| PredicateAtom::Projection(proj)))
1448                 .to_predicate(tcx)
1449         }
1450     }
1451 }
1452
1453 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1454     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1455         match self.skip_binders() {
1456             PredicateAtom::Trait(t, _) => Some(ty::Binder::bind(t.trait_ref)),
1457             PredicateAtom::Projection(..)
1458             | PredicateAtom::Subtype(..)
1459             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1460             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1461             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1462             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1463             | PredicateAtom::TypeOutlives(..)
1464             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1465             | PredicateAtom::ConstEquate(..) => None,
1466         }
1467     }
1468
1469     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1470         match self.skip_binders() {
1471             PredicateAtom::TypeOutlives(data) => Some(ty::Binder::bind(data)),
1472             PredicateAtom::Trait(..)
1473             | PredicateAtom::Projection(..)
1474             | PredicateAtom::Subtype(..)
1475             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1476             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1477             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1478             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1479             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1480             | PredicateAtom::ConstEquate(..) => None,
1481         }
1482     }
1483 }
1484
1485 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1486 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1487 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1488 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1489 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1490 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1491 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1492 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1493 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1494 /// their values.
1495 ///
1496 /// Example:
1497 ///
1498 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1499 ///
1500 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1501 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1502 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1503 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1504 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1505 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1506     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1507     pub spans: Vec<Span>,
1508 }
1509
1510 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1511     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1512         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1513     }
1514
1515     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1516         self.predicates.is_empty()
1517     }
1518 }
1519
1520 rustc_index::newtype_index! {
1521     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1522     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1523     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1524     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1525     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1526     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1527     /// new names.
1528     ///
1529     /// To make this more concrete, consider this program:
1530     ///
1531     /// ```
1532     /// struct Foo { }
1533     /// fn bar<T>(x: T) {
1534     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1535     /// }
1536     /// ```
1537     ///
1538     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1539     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1540     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1541     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1542     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1543     /// name it inside the fn type but not outside.
1544     ///
1545     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1546     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1547     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1548     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1549     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1550     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1551     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1552     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1553     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1554     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1555     /// use for checking generic functions.
1556     pub struct UniverseIndex {
1557         derive [HashStable]
1558         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1559     }
1560 }
1561
1562 impl UniverseIndex {
1563     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1564
1565     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1566     /// is considered to extend all previous universes. This
1567     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1568     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1569     ///
1570     /// ```
1571     /// for<'a> fn(&'a u32)
1572     /// ```
1573     ///
1574     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1575     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1576     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1577     /// `U` because it was not in scope there.
1578     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1579         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1580     }
1581
1582     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1583     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1584     /// `other` (`self >= other`).
1585     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1586         self.private >= other.private
1587     }
1588
1589     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1590     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1591     /// those in `other` (`self < other`).
1592     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1593         self.private < other.private
1594     }
1595 }
1596
1597 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1598 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1599 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1600 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1601 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1602 /// another.
1603 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1604 pub struct Placeholder<T> {
1605     pub universe: UniverseIndex,
1606     pub name: T,
1607 }
1608
1609 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1610 where
1611     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1612 {
1613     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1614         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1615         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1616     }
1617 }
1618
1619 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1620
1621 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1622
1623 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1624
1625 /// A `DefId` which is potentially bundled with its corresponding generic parameter
1626 /// in case `did` is a const argument.
1627 ///
1628 /// This is used to prevent cycle errors during typeck
1629 /// as `type_of(const_arg)` depends on `typeck(owning_body)`
1630 /// which once again requires the type of its generic arguments.
1631 ///
1632 /// Luckily we only need to deal with const arguments once we
1633 /// know their corresponding parameters. We (ab)use this by
1634 /// calling `type_of(param_did)` for these arguments.
1635 ///
1636 /// ```rust
1637 /// #![feature(const_generics)]
1638 ///
1639 /// struct A;
1640 /// impl A {
1641 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> usize { N }
1642 /// }
1643 /// struct B;
1644 /// impl B {
1645 ///     fn foo<const N: u8>(&self) -> usize { 42 }
1646 /// }
1647 ///
1648 /// fn main() {
1649 ///     let a = A;
1650 ///     a.foo::<7>();
1651 /// }
1652 /// ```
1653 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1654 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1655 #[derive(Hash, HashStable)]
1656 pub struct WithOptConstParam<T> {
1657     pub did: T,
1658     /// The `DefId` of the corresponding generic paramter in case `did` is
1659     /// a const argument.
1660     ///
1661     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1662     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1663     /// to potentially update `param_did` in case it `None`.
1664     pub const_param_did: Option<DefId>,
1665 }
1666
1667 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1668     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1669     #[inline(always)]
1670     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1671         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1672     }
1673 }
1674
1675 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1676     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1677     /// `None` otherwise.
1678     #[inline(always)]
1679     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1680         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1681     }
1682
1683     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1684     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1685     #[inline(always)]
1686     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1687         if self.const_param_did.is_none() {
1688             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1689                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1690             }
1691         }
1692
1693         None
1694     }
1695
1696     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1697         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1698     }
1699
1700     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1701         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1702     }
1703 }
1704
1705 impl WithOptConstParam<DefId> {
1706     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1707         self.did
1708             .as_local()
1709             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1710     }
1711
1712     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1713         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1714             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1715                 return Some((did, param_did));
1716             }
1717         }
1718
1719         None
1720     }
1721
1722     pub fn expect_local(self) -> WithOptConstParam<LocalDefId> {
1723         self.as_local().unwrap()
1724     }
1725
1726     pub fn is_local(self) -> bool {
1727         self.did.is_local()
1728     }
1729
1730     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1731         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1732     }
1733 }
1734
1735 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1736 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1737 /// particular point.
1738 #[derive(Copy, Clone)]
1739 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1740     // We pack the caller_bounds List pointer and a Reveal enum into this usize.
1741     // Specifically, the low bit represents Reveal, with 0 meaning `UserFacing`
1742     // and 1 meaning `All`. The rest is the pointer.
1743     //
1744     // This relies on the List<ty::Predicate<'tcx>> type having at least 2-byte
1745     // alignment. Lists start with a usize and are repr(C) so this should be
1746     // fine; there is a debug_assert in the constructor as well.
1747     //
1748     // Note that the choice of 0 for UserFacing is intentional -- since it is the
1749     // first variant in Reveal this means that joining the pointer is a simple `or`.
1750     packed_data: usize,
1751
1752     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1753     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1754     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1755     ///
1756     /// Note: This is packed into the `packed_data` usize above, use the
1757     /// `caller_bounds()` method to access it.
1758     caller_bounds: PhantomData<&'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>>,
1759
1760     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1761     /// want `Reveal::All`.
1762     ///
1763     /// Note: This is packed into the caller_bounds usize above, use the reveal()
1764     /// method to access it.
1765     reveal: PhantomData<traits::Reveal>,
1766
1767     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1768     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1769     /// solver).
1770     pub def_id: Option<DefId>,
1771 }
1772
1773 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1774     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1775         f.debug_struct("ParamEnv")
1776             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1777             .field("reveal", &self.reveal())
1778             .field("def_id", &self.def_id)
1779             .finish()
1780     }
1781 }
1782
1783 impl<'tcx> Hash for ParamEnv<'tcx> {
1784     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
1785         // List hashes as the raw pointer, so we can skip splitting into the
1786         // pointer and the enum.
1787         self.packed_data.hash(state);
1788         self.def_id.hash(state);
1789     }
1790 }
1791
1792 impl<'tcx> PartialEq for ParamEnv<'tcx> {
1793     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1794         self.caller_bounds() == other.caller_bounds()
1795             && self.reveal() == other.reveal()
1796             && self.def_id == other.def_id
1797     }
1798 }
1799 impl<'tcx> Eq for ParamEnv<'tcx> {}
1800
1801 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1802     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1803         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1804         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1805         self.def_id.hash_stable(hcx, hasher);
1806     }
1807 }
1808
1809 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1810     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(&self, folder: &mut F) -> Self {
1811         ParamEnv::new(
1812             self.caller_bounds().fold_with(folder),
1813             self.reveal().fold_with(folder),
1814             self.def_id.fold_with(folder),
1815         )
1816     }
1817
1818     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> bool {
1819         self.caller_bounds().visit_with(visitor)
1820             || self.reveal().visit_with(visitor)
1821             || self.def_id.visit_with(visitor)
1822     }
1823 }
1824
1825 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1826     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1827     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1828     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1829     /// type-checking.
1830     #[inline]
1831     pub fn empty() -> Self {
1832         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1833     }
1834
1835     #[inline]
1836     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>> {
1837         // mask out bottom bit
1838         unsafe { &*((self.packed_data & (!1)) as *const _) }
1839     }
1840
1841     #[inline]
1842     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1843         if self.packed_data & 1 == 0 { traits::Reveal::UserFacing } else { traits::Reveal::All }
1844     }
1845
1846     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1847     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1848     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1849     /// environments like codegen or doing optimizations.
1850     ///
1851     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1852     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1853     #[inline]
1854     pub fn reveal_all() -> Self {
1855         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1856     }
1857
1858     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1859     #[inline]
1860     pub fn new(
1861         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1862         reveal: Reveal,
1863         def_id: Option<DefId>,
1864     ) -> Self {
1865         let packed_data = caller_bounds as *const _ as usize;
1866         // Check that we can pack the reveal data into the pointer.
1867         debug_assert!(packed_data & 1 == 0);
1868         ty::ParamEnv {
1869             packed_data: packed_data
1870                 | match reveal {
1871                     Reveal::UserFacing => 0,
1872                     Reveal::All => 1,
1873                 },
1874             caller_bounds: PhantomData,
1875             reveal: PhantomData,
1876             def_id,
1877         }
1878     }
1879
1880     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1881         // clear bottom bit
1882         self.packed_data &= !1;
1883         self
1884     }
1885
1886     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1887     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1888     /// (even for associated types that are specializable). This is
1889     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1890     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1891     /// which is the default.
1892     pub fn with_reveal_all(mut self) -> Self {
1893         self.packed_data |= 1;
1894         self
1895     }
1896
1897     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1898     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1899         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.def_id)
1900     }
1901
1902     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1903     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1904     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1905     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1906     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1907     /// invisible.
1908     ///
1909     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1910     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1911     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1912     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1913     /// although the surrounding function is never reachable.
1914     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1915         match self.reveal() {
1916             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1917
1918             Reveal::All => {
1919                 if value.is_global() {
1920                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1921                 } else {
1922                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1923                 }
1924             }
1925         }
1926     }
1927 }
1928
1929 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1930 pub struct ConstnessAnd<T> {
1931     pub constness: Constness,
1932     pub value: T,
1933 }
1934
1935 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1936 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1937 pub trait WithConstness: Sized {
1938     #[inline]
1939     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1940         ConstnessAnd { constness, value: self }
1941     }
1942
1943     #[inline]
1944     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1945         self.with_constness(Constness::Const)
1946     }
1947
1948     #[inline]
1949     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1950         self.with_constness(Constness::NotConst)
1951     }
1952 }
1953
1954 impl<T> WithConstness for T {}
1955
1956 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1957 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1958     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1959     pub value: T,
1960 }
1961
1962 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1963     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1964         (self.param_env, self.value)
1965     }
1966 }
1967
1968 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1969 where
1970     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1971 {
1972     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1973         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1974
1975         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1976         value.hash_stable(hcx, hasher);
1977     }
1978 }
1979
1980 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1981 pub struct Destructor {
1982     /// The `DefId` of the destructor method
1983     pub did: DefId,
1984 }
1985
1986 bitflags! {
1987     #[derive(HashStable)]
1988     pub struct AdtFlags: u32 {
1989         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1990         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1991         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1992         /// Indicates whether the ADT is a union.
1993         const IS_UNION            = 1 << 1;
1994         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1995         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1996         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1997         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1998         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1999         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
2000         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
2001         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
2002         /// Indicates whether the type is `Box`.
2003         const IS_BOX              = 1 << 6;
2004         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
2005         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
2006         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2007         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
2008         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 8;
2009     }
2010 }
2011
2012 bitflags! {
2013     #[derive(HashStable)]
2014     pub struct VariantFlags: u32 {
2015         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
2016         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
2017         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
2018     }
2019 }
2020
2021 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
2022 #[derive(Debug, HashStable)]
2023 pub struct VariantDef {
2024     /// `DefId` that identifies the variant itself.
2025     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
2026     pub def_id: DefId,
2027     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
2028     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
2029     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
2030     /// Variant or struct name.
2031     #[stable_hasher(project(name))]
2032     pub ident: Ident,
2033     /// Discriminant of this variant.
2034     pub discr: VariantDiscr,
2035     /// Fields of this variant.
2036     pub fields: Vec<FieldDef>,
2037     /// Type of constructor of variant.
2038     pub ctor_kind: CtorKind,
2039     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
2040     flags: VariantFlags,
2041     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
2042     /// May be incomplete or bogus.
2043     pub recovered: bool,
2044 }
2045
2046 impl<'tcx> VariantDef {
2047     /// Creates a new `VariantDef`.
2048     ///
2049     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
2050     /// represents an enum variant).
2051     ///
2052     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
2053     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
2054     ///
2055     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
2056     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
2057     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
2058     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
2059     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
2060     ///
2061     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
2062     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
2063     pub fn new(
2064         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2065         ident: Ident,
2066         variant_did: Option<DefId>,
2067         ctor_def_id: Option<DefId>,
2068         discr: VariantDiscr,
2069         fields: Vec<FieldDef>,
2070         ctor_kind: CtorKind,
2071         adt_kind: AdtKind,
2072         parent_did: DefId,
2073         recovered: bool,
2074     ) -> Self {
2075         debug!(
2076             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2077              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2078             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2079         );
2080
2081         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2082         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
2083             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
2084             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2085         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
2086             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
2087                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
2088                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2089             }
2090         }
2091
2092         VariantDef {
2093             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2094             ctor_def_id,
2095             ident,
2096             discr,
2097             fields,
2098             ctor_kind,
2099             flags,
2100             recovered,
2101         }
2102     }
2103
2104     /// Is this field list non-exhaustive?
2105     #[inline]
2106     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2107         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2108     }
2109
2110     /// `repr(transparent)` structs can have a single non-ZST field, this function returns that
2111     /// field.
2112     pub fn transparent_newtype_field(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<&FieldDef> {
2113         for field in &self.fields {
2114             let field_ty = field.ty(tcx, InternalSubsts::identity_for_item(tcx, self.def_id));
2115             if !field_ty.is_zst(tcx, self.def_id) {
2116                 return Some(field);
2117             }
2118         }
2119
2120         None
2121     }
2122 }
2123
2124 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2125 pub enum VariantDiscr {
2126     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2127     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2128     Explicit(DefId),
2129
2130     /// The previous variant's discriminant plus one.
2131     /// For efficiency reasons, the distance from the
2132     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2133     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2134     Relative(u32),
2135 }
2136
2137 #[derive(Debug, HashStable)]
2138 pub struct FieldDef {
2139     pub did: DefId,
2140     #[stable_hasher(project(name))]
2141     pub ident: Ident,
2142     pub vis: Visibility,
2143 }
2144
2145 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2146 ///
2147 /// These are all interned (by `alloc_adt_def`) into the global arena.
2148 ///
2149 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2150 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2151 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2152 ///
2153 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2154 pub struct AdtDef {
2155     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2156     pub did: DefId,
2157     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2158     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2159     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2160     flags: AdtFlags,
2161     /// Repr options provided by the user.
2162     pub repr: ReprOptions,
2163 }
2164
2165 impl PartialOrd for AdtDef {
2166     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2167         Some(self.cmp(&other))
2168     }
2169 }
2170
2171 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2172 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2173 impl Ord for AdtDef {
2174     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2175         self.did.cmp(&other.did)
2176     }
2177 }
2178
2179 impl PartialEq for AdtDef {
2180     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2181     #[inline]
2182     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2183         ptr::eq(self, other)
2184     }
2185 }
2186
2187 impl Eq for AdtDef {}
2188
2189 impl Hash for AdtDef {
2190     #[inline]
2191     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2192         (self as *const AdtDef).hash(s)
2193     }
2194 }
2195
2196 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
2197     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2198         self.did.encode(s)
2199     }
2200 }
2201
2202 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
2203
2204 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2205     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2206         thread_local! {
2207             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2208         }
2209
2210         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2211             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2212             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2213                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2214
2215                 let mut hasher = StableHasher::new();
2216                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2217                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2218                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2219                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2220
2221                 hasher.finish()
2222             })
2223         });
2224
2225         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2226     }
2227 }
2228
2229 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2230 pub enum AdtKind {
2231     Struct,
2232     Union,
2233     Enum,
2234 }
2235
2236 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2237     fn into(self) -> DataTypeKind {
2238         match self {
2239             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2240             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2241             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2242         }
2243     }
2244 }
2245
2246 bitflags! {
2247     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2248     pub struct ReprFlags: u8 {
2249         const IS_C               = 1 << 0;
2250         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2251         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2252         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2253         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2254         // If true, don't expose any niche to type's context.
2255         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2256         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2257         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2258                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2259                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2260     }
2261 }
2262
2263 /// Represents the repr options provided by the user,
2264 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2265 pub struct ReprOptions {
2266     pub int: Option<attr::IntType>,
2267     pub align: Option<Align>,
2268     pub pack: Option<Align>,
2269     pub flags: ReprFlags,
2270 }
2271
2272 impl ReprOptions {
2273     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2274         let mut flags = ReprFlags::empty();
2275         let mut size = None;
2276         let mut max_align: Option<Align> = None;
2277         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2278         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2279             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2280                 flags.insert(match r {
2281                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2282                     attr::ReprPacked(pack) => {
2283                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2284                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2285                             min_pack.min(pack)
2286                         } else {
2287                             pack
2288                         });
2289                         ReprFlags::empty()
2290                     }
2291                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2292                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2293                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2294                     attr::ReprInt(i) => {
2295                         size = Some(i);
2296                         ReprFlags::empty()
2297                     }
2298                     attr::ReprAlign(align) => {
2299                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2300                         ReprFlags::empty()
2301                     }
2302                 });
2303             }
2304         }
2305
2306         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2307         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2308             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2309         }
2310         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2311     }
2312
2313     #[inline]
2314     pub fn simd(&self) -> bool {
2315         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2316     }
2317     #[inline]
2318     pub fn c(&self) -> bool {
2319         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2320     }
2321     #[inline]
2322     pub fn packed(&self) -> bool {
2323         self.pack.is_some()
2324     }
2325     #[inline]
2326     pub fn transparent(&self) -> bool {
2327         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2328     }
2329     #[inline]
2330     pub fn linear(&self) -> bool {
2331         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2332     }
2333     #[inline]
2334     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2335         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2336     }
2337
2338     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
2339     /// This must only be called on enums!
2340     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2341         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2342     }
2343
2344     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2345     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2346     /// single pointer.
2347     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2348         self.c() || self.int.is_some()
2349     }
2350
2351     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2352     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2353     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2354         if let Some(pack) = self.pack {
2355             if pack.bytes() == 1 {
2356                 return true;
2357             }
2358         }
2359         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2360     }
2361
2362     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2363     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2364         self.c()
2365     }
2366 }
2367
2368 impl<'tcx> AdtDef {
2369     /// Creates a new `AdtDef`.
2370     fn new(
2371         tcx: TyCtxt<'_>,
2372         did: DefId,
2373         kind: AdtKind,
2374         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2375         repr: ReprOptions,
2376     ) -> Self {
2377         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2378         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2379
2380         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2381             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2382             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2383         }
2384
2385         flags |= match kind {
2386             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2387             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2388             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2389         };
2390
2391         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2392             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2393         }
2394
2395         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2396         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2397             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2398         }
2399         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2400             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2401         }
2402         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2403             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2404         }
2405         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2406             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2407         }
2408
2409         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2410     }
2411
2412     /// Returns `true` if this is a struct.
2413     #[inline]
2414     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2415         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2416     }
2417
2418     /// Returns `true` if this is a union.
2419     #[inline]
2420     pub fn is_union(&self) -> bool {
2421         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2422     }
2423
2424     /// Returns `true` if this is a enum.
2425     #[inline]
2426     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2427         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2428     }
2429
2430     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2431     #[inline]
2432     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2433         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2434     }
2435
2436     /// Returns the kind of the ADT.
2437     #[inline]
2438     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2439         if self.is_enum() {
2440             AdtKind::Enum
2441         } else if self.is_union() {
2442             AdtKind::Union
2443         } else {
2444             AdtKind::Struct
2445         }
2446     }
2447
2448     /// Returns a description of this abstract data type.
2449     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2450         match self.adt_kind() {
2451             AdtKind::Struct => "struct",
2452             AdtKind::Union => "union",
2453             AdtKind::Enum => "enum",
2454         }
2455     }
2456
2457     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2458     #[inline]
2459     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2460         match self.adt_kind() {
2461             AdtKind::Struct => "struct",
2462             AdtKind::Union => "union",
2463             AdtKind::Enum => "variant",
2464         }
2465     }
2466
2467     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2468     #[inline]
2469     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2470         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2471     }
2472
2473     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2474     /// of coherence checking.
2475     #[inline]
2476     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2477         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2478     }
2479
2480     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2481     #[inline]
2482     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2483         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2484     }
2485
2486     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2487     #[inline]
2488     pub fn is_box(&self) -> bool {
2489         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2490     }
2491
2492     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2493     #[inline]
2494     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2495         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2496     }
2497
2498     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2499     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2500         self.destructor(tcx).is_some()
2501     }
2502
2503     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2504     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2505         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2506         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2507     }
2508
2509     #[inline]
2510     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2511         tcx.predicates_of(self.did)
2512     }
2513
2514     /// Returns an iterator over all fields contained
2515     /// by this ADT.
2516     #[inline]
2517     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2518         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2519     }
2520
2521     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2522         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2523     }
2524
2525     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2526     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2527         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2528     }
2529
2530     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2531     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2532         self.variants
2533             .iter()
2534             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2535             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2536     }
2537
2538     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2539     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2540         self.variants
2541             .iter_enumerated()
2542             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2543             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2544             .0
2545     }
2546
2547     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2548     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2549         self.variants
2550             .iter_enumerated()
2551             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2552             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2553             .0
2554     }
2555
2556     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2557         match res {
2558             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2559             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2560             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2561             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2562             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2563             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2564             | Res::SelfTy(..)
2565             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2566             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2567         }
2568     }
2569
2570     #[inline]
2571     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2572         assert!(self.is_enum());
2573         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2574         let repr_type = self.repr.discr_type();
2575         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2576             Ok(val) => {
2577                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2578                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2579                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2580                     Some(Discr { val: b, ty })
2581                 } else {
2582                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2583                     crate::mir::interpret::struct_error(
2584                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2585                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2586                     )
2587                     .emit();
2588                     None
2589                 }
2590             }
2591             Err(err) => {
2592                 let msg = match err {
2593                     ErrorHandled::Reported(ErrorReported) | ErrorHandled::Linted => {
2594                         "enum discriminant evaluation failed"
2595                     }
2596                     ErrorHandled::TooGeneric => "enum discriminant depends on generics",
2597                 };
2598                 tcx.sess.delay_span_bug(tcx.def_span(expr_did), msg);
2599                 None
2600             }
2601         }
2602     }
2603
2604     #[inline]
2605     pub fn discriminants(
2606         &'tcx self,
2607         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2608     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2609         assert!(self.is_enum());
2610         let repr_type = self.repr.discr_type();
2611         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2612         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2613         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2614             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2615             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2616                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2617                     discr = new_discr;
2618                 }
2619             }
2620             prev_discr = Some(discr);
2621
2622             (i, discr)
2623         })
2624     }
2625
2626     #[inline]
2627     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2628         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2629     }
2630
2631     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2632     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2633     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2634     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2635     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2636     #[inline]
2637     pub fn discriminant_for_variant(
2638         &self,
2639         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2640         variant_index: VariantIdx,
2641     ) -> Discr<'tcx> {
2642         assert!(self.is_enum());
2643         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2644         let explicit_value = val
2645             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2646             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2647         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2648     }
2649
2650     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2651     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2652     /// inferred discriminant directly.
2653     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2654         assert!(!self.variants.is_empty());
2655         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2656         let expr_did;
2657         loop {
2658             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2659                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2660                     expr_did = None;
2661                     break;
2662                 }
2663                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2664                     explicit_index -= distance;
2665                 }
2666                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2667                     expr_did = Some(did);
2668                     break;
2669                 }
2670             }
2671         }
2672         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2673     }
2674
2675     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2676         tcx.adt_destructor(self.did)
2677     }
2678
2679     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2680     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2681     ///
2682     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2683     /// actually more expressive than checking all members:
2684     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2685     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2686     ///
2687     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2688     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2689     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2690         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2691     }
2692 }
2693
2694 impl<'tcx> FieldDef {
2695     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2696     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2697     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2698         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2699     }
2700 }
2701
2702 /// Represents the various closure traits in the language. This
2703 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2704 /// desugaring) argument that the closure expects.
2705 ///
2706 /// You can get the environment type of a closure using
2707 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2708 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2709 #[derive(HashStable)]
2710 pub enum ClosureKind {
2711     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2712     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2713     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2714     Fn,
2715     FnMut,
2716     FnOnce,
2717 }
2718
2719 impl<'tcx> ClosureKind {
2720     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2721     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2722
2723     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2724         match *self {
2725             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2726             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None),
2727             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None),
2728         }
2729     }
2730
2731     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2732     /// must also implement `other`.
2733     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2734         match (self, other) {
2735             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2736             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2737             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2738             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2739             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2740             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2741             _ => false,
2742         }
2743     }
2744
2745     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2746     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2747     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2748         match self {
2749             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2750             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2751             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2752         }
2753     }
2754 }
2755
2756 impl BorrowKind {
2757     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2758         match m {
2759             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2760             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2761         }
2762     }
2763
2764     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2765     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2766     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2767     /// question.
2768     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2769         match self {
2770             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2771             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2772
2773             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2774             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2775             // and hence is a safe "over approximation".
2776             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2777         }
2778     }
2779
2780     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2781         match *self {
2782             MutBorrow => "mutable",
2783             ImmBorrow => "immutable",
2784             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2785         }
2786     }
2787 }
2788
2789 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
2790
2791 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2792 pub enum ImplOverlapKind {
2793     /// These impls are always allowed to overlap.
2794     Permitted {
2795         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2796         marker: bool,
2797     },
2798     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2799     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2800     ///
2801     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2802     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2803     ///
2804     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2805     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2806     ///
2807     /// ```
2808     /// trait Trait {}
2809     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2810     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2811     /// ```
2812     ///
2813     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2814     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2815     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2816     /// overlapping impls for it is sound.
2817     ///
2818     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2819     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2820     /// it has the following restrictions:
2821     ///
2822     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2823     /// positive impls.
2824     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2825     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2826     /// marker traits.
2827     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2828     ///
2829     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2830     Issue33140,
2831 }
2832
2833 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2834     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2835         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2836     }
2837
2838     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2839     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2840     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2841     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2842         self.hir()
2843             .krate()
2844             .body_ids
2845             .iter()
2846             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2847     }
2848
2849     pub fn par_body_owners<F: Fn(LocalDefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2850         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2851             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2852     }
2853
2854     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2855         self.associated_items(id)
2856             .in_definition_order()
2857             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2858     }
2859
2860     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2861         def_id
2862             .as_local()
2863             .and_then(|def_id| self.hir().get(self.hir().as_local_hir_id(def_id)).ident())
2864     }
2865
2866     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2867         let is_associated_item = if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2868             match self.hir().get(self.hir().as_local_hir_id(def_id)) {
2869                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2870                 _ => false,
2871             }
2872         } else {
2873             match self.def_kind(def_id) {
2874                 DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy => true,
2875                 _ => false,
2876             }
2877         };
2878
2879         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2880     }
2881
2882     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2883         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2884     }
2885
2886     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2887         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2888     }
2889
2890     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2891     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2892     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2893         self,
2894         def_id1: DefId,
2895         def_id2: DefId,
2896     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2897         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2898         // as one of them essentially doesn't exist.
2899         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2900             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2901         {
2902             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2903         }
2904
2905         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2906             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2907                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2908                 debug!(
2909                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2910                     def_id1, def_id2
2911                 );
2912                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2913             }
2914             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2915             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2916                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2917                 debug!(
2918                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2919                     def_id1, def_id2
2920                 );
2921                 return None;
2922             }
2923             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2924             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2925         };
2926
2927         let is_marker_overlap = {
2928             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2929                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2930                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2931             };
2932             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2933         };
2934
2935         if is_marker_overlap {
2936             debug!(
2937                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2938                 def_id1, def_id2
2939             );
2940             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2941         } else {
2942             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2943                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2944                     if self_ty1 == self_ty2 {
2945                         debug!(
2946                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2947                             def_id1, def_id2
2948                         );
2949                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2950                     } else {
2951                         debug!(
2952                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2953                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2954                         );
2955                     }
2956                 }
2957             }
2958
2959             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2960             None
2961         }
2962     }
2963
2964     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2965     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2966     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2967         match res {
2968             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2969                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2970                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2971             }
2972             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2973             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2974                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2975                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2976                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2977             }
2978             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2979                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2980                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2981             }
2982             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2983         }
2984     }
2985
2986     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2987         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2988             self.original_crate_name(id.krate)
2989         } else {
2990             let def_key = self.def_key(id);
2991             match def_key.disambiguated_data.data {
2992                 // The name of a constructor is that of its parent.
2993                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => {
2994                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
2995                 }
2996                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2997                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2998                 }),
2999             }
3000         }
3001     }
3002
3003     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
3004     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
3005         match instance {
3006             ty::InstanceDef::Item(def) => {
3007                 if let Some((did, param_did)) = def.as_const_arg() {
3008                     self.optimized_mir_of_const_arg((did, param_did))
3009                 } else {
3010                     self.optimized_mir(def.did)
3011                 }
3012             }
3013             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
3014             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
3015             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
3016             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
3017             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
3018             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
3019             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
3020             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
3021         }
3022     }
3023
3024     /// Gets the attributes of a definition.
3025     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3026         if let Some(did) = did.as_local() {
3027             self.hir().attrs(self.hir().as_local_hir_id(did))
3028         } else {
3029             self.item_attrs(did)
3030         }
3031     }
3032
3033     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3034     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3035         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3036     }
3037
3038     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3039     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3040         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3041     }
3042
3043     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3044         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3045     }
3046
3047     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3048     /// If it implements no trait, returns `None`.
3049     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3050         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3051     }
3052
3053     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3054     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3055     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3056         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3057             TraitContainer(_) => None,
3058             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3059         })
3060     }
3061
3062     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3063     /// with the name of the crate containing the impl.
3064     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3065         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
3066             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did);
3067             Ok(self.hir().span(hir_id))
3068         } else {
3069             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3070         }
3071     }
3072
3073     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3074     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3075     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3076     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3077         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3078         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3079         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3080         use_name.name == def_name.name
3081             && use_name
3082                 .span
3083                 .ctxt()
3084                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3085     }
3086
3087     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3088         match scope.as_local() {
3089             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3090             None => ExpnId::root(),
3091         }
3092     }
3093
3094     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3095         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3096         ident
3097     }
3098
3099     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3100         self,
3101         mut ident: Ident,
3102         scope: DefId,
3103         block: hir::HirId,
3104     ) -> (Ident, DefId) {
3105         let scope =
3106             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3107             {
3108                 Some(actual_expansion) => {
3109                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3110                 }
3111                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3112             };
3113         (ident, scope)
3114     }
3115
3116     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3117         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3118     }
3119 }
3120
3121 #[derive(Clone, HashStable)]
3122 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3123
3124 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3125 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3126     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
3127         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().as_local_hir_id(def_id)) {
3128             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3129                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3130             }
3131         }
3132     }
3133     None
3134 }
3135
3136 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
3137     context::provide(providers);
3138     erase_regions::provide(providers);
3139     layout::provide(providers);
3140     super::util::bug::provide(providers);
3141     *providers = ty::query::Providers {
3142         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3143         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3144         ..*providers
3145     };
3146 }
3147
3148 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3149 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3150 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3151 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3152 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3153 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3154 pub struct CrateInherentImpls {
3155     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3156 }
3157
3158 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
3159 pub struct SymbolName<'tcx> {
3160     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
3161     pub name: &'tcx str,
3162 }
3163
3164 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
3165     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
3166         SymbolName {
3167             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
3168         }
3169     }
3170 }
3171
3172 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
3173     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3174         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3175     }
3176 }
3177
3178 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
3179     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3180         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3181     }
3182 }
3183
3184 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for SymbolName<'tcx> {
3185     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
3186         s.emit_str(self.name)
3187     }
3188 }
3189
3190 // The decoding takes place in `decode_symbol_name()`.
3191 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for SymbolName<'tcx> {}