]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_middle/ty/mod.rs
direct imports for langitem stuff
[rust.git] / src / librustc_middle / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeVisitor};
4 pub use self::AssocItemContainer::*;
5 pub use self::BorrowKind::*;
6 pub use self::IntVarValue::*;
7 pub use self::Variance::*;
8
9 use crate::arena::Arena;
10 use crate::hir::exports::ExportMap;
11 use crate::ich::StableHashingContext;
12 use crate::infer::canonical::Canonical;
13 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
14 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
15 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
16 use crate::mir::GeneratorLayout;
17 use crate::mir::ReadOnlyBodyAndCache;
18 use crate::traits::{self, Reveal};
19 use crate::ty;
20 use crate::ty::subst::{InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
21 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
22 use crate::ty::walk::TypeWalker;
23 use rustc_ast::ast::{self, Ident, Name};
24 use rustc_ast::node_id::{NodeId, NodeMap, NodeSet};
25 use rustc_attr as attr;
26 use rustc_data_structures::captures::Captures;
27 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
28 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
29 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
30 use rustc_data_structures::sorted_map::SortedIndexMultiMap;
31 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
32 use rustc_data_structures::sync::{self, par_iter, Lrc, ParallelIterator};
33 use rustc_hir as hir;
34 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Namespace, Res};
35 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX};
36 use rustc_hir::lang_items::{FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem, FnTraitLangItem};
37 use rustc_hir::{Constness, GlobMap, Node, TraitMap};
38 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
39 use rustc_macros::HashStable;
40 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
41 use rustc_session::DataTypeKind;
42 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
43 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Symbol};
44 use rustc_span::Span;
45 use rustc_target::abi::{Align, VariantIdx};
46
47 use std::cell::RefCell;
48 use std::cmp::{self, Ordering};
49 use std::fmt;
50 use std::hash::{Hash, Hasher};
51 use std::ops::Deref;
52 use std::ops::Range;
53 use std::slice;
54 use std::{mem, ptr};
55
56 pub use self::sty::BoundRegion::*;
57 pub use self::sty::InferTy::*;
58 pub use self::sty::RegionKind;
59 pub use self::sty::RegionKind::*;
60 pub use self::sty::TyKind::*;
61 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
62 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
63 pub use self::sty::{CanonicalPolyFnSig, FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
64 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, TypeAndMut, UpvarSubsts};
65 pub use self::sty::{Const, ConstKind, ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
66 pub use self::sty::{ConstVid, FloatVid, IntVid, RegionVid, TyVid};
67 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, InferConst, InferTy, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
68 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
69 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
70 pub use crate::ty::diagnostics::*;
71
72 pub use self::binding::BindingMode;
73 pub use self::binding::BindingMode::*;
74
75 pub use self::context::{keep_local, tls, FreeRegionInfo, TyCtxt};
76 pub use self::context::{
77     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
78     UserType, UserTypeAnnotationIndex,
79 };
80 pub use self::context::{
81     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckTables,
82 };
83
84 pub use self::instance::RESOLVE_INSTANCE;
85 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
86
87 pub use self::trait_def::TraitDef;
88
89 pub use self::query::queries;
90
91 pub mod adjustment;
92 pub mod binding;
93 pub mod cast;
94 #[macro_use]
95 pub mod codec;
96 pub mod _match;
97 mod erase_regions;
98 pub mod error;
99 pub mod fast_reject;
100 pub mod flags;
101 pub mod fold;
102 pub mod free_region_map;
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 context;
117 mod diagnostics;
118 mod instance;
119 mod structural_impls;
120 mod sty;
121
122 // Data types
123
124 pub struct ResolverOutputs {
125     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
126     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
127     pub extern_crate_map: NodeMap<CrateNum>,
128     pub trait_map: TraitMap<NodeId>,
129     pub maybe_unused_trait_imports: NodeSet,
130     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(NodeId, Span)>,
131     pub export_map: ExportMap<NodeId>,
132     pub glob_map: GlobMap,
133     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
134     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
135     pub extern_prelude: FxHashMap<Name, bool>,
136 }
137
138 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable)]
139 pub enum AssocItemContainer {
140     TraitContainer(DefId),
141     ImplContainer(DefId),
142 }
143
144 impl AssocItemContainer {
145     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
146     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
147     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
148         match *self {
149             TraitContainer(id) => id,
150             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
151         }
152     }
153
154     pub fn id(&self) -> DefId {
155         match *self {
156             TraitContainer(id) => id,
157             ImplContainer(id) => id,
158         }
159     }
160 }
161
162 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
163 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
164 /// bounds / where-clauses).
165 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
166 pub struct ImplHeader<'tcx> {
167     pub impl_def_id: DefId,
168     pub self_ty: Ty<'tcx>,
169     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
170     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
171 }
172
173 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
174 pub enum ImplPolarity {
175     /// `impl Trait for Type`
176     Positive,
177     /// `impl !Trait for Type`
178     Negative,
179     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
180     ///
181     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
182     /// See #64631 for details.
183     Reservation,
184 }
185
186 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable)]
187 pub struct AssocItem {
188     pub def_id: DefId,
189     #[stable_hasher(project(name))]
190     pub ident: Ident,
191     pub kind: AssocKind,
192     pub vis: Visibility,
193     pub defaultness: hir::Defaultness,
194     pub container: AssocItemContainer,
195
196     /// Whether this is a method with an explicit self
197     /// as its first argument, allowing method calls.
198     pub method_has_self_argument: bool,
199 }
200
201 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable)]
202 pub enum AssocKind {
203     Const,
204     Method,
205     OpaqueTy,
206     Type,
207 }
208
209 impl AssocKind {
210     pub fn suggestion_descr(&self) -> &'static str {
211         match self {
212             ty::AssocKind::Method => "method call",
213             ty::AssocKind::Type | ty::AssocKind::OpaqueTy => "associated type",
214             ty::AssocKind::Const => "associated constant",
215         }
216     }
217
218     pub fn namespace(&self) -> Namespace {
219         match *self {
220             ty::AssocKind::OpaqueTy | ty::AssocKind::Type => Namespace::TypeNS,
221             ty::AssocKind::Const | ty::AssocKind::Method => Namespace::ValueNS,
222         }
223     }
224 }
225
226 impl AssocItem {
227     pub fn def_kind(&self) -> DefKind {
228         match self.kind {
229             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
230             AssocKind::Method => DefKind::AssocFn,
231             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
232             AssocKind::OpaqueTy => DefKind::AssocOpaqueTy,
233         }
234     }
235
236     /// Tests whether the associated item admits a non-trivial implementation
237     /// for !
238     pub fn relevant_for_never(&self) -> bool {
239         match self.kind {
240             AssocKind::OpaqueTy | AssocKind::Const | AssocKind::Type => true,
241             // FIXME(canndrew): Be more thorough here, check if any argument is uninhabited.
242             AssocKind::Method => !self.method_has_self_argument,
243         }
244     }
245
246     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
247         match self.kind {
248             ty::AssocKind::Method => {
249                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
250                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
251                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
252                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
253                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
254             }
255             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
256             // FIXME(type_alias_impl_trait): we should print bounds here too.
257             ty::AssocKind::OpaqueTy => format!("type {};", self.ident),
258             ty::AssocKind::Const => {
259                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
260             }
261         }
262     }
263 }
264
265 /// A list of `ty::AssocItem`s in definition order that allows for efficient lookup by name.
266 ///
267 /// When doing lookup by name, we try to postpone hygienic comparison for as long as possible since
268 /// it is relatively expensive. Instead, items are indexed by `Symbol` and hygienic comparison is
269 /// done only on items with the same name.
270 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, HashStable)]
271 pub struct AssociatedItems {
272     items: SortedIndexMultiMap<u32, Symbol, ty::AssocItem>,
273 }
274
275 impl AssociatedItems {
276     /// Constructs an `AssociatedItems` map from a series of `ty::AssocItem`s in definition order.
277     pub fn new(items_in_def_order: impl IntoIterator<Item = ty::AssocItem>) -> Self {
278         let items = items_in_def_order.into_iter().map(|item| (item.ident.name, item)).collect();
279         AssociatedItems { items }
280     }
281
282     /// Returns a slice of associated items in the order they were defined.
283     ///
284     /// New code should avoid relying on definition order. If you need a particular associated item
285     /// for a known trait, make that trait a lang item instead of indexing this array.
286     pub fn in_definition_order(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
287         self.items.iter().map(|(_, v)| v)
288     }
289
290     /// Returns an iterator over all associated items with the given name, ignoring hygiene.
291     pub fn filter_by_name_unhygienic(
292         &self,
293         name: Symbol,
294     ) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
295         self.items.get_by_key(&name)
296     }
297
298     /// Returns an iterator over all associated items with the given name.
299     ///
300     /// Multiple items may have the same name if they are in different `Namespace`s. For example,
301     /// an associated type can have the same name as a method. Use one of the `find_by_name_and_*`
302     /// methods below if you know which item you are looking for.
303     pub fn filter_by_name(
304         &'a self,
305         tcx: TyCtxt<'a>,
306         ident: Ident,
307         parent_def_id: DefId,
308     ) -> impl 'a + Iterator<Item = &'a ty::AssocItem> {
309         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
310             .filter(move |item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
311     }
312
313     /// Returns the associated item with the given name and `AssocKind`, if one exists.
314     pub fn find_by_name_and_kind(
315         &self,
316         tcx: TyCtxt<'_>,
317         ident: Ident,
318         kind: AssocKind,
319         parent_def_id: DefId,
320     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
321         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
322             .filter(|item| item.kind == kind)
323             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
324     }
325
326     /// Returns the associated item with the given name in the given `Namespace`, if one exists.
327     pub fn find_by_name_and_namespace(
328         &self,
329         tcx: TyCtxt<'_>,
330         ident: Ident,
331         ns: Namespace,
332         parent_def_id: DefId,
333     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
334         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
335             .filter(|item| item.kind.namespace() == ns)
336             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
337     }
338 }
339
340 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
341 pub enum Visibility {
342     /// Visible everywhere (including in other crates).
343     Public,
344     /// Visible only in the given crate-local module.
345     Restricted(DefId),
346     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
347     Invisible,
348 }
349
350 pub trait DefIdTree: Copy {
351     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
352
353     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
354         if descendant.krate != ancestor.krate {
355             return false;
356         }
357
358         while descendant != ancestor {
359             match self.parent(descendant) {
360                 Some(parent) => descendant = parent,
361                 None => return false,
362             }
363         }
364         true
365     }
366 }
367
368 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
369     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
370         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
371     }
372 }
373
374 impl Visibility {
375     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
376         match visibility.node {
377             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
378             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
379             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
380                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
381                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
382                 Res::Err => Visibility::Public,
383                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
384             },
385             hir::VisibilityKind::Inherited => {
386                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
387             }
388         }
389     }
390
391     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
392     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
393         let restriction = match self {
394             // Public items are visible everywhere.
395             Visibility::Public => return true,
396             // Private items from other crates are visible nowhere.
397             Visibility::Invisible => return false,
398             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
399             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
400             Visibility::Restricted(module) => module,
401         };
402
403         tree.is_descendant_of(module, restriction)
404     }
405
406     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
407     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
408         let vis_restriction = match vis {
409             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
410             Visibility::Invisible => return true,
411             Visibility::Restricted(module) => module,
412         };
413
414         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
415     }
416
417     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
418     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
419         match self {
420             Visibility::Public => true,
421             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
422             Visibility::Invisible => false,
423         }
424     }
425 }
426
427 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, HashStable)]
428 pub enum Variance {
429     Covariant,     // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
430     Invariant,     // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
431     Contravariant, // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
432     Bivariant,     // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
433 }
434
435 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
436 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
437 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
438 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
439 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
440 /// item.
441 #[derive(HashStable)]
442 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
443     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
444     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
445     /// entry.
446     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
447 }
448
449 impl Variance {
450     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
451     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
452     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
453     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
454     /// variance with which the argument appears.
455     ///
456     /// Example 1:
457     ///
458     ///     *mut Vec<i32>
459     ///
460     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
461     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
462     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
463     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
464     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
465     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
466     /// (again) in `Invariant`.
467     ///
468     /// Example 2:
469     ///
470     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
471     ///
472     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
473     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
474     /// within which both pointer types appear is
475     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
476     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
477     /// which the first `Vec<i32>` appears is
478     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
479     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
480     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
481     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
482     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
483     ///
484     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
485     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
486     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
487         match (self, v) {
488             // Figure 1, column 1.
489             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
490             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
491             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
492             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
493
494             // Figure 1, column 2.
495             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
496             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
497             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
498             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
499
500             // Figure 1, column 3.
501             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
502
503             // Figure 1, column 4.
504             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
505         }
506     }
507 }
508
509 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
510 // the types of AST nodes.
511 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
512 pub struct CReaderCacheKey {
513     pub cnum: CrateNum,
514     pub pos: usize,
515 }
516
517 bitflags! {
518     /// Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
519     /// through the type during type construction, so that we can quickly check
520     /// whether the type has various kinds of types in it without recursing
521     /// over the type itself.
522     pub struct TypeFlags: u32 {
523         // Does this have parameters? Used to determine whether substitution is
524         // required.
525         /// Does this have [Param]?
526         const HAS_TY_PARAM              = 1 << 0;
527         /// Does this have [ReEarlyBound]?
528         const HAS_RE_PARAM              = 1 << 1;
529         /// Does this have [ConstKind::Param]?
530         const HAS_CT_PARAM              = 1 << 2;
531
532         const NEEDS_SUBST               = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
533                                         | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
534                                         | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits;
535
536         /// Does this have [Infer]?
537         const HAS_TY_INFER              = 1 << 3;
538         /// Does this have [ReVar]?
539         const HAS_RE_INFER              = 1 << 4;
540         /// Does this have [ConstKind::Infer]?
541         const HAS_CT_INFER              = 1 << 5;
542
543         /// Does this have inference variables? Used to determine whether
544         /// inference is required.
545         const NEEDS_INFER               = TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
546                                         | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
547                                         | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits;
548
549         /// Does this have [Placeholder]?
550         const HAS_TY_PLACEHOLDER        = 1 << 6;
551         /// Does this have [RePlaceholder]?
552         const HAS_RE_PLACEHOLDER        = 1 << 7;
553         /// Does this have [ConstKind::Placeholder]?
554         const HAS_CT_PLACEHOLDER        = 1 << 8;
555
556         /// `true` if there are "names" of regions and so forth
557         /// that are local to a particular fn/inferctxt
558         const HAS_FREE_LOCAL_REGIONS    = 1 << 9;
559
560         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
561         /// that are local to a particular fn
562         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES      = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
563                                         | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
564                                         | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
565                                         | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
566                                         | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
567                                         | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
568                                         | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits;
569
570         /// Does this have [Projection] or [UnnormalizedProjection]?
571         const HAS_TY_PROJECTION         = 1 << 10;
572         /// Does this have [Opaque]?
573         const HAS_TY_OPAQUE             = 1 << 11;
574         /// Does this have [ConstKind::Unevaluated]?
575         const HAS_CT_PROJECTION         = 1 << 12;
576
577         /// Could this type be normalized further?
578         const HAS_PROJECTION            = TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
579                                         | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
580                                         | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits;
581
582         /// Present if the type belongs in a local type context.
583         /// Set for placeholders and inference variables that are not "Fresh".
584         const KEEP_IN_LOCAL_TCX         = 1 << 13;
585
586         /// Is an error type reachable?
587         const HAS_TY_ERR                = 1 << 14;
588
589         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
590         /// Basically anything but [ReLateBound] and [ReErased].
591         const HAS_FREE_REGIONS          = 1 << 15;
592
593         /// Does this have any [ReLateBound] regions? Used to check
594         /// if a global bound is safe to evaluate.
595         const HAS_RE_LATE_BOUND         = 1 << 16;
596
597         /// Does this have any [ReErased] regions?
598         const HAS_RE_ERASED             = 1 << 17;
599
600         /// Flags representing the nominal content of a type,
601         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
602         /// flag, it should be added here too.
603         const NOMINAL_FLAGS             = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
604                                         | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
605                                         | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
606                                         | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
607                                         | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
608                                         | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
609                                         | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
610                                         | TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits
611                                         | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
612                                         | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits
613                                         | TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
614                                         | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
615                                         | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits
616                                         | TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits
617                                         | TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits
618                                         | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits
619                                         | TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits
620                                         | TypeFlags::HAS_RE_ERASED.bits;
621     }
622 }
623
624 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
625 pub struct TyS<'tcx> {
626     pub kind: TyKind<'tcx>,
627     pub flags: TypeFlags,
628
629     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
630     /// binder such that
631     ///
632     /// (a) the binder itself captures nothing but
633     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
634     ///     by some sub-binder.
635     ///
636     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
637     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
638     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
639     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
640     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
641     /// by an inner binder.
642     ///
643     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
644     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
645     /// (exclusive).
646     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
647 }
648
649 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
650 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
651 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
652
653 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
654     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
655         self.kind.cmp(&other.kind)
656     }
657 }
658
659 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
660     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
661         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
662     }
663 }
664
665 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
666     #[inline]
667     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
668         ptr::eq(self, other)
669     }
670 }
671 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
672
673 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
674     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
675         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
676     }
677 }
678
679 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'tcx> {
680     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
681         let ty::TyS {
682             ref kind,
683
684             // The other fields just provide fast access to information that is
685             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
686             flags: _,
687
688             outer_exclusive_binder: _,
689         } = *self;
690
691         kind.hash_stable(hcx, hasher);
692     }
693 }
694
695 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
696 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
697
698 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
699 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
700
701 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
702
703 extern "C" {
704     /// A dummy type used to force `List` to be unsized while not requiring references to it be wide
705     /// pointers.
706     type OpaqueListContents;
707 }
708
709 /// A wrapper for slices with the additional invariant
710 /// that the slice is interned and no other slice with
711 /// the same contents can exist in the same context.
712 /// This means we can use pointer for both
713 /// equality comparisons and hashing.
714 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
715 #[repr(C)]
716 pub struct List<T> {
717     len: usize,
718     data: [T; 0],
719     opaque: OpaqueListContents,
720 }
721
722 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
723
724 impl<T: Copy> List<T> {
725     #[inline]
726     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx Arena<'tcx>, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
727         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
728         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
729         assert!(!slice.is_empty());
730
731         // Align up the size of the len (usize) field
732         let align = mem::align_of::<T>();
733         let align_mask = align - 1;
734         let offset = mem::size_of::<usize>();
735         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
736
737         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
738
739         let mem = arena
740             .dropless
741             .alloc_raw(size, cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
742         unsafe {
743             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
744             // Write the length
745             result.len = slice.len();
746
747             // Write the elements
748             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
749             arena_slice.copy_from_slice(slice);
750
751             result
752         }
753     }
754 }
755
756 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
757     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
758         (**self).fmt(f)
759     }
760 }
761
762 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
763     #[inline]
764     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
765         (**self).encode(s)
766     }
767 }
768
769 impl<T> Ord for List<T>
770 where
771     T: Ord,
772 {
773     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
774         if self == other { Ordering::Equal } else { <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other) }
775     }
776 }
777
778 impl<T> PartialOrd for List<T>
779 where
780     T: PartialOrd,
781 {
782     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
783         if self == other {
784             Some(Ordering::Equal)
785         } else {
786             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
787         }
788     }
789 }
790
791 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
792     #[inline]
793     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
794         ptr::eq(self, other)
795     }
796 }
797 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
798
799 impl<T> Hash for List<T> {
800     #[inline]
801     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
802         (self as *const List<T>).hash(s)
803     }
804 }
805
806 impl<T> Deref for List<T> {
807     type Target = [T];
808     #[inline(always)]
809     fn deref(&self) -> &[T] {
810         self.as_ref()
811     }
812 }
813
814 impl<T> AsRef<[T]> for List<T> {
815     #[inline(always)]
816     fn as_ref(&self) -> &[T] {
817         unsafe { slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len) }
818     }
819 }
820
821 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
822     type Item = &'a T;
823     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
824     #[inline(always)]
825     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
826         self[..].iter()
827     }
828 }
829
830 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
831
832 impl<T> List<T> {
833     #[inline(always)]
834     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
835         #[repr(align(64), C)]
836         struct EmptySlice([u8; 64]);
837         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
838         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
839         unsafe { &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>) }
840     }
841 }
842
843 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
844 pub struct UpvarPath {
845     pub hir_id: hir::HirId,
846 }
847
848 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
849 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
850 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
851 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
852 pub struct UpvarId {
853     pub var_path: UpvarPath,
854     pub closure_expr_id: LocalDefId,
855 }
856
857 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
858 pub enum BorrowKind {
859     /// Data must be immutable and is aliasable.
860     ImmBorrow,
861
862     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
863     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
864     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
865     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
866     ///
867     ///    let x: &mut isize = ...;
868     ///    let y = || *x += 5;
869     ///
870     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
871     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
872     ///
873     ///    struct Env { x: & &mut isize }
874     ///    let x: &mut isize = ...;
875     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
876     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
877     ///
878     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
879     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
880     /// an `&mut` borrow:
881     ///
882     ///    struct Env { x: & &mut isize }
883     ///    let x: &mut isize = ...;
884     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
885     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
886     ///
887     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
888     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
889     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
890     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
891     /// borrow is hidden.
892     ///
893     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
894     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
895     /// simplicity, we don't give users the way to express this
896     /// borrow, it's just used when translating closures.
897     UniqueImmBorrow,
898
899     /// Data is mutable and not aliasable.
900     MutBorrow,
901 }
902
903 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
904 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
905 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
906 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
907     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
908     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
909     /// depending on inference.
910     ByValue,
911
912     /// Upvar is captured by reference.
913     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
914 }
915
916 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
917 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
918     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
919     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
920     /// syntax.
921     pub kind: BorrowKind,
922
923     /// Region of the resulting reference.
924     pub region: ty::Region<'tcx>,
925 }
926
927 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
928 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
929
930 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
931 pub enum IntVarValue {
932     IntType(ast::IntTy),
933     UintType(ast::UintTy),
934 }
935
936 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
937 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
938
939 impl ty::EarlyBoundRegion {
940     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
941         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
942     }
943
944     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
945     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
946     pub fn has_name(&self) -> bool {
947         self.name != kw::UnderscoreLifetime
948     }
949 }
950
951 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
952 pub enum GenericParamDefKind {
953     Lifetime,
954     Type {
955         has_default: bool,
956         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
957         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
958     },
959     Const,
960 }
961
962 impl GenericParamDefKind {
963     pub fn descr(&self) -> &'static str {
964         match self {
965             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
966             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
967             GenericParamDefKind::Const => "constant",
968         }
969     }
970 }
971
972 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
973 pub struct GenericParamDef {
974     pub name: Symbol,
975     pub def_id: DefId,
976     pub index: u32,
977
978     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
979     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
980     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
981     pub pure_wrt_drop: bool,
982
983     pub kind: GenericParamDefKind,
984 }
985
986 impl GenericParamDef {
987     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
988         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
989             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
990         } else {
991             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
992         }
993     }
994
995     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
996         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
997             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
998         } else {
999             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
1000         }
1001     }
1002 }
1003
1004 #[derive(Default)]
1005 pub struct GenericParamCount {
1006     pub lifetimes: usize,
1007     pub types: usize,
1008     pub consts: usize,
1009 }
1010
1011 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
1012 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
1013 ///
1014 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
1015 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
1016 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1017 pub struct Generics {
1018     pub parent: Option<DefId>,
1019     pub parent_count: usize,
1020     pub params: Vec<GenericParamDef>,
1021
1022     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
1023     #[stable_hasher(ignore)]
1024     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
1025
1026     pub has_self: bool,
1027     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
1028 }
1029
1030 impl<'tcx> Generics {
1031     pub fn count(&self) -> usize {
1032         self.parent_count + self.params.len()
1033     }
1034
1035     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
1036         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
1037         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
1038         // presence of this method will be a constant reminder.
1039         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
1040
1041         for param in &self.params {
1042             match param.kind {
1043                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
1044                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
1045                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
1046             };
1047         }
1048
1049         own_counts
1050     }
1051
1052     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
1053         if self.own_requires_monomorphization() {
1054             return true;
1055         }
1056
1057         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
1058             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
1059             parent.requires_monomorphization(tcx)
1060         } else {
1061             false
1062         }
1063     }
1064
1065     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
1066         for param in &self.params {
1067             match param.kind {
1068                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
1069                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
1070             }
1071         }
1072         false
1073     }
1074
1075     pub fn region_param(
1076         &'tcx self,
1077         param: &EarlyBoundRegion,
1078         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1079     ) -> &'tcx GenericParamDef {
1080         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1081             let param = &self.params[index as usize];
1082             match param.kind {
1083                 GenericParamDefKind::Lifetime => param,
1084                 _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
1085             }
1086         } else {
1087             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
1088                 .region_param(param, tcx)
1089         }
1090     }
1091
1092     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
1093     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
1094         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1095             let param = &self.params[index as usize];
1096             match param.kind {
1097                 GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
1098                 _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
1099             }
1100         } else {
1101             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
1102                 .type_param(param, tcx)
1103         }
1104     }
1105
1106     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
1107     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
1108         if let Some(index) = param.index.checked_sub(self.parent_count as u32) {
1109             let param = &self.params[index as usize];
1110             match param.kind {
1111                 GenericParamDefKind::Const => param,
1112                 _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
1113             }
1114         } else {
1115             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count>0 but no parent?"))
1116                 .const_param(param, tcx)
1117         }
1118     }
1119 }
1120
1121 /// Bounds on generics.
1122 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1123 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1124     pub parent: Option<DefId>,
1125     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
1126 }
1127
1128 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1129     pub fn instantiate(
1130         &self,
1131         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1132         substs: SubstsRef<'tcx>,
1133     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1134         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1135         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1136         instantiated
1137     }
1138
1139     pub fn instantiate_own(
1140         &self,
1141         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1142         substs: SubstsRef<'tcx>,
1143     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1144         InstantiatedPredicates {
1145             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1146             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1147         }
1148     }
1149
1150     fn instantiate_into(
1151         &self,
1152         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1153         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1154         substs: SubstsRef<'tcx>,
1155     ) {
1156         if let Some(def_id) = self.parent {
1157             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1158         }
1159         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
1160         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
1161     }
1162
1163     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1164         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1165         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1166         instantiated
1167     }
1168
1169     fn instantiate_identity_into(
1170         &self,
1171         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1172         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1173     ) {
1174         if let Some(def_id) = self.parent {
1175             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1176         }
1177         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
1178         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
1179     }
1180
1181     pub fn instantiate_supertrait(
1182         &self,
1183         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1184         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1185     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1186         assert_eq!(self.parent, None);
1187         InstantiatedPredicates {
1188             predicates: self
1189                 .predicates
1190                 .iter()
1191                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1192                 .collect(),
1193             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1194         }
1195     }
1196 }
1197
1198 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1199 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1200 pub enum Predicate<'tcx> {
1201     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1202     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1203     /// would be the type parameters.
1204     ///
1205     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1206     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1207     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1208     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>, Constness),
1209
1210     /// `where 'a: 'b`
1211     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1212
1213     /// `where T: 'a`
1214     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1215
1216     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1217     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1218     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1219
1220     /// No syntax: `T` well-formed.
1221     WellFormed(Ty<'tcx>),
1222
1223     /// Trait must be object-safe.
1224     ObjectSafe(DefId),
1225
1226     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1227     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1228     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1229     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1230
1231     /// `T1 <: T2`
1232     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1233
1234     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1235     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1236 }
1237
1238 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1239 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1240 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1241 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1242 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1243 /// item.
1244 #[derive(HashStable)]
1245 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1246     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1247     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1248     /// bounds, it will have no entry.
1249     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(ty::Predicate<'tcx>, Span)]>,
1250 }
1251
1252 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1253     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1254         self
1255     }
1256 }
1257
1258 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1259     /// Performs a substitution suitable for going from a
1260     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1261     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1262     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1263     /// lengthy comment below for details.
1264     pub fn subst_supertrait(
1265         &self,
1266         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1267         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1268     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1269         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1270         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1271         //
1272         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1273         //
1274         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1275         //     trait Bar<'b,'c> { }
1276         //
1277         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1278         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1279         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1280         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1281         // normal substitution.
1282         //
1283         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1284         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1285         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1286         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1287         // `'a`.
1288         //
1289         // Another example to be careful of is this:
1290         //
1291         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1292         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1293         //
1294         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1295         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1296         // reason is similar to the previous example: any impl of
1297         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1298         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1299         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1300         //
1301         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1302         // consider the more complicated scenario:
1303         //
1304         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1305         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1306         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1307         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1308         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1309         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1310         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1311         //   DB index of 1.
1312         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1313         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1314         //   just as we wanted.
1315         //
1316         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1317         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1318         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1319         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1320         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1321         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1322         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1323         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1324         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1325         // substitution code expects equal binding levels in the values
1326         // from the substitution and the value being substituted into, and
1327         // this trick achieves that).
1328
1329         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1330         match *self {
1331             Predicate::Trait(ref binder, constness) => {
1332                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)), constness)
1333             }
1334             Predicate::Subtype(ref binder) => {
1335                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1336             }
1337             Predicate::RegionOutlives(ref binder) => {
1338                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1339             }
1340             Predicate::TypeOutlives(ref binder) => {
1341                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1342             }
1343             Predicate::Projection(ref binder) => {
1344                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1345             }
1346             Predicate::WellFormed(data) => Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1347             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) => Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1348             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) => {
1349                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind)
1350             }
1351             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) => {
1352                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs))
1353             }
1354         }
1355     }
1356 }
1357
1358 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1359 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1360 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1361     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1362 }
1363
1364 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1365
1366 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1367     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1368         self.trait_ref.def_id
1369     }
1370
1371     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1372         self.trait_ref.input_types()
1373     }
1374
1375     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1376         self.trait_ref.self_ty()
1377     }
1378 }
1379
1380 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1381     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1382         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1383         self.skip_binder().def_id()
1384     }
1385 }
1386
1387 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1388 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1389 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1390 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1391 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1392 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1393 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1394 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1395
1396 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1397 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1398 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1399     pub a_is_expected: bool,
1400     pub a: Ty<'tcx>,
1401     pub b: Ty<'tcx>,
1402 }
1403 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1404
1405 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1406 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1407 ///
1408 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1409 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1410 ///
1411 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1412 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1413 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1414 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1415 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1416 /// instances to normalize the LHS.
1417 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1418 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1419 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1420     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1421     pub ty: Ty<'tcx>,
1422 }
1423
1424 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1425
1426 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1427     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1428     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1429         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1430     }
1431
1432     #[inline]
1433     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1434         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1435         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1436         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1437         // return value, so we are preserving the number of binding
1438         // levels.
1439         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1440     }
1441
1442     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1443         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1444     }
1445
1446     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1447     ///
1448     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1449     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1450     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1451         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1452         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1453     }
1454 }
1455
1456 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1457     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1458 }
1459
1460 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1461     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1462         ty::Binder::dummy(*self)
1463     }
1464 }
1465
1466 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1467     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1468         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1469     }
1470 }
1471
1472 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1473     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1474 }
1475
1476 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1477     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1478         ty::Predicate::Trait(
1479             ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }),
1480             self.constness,
1481         )
1482     }
1483 }
1484
1485 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<&TraitRef<'tcx>> {
1486     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1487         ty::Predicate::Trait(
1488             ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate { trait_ref: *self.value }),
1489             self.constness,
1490         )
1491     }
1492 }
1493
1494 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1495     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1496         ty::Predicate::Trait(self.value.to_poly_trait_predicate(), self.constness)
1497     }
1498 }
1499
1500 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<&PolyTraitRef<'tcx>> {
1501     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1502         ty::Predicate::Trait(self.value.to_poly_trait_predicate(), self.constness)
1503     }
1504 }
1505
1506 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1507     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1508         Predicate::RegionOutlives(*self)
1509     }
1510 }
1511
1512 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1513     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1514         Predicate::TypeOutlives(*self)
1515     }
1516 }
1517
1518 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1519     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1520         Predicate::Projection(*self)
1521     }
1522 }
1523
1524 // A custom iterator used by `Predicate::walk_tys`.
1525 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1526 where
1527     I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1528     J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1529     K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1530 {
1531     None,
1532     One(Ty<'tcx>),
1533     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1534     Types(I),
1535     InputTypes(J),
1536     ProjectionTypes(K),
1537 }
1538
1539 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1540 where
1541     I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1542     J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1543     K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1544 {
1545     type Item = Ty<'tcx>;
1546
1547     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1548         match *self {
1549             WalkTysIter::None => None,
1550             WalkTysIter::One(item) => {
1551                 *self = WalkTysIter::None;
1552                 Some(item)
1553             }
1554             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1555                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1556                 Some(item1)
1557             }
1558             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => iter.next(),
1559             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => iter.next(),
1560             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => iter.next(),
1561         }
1562     }
1563 }
1564
1565 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1566     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1567     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1568     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1569     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1570         match *self {
1571             ty::Predicate::Trait(ref data, _) => {
1572                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1573             }
1574             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1575                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1576                 WalkTysIter::Two(a, b)
1577             }
1578             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0),
1579             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => WalkTysIter::None,
1580             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1581                 let inner = data.skip_binder();
1582                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1583                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)),
1584                 )
1585             }
1586             ty::Predicate::WellFormed(data) => WalkTysIter::One(data),
1587             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => WalkTysIter::None,
1588             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1589                 WalkTysIter::Types(closure_substs.types())
1590             }
1591             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => WalkTysIter::Types(substs.types()),
1592         }
1593     }
1594
1595     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1596         match *self {
1597             Predicate::Trait(ref t, _) => Some(t.to_poly_trait_ref()),
1598             Predicate::Projection(..)
1599             | Predicate::Subtype(..)
1600             | Predicate::RegionOutlives(..)
1601             | Predicate::WellFormed(..)
1602             | Predicate::ObjectSafe(..)
1603             | Predicate::ClosureKind(..)
1604             | Predicate::TypeOutlives(..)
1605             | Predicate::ConstEvaluatable(..) => None,
1606         }
1607     }
1608
1609     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1610         match *self {
1611             Predicate::TypeOutlives(data) => Some(data),
1612             Predicate::Trait(..)
1613             | Predicate::Projection(..)
1614             | Predicate::Subtype(..)
1615             | Predicate::RegionOutlives(..)
1616             | Predicate::WellFormed(..)
1617             | Predicate::ObjectSafe(..)
1618             | Predicate::ClosureKind(..)
1619             | Predicate::ConstEvaluatable(..) => None,
1620         }
1621     }
1622 }
1623
1624 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1625 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1626 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1627 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1628 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1629 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1630 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1631 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1632 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1633 /// their values.
1634 ///
1635 /// Example:
1636 ///
1637 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1638 ///
1639 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1640 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1641 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1642 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1643 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1644 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1645     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1646     pub spans: Vec<Span>,
1647 }
1648
1649 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1650     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1651         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1652     }
1653
1654     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1655         self.predicates.is_empty()
1656     }
1657 }
1658
1659 rustc_index::newtype_index! {
1660     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1661     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1662     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1663     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1664     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1665     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1666     /// new names.
1667     ///
1668     /// To make this more concrete, consider this program:
1669     ///
1670     /// ```
1671     /// struct Foo { }
1672     /// fn bar<T>(x: T) {
1673     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1674     /// }
1675     /// ```
1676     ///
1677     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1678     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1679     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1680     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1681     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1682     /// name it inside the fn type but not outside.
1683     ///
1684     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1685     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1686     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1687     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1688     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1689     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1690     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1691     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1692     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1693     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1694     /// use for checking generic functions.
1695     pub struct UniverseIndex {
1696         derive [HashStable]
1697         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1698     }
1699 }
1700
1701 impl UniverseIndex {
1702     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1703
1704     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1705     /// is considered to extend all previous universes. This
1706     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1707     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1708     ///
1709     /// ```
1710     /// for<'a> fn(&'a u32)
1711     /// ```
1712     ///
1713     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1714     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1715     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1716     /// `U` because it was not in scope there.
1717     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1718         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1719     }
1720
1721     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1722     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1723     /// `other` (`self >= other`).
1724     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1725         self.private >= other.private
1726     }
1727
1728     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1729     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1730     /// those in `other` (`self < other`).
1731     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1732         self.private < other.private
1733     }
1734 }
1735
1736 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1737 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1738 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1739 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1740 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1741 /// another.
1742 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1743 pub struct Placeholder<T> {
1744     pub universe: UniverseIndex,
1745     pub name: T,
1746 }
1747
1748 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1749 where
1750     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1751 {
1752     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1753         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1754         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1755     }
1756 }
1757
1758 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1759
1760 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1761
1762 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1763
1764 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1765 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1766 /// particular point.
1767 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TypeFoldable)]
1768 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1769     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1770     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1771     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1772     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1773
1774     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1775     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1776     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1777     pub reveal: traits::Reveal,
1778
1779     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1780     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1781     /// solver).
1782     pub def_id: Option<DefId>,
1783 }
1784
1785 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1786     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1787     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1788     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1789     /// type-checking.
1790     #[inline]
1791     pub fn empty() -> Self {
1792         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1793     }
1794
1795     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1796     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1797     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1798     /// environments like codegen or doing optimizations.
1799     ///
1800     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1801     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1802     #[inline]
1803     pub fn reveal_all() -> Self {
1804         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1805     }
1806
1807     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1808     #[inline]
1809     pub fn new(
1810         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1811         reveal: Reveal,
1812         def_id: Option<DefId>,
1813     ) -> Self {
1814         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1815     }
1816
1817     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1818     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1819     /// (even for associated types that are specializable). This is
1820     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1821     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1822     /// which is the default.
1823     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1824         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1825     }
1826
1827     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1828     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1829         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1830     }
1831
1832     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1833     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1834     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1835     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1836     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1837     /// invisible.
1838     ///
1839     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1840     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1841     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1842     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1843     /// although the surrounding function is never reachable.
1844     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1845         match self.reveal {
1846             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1847
1848             Reveal::All => {
1849                 if value.is_global() {
1850                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1851                 } else {
1852                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1853                 }
1854             }
1855         }
1856     }
1857 }
1858
1859 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1860 pub struct ConstnessAnd<T> {
1861     pub constness: Constness,
1862     pub value: T,
1863 }
1864
1865 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate()` to ensure that
1866 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1867 pub trait WithConstness: Sized {
1868     #[inline]
1869     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1870         ConstnessAnd { constness, value: self }
1871     }
1872
1873     #[inline]
1874     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1875         self.with_constness(Constness::Const)
1876     }
1877
1878     #[inline]
1879     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1880         self.with_constness(Constness::NotConst)
1881     }
1882 }
1883
1884 impl<T> WithConstness for T {}
1885
1886 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1887 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1888     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1889     pub value: T,
1890 }
1891
1892 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1893     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1894         (self.param_env, self.value)
1895     }
1896 }
1897
1898 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1899 where
1900     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1901 {
1902     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1903         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1904
1905         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1906         value.hash_stable(hcx, hasher);
1907     }
1908 }
1909
1910 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1911 pub struct Destructor {
1912     /// The `DefId` of the destructor method
1913     pub did: DefId,
1914 }
1915
1916 bitflags! {
1917     #[derive(HashStable)]
1918     pub struct AdtFlags: u32 {
1919         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1920         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1921         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1922         /// Indicates whether the ADT is a union.
1923         const IS_UNION            = 1 << 1;
1924         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1925         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1926         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1927         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1928         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1929         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1930         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1931         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1932         /// Indicates whether the type is `Box`.
1933         const IS_BOX              = 1 << 6;
1934         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1935         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1936         // FIXME(matthewjasper) replace these with diagnostic items
1937         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1938         const IS_ARC              = 1 << 8;
1939         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1940         const IS_RC               = 1 << 9;
1941         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1942         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1943         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 10;
1944     }
1945 }
1946
1947 bitflags! {
1948     #[derive(HashStable)]
1949     pub struct VariantFlags: u32 {
1950         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1951         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1952         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1953     }
1954 }
1955
1956 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1957 #[derive(Debug, HashStable)]
1958 pub struct VariantDef {
1959     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1960     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1961     pub def_id: DefId,
1962     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1963     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1964     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1965     /// Variant or struct name.
1966     #[stable_hasher(project(name))]
1967     pub ident: Ident,
1968     /// Discriminant of this variant.
1969     pub discr: VariantDiscr,
1970     /// Fields of this variant.
1971     pub fields: Vec<FieldDef>,
1972     /// Type of constructor of variant.
1973     pub ctor_kind: CtorKind,
1974     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1975     flags: VariantFlags,
1976     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1977     /// May be incomplete or bogus.
1978     pub recovered: bool,
1979 }
1980
1981 impl<'tcx> VariantDef {
1982     /// Creates a new `VariantDef`.
1983     ///
1984     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1985     /// represents an enum variant).
1986     ///
1987     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1988     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1989     ///
1990     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1991     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1992     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1993     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1994     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1995     ///
1996     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1997     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1998     pub fn new(
1999         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2000         ident: Ident,
2001         variant_did: Option<DefId>,
2002         ctor_def_id: Option<DefId>,
2003         discr: VariantDiscr,
2004         fields: Vec<FieldDef>,
2005         ctor_kind: CtorKind,
2006         adt_kind: AdtKind,
2007         parent_did: DefId,
2008         recovered: bool,
2009     ) -> Self {
2010         debug!(
2011             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2012              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2013             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2014         );
2015
2016         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2017         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
2018             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
2019             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2020         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
2021             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
2022                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
2023                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2024             }
2025         }
2026
2027         VariantDef {
2028             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2029             ctor_def_id,
2030             ident,
2031             discr,
2032             fields,
2033             ctor_kind,
2034             flags,
2035             recovered,
2036         }
2037     }
2038
2039     /// Is this field list non-exhaustive?
2040     #[inline]
2041     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2042         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2043     }
2044 }
2045
2046 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2047 pub enum VariantDiscr {
2048     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2049     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2050     Explicit(DefId),
2051
2052     /// The previous variant's discriminant plus one.
2053     /// For efficiency reasons, the distance from the
2054     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2055     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2056     Relative(u32),
2057 }
2058
2059 #[derive(Debug, HashStable)]
2060 pub struct FieldDef {
2061     pub did: DefId,
2062     #[stable_hasher(project(name))]
2063     pub ident: Ident,
2064     pub vis: Visibility,
2065 }
2066
2067 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2068 ///
2069 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
2070 ///
2071 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2072 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2073 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2074 ///
2075 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2076 pub struct AdtDef {
2077     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2078     pub did: DefId,
2079     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2080     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2081     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2082     flags: AdtFlags,
2083     /// Repr options provided by the user.
2084     pub repr: ReprOptions,
2085 }
2086
2087 impl PartialOrd for AdtDef {
2088     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2089         Some(self.cmp(&other))
2090     }
2091 }
2092
2093 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2094 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2095 impl Ord for AdtDef {
2096     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2097         self.did.cmp(&other.did)
2098     }
2099 }
2100
2101 impl PartialEq for AdtDef {
2102     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2103     #[inline]
2104     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2105         ptr::eq(self, other)
2106     }
2107 }
2108
2109 impl Eq for AdtDef {}
2110
2111 impl Hash for AdtDef {
2112     #[inline]
2113     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2114         (self as *const AdtDef).hash(s)
2115     }
2116 }
2117
2118 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
2119     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2120         self.did.encode(s)
2121     }
2122 }
2123
2124 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
2125
2126 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2127     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2128         thread_local! {
2129             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2130         }
2131
2132         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2133             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2134             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2135                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2136
2137                 let mut hasher = StableHasher::new();
2138                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2139                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2140                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2141                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2142
2143                 hasher.finish()
2144             })
2145         });
2146
2147         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2148     }
2149 }
2150
2151 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2152 pub enum AdtKind {
2153     Struct,
2154     Union,
2155     Enum,
2156 }
2157
2158 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2159     fn into(self) -> DataTypeKind {
2160         match self {
2161             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2162             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2163             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2164         }
2165     }
2166 }
2167
2168 bitflags! {
2169     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2170     pub struct ReprFlags: u8 {
2171         const IS_C               = 1 << 0;
2172         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2173         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2174         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2175         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2176         // If true, don't expose any niche to type's context.
2177         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2178         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2179         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2180                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2181                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2182     }
2183 }
2184
2185 /// Represents the repr options provided by the user,
2186 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2187 pub struct ReprOptions {
2188     pub int: Option<attr::IntType>,
2189     pub align: Option<Align>,
2190     pub pack: Option<Align>,
2191     pub flags: ReprFlags,
2192 }
2193
2194 impl ReprOptions {
2195     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2196         let mut flags = ReprFlags::empty();
2197         let mut size = None;
2198         let mut max_align: Option<Align> = None;
2199         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2200         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2201             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2202                 flags.insert(match r {
2203                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2204                     attr::ReprPacked(pack) => {
2205                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2206                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2207                             min_pack.min(pack)
2208                         } else {
2209                             pack
2210                         });
2211                         ReprFlags::empty()
2212                     }
2213                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2214                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2215                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2216                     attr::ReprInt(i) => {
2217                         size = Some(i);
2218                         ReprFlags::empty()
2219                     }
2220                     attr::ReprAlign(align) => {
2221                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2222                         ReprFlags::empty()
2223                     }
2224                 });
2225             }
2226         }
2227
2228         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2229         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2230             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2231         }
2232         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2233     }
2234
2235     #[inline]
2236     pub fn simd(&self) -> bool {
2237         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2238     }
2239     #[inline]
2240     pub fn c(&self) -> bool {
2241         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2242     }
2243     #[inline]
2244     pub fn packed(&self) -> bool {
2245         self.pack.is_some()
2246     }
2247     #[inline]
2248     pub fn transparent(&self) -> bool {
2249         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2250     }
2251     #[inline]
2252     pub fn linear(&self) -> bool {
2253         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2254     }
2255     #[inline]
2256     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2257         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2258     }
2259
2260     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2261         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2262     }
2263
2264     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2265     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2266     /// single pointer.
2267     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2268         self.c() || self.int.is_some()
2269     }
2270
2271     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2272     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2273     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2274         if let Some(pack) = self.pack {
2275             if pack.bytes() == 1 {
2276                 return true;
2277             }
2278         }
2279         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2280     }
2281
2282     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2283     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2284         self.c()
2285     }
2286 }
2287
2288 impl<'tcx> AdtDef {
2289     /// Creates a new `AdtDef`.
2290     fn new(
2291         tcx: TyCtxt<'_>,
2292         did: DefId,
2293         kind: AdtKind,
2294         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2295         repr: ReprOptions,
2296     ) -> Self {
2297         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2298         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2299
2300         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2301             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2302             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2303         }
2304
2305         flags |= match kind {
2306             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2307             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2308             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2309         };
2310
2311         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2312             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2313         }
2314
2315         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2316         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2317             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2318         }
2319         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2320             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2321         }
2322         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2323             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2324         }
2325         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2326             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2327         }
2328         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2329             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2330         }
2331         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2332             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2333         }
2334
2335         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2336     }
2337
2338     /// Returns `true` if this is a struct.
2339     #[inline]
2340     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2341         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2342     }
2343
2344     /// Returns `true` if this is a union.
2345     #[inline]
2346     pub fn is_union(&self) -> bool {
2347         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2348     }
2349
2350     /// Returns `true` if this is a enum.
2351     #[inline]
2352     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2353         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2354     }
2355
2356     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2357     #[inline]
2358     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2359         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2360     }
2361
2362     /// Returns the kind of the ADT.
2363     #[inline]
2364     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2365         if self.is_enum() {
2366             AdtKind::Enum
2367         } else if self.is_union() {
2368             AdtKind::Union
2369         } else {
2370             AdtKind::Struct
2371         }
2372     }
2373
2374     /// Returns a description of this abstract data type.
2375     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2376         match self.adt_kind() {
2377             AdtKind::Struct => "struct",
2378             AdtKind::Union => "union",
2379             AdtKind::Enum => "enum",
2380         }
2381     }
2382
2383     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2384     #[inline]
2385     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2386         match self.adt_kind() {
2387             AdtKind::Struct => "struct",
2388             AdtKind::Union => "union",
2389             AdtKind::Enum => "variant",
2390         }
2391     }
2392
2393     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2394     #[inline]
2395     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2396         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2397     }
2398
2399     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2400     /// of coherence checking.
2401     #[inline]
2402     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2403         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2404     }
2405
2406     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2407     #[inline]
2408     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2409         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2410     }
2411
2412     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2413     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2414         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2415     }
2416
2417     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2418     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2419         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2420     }
2421
2422     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2423     #[inline]
2424     pub fn is_box(&self) -> bool {
2425         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2426     }
2427
2428     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2429     #[inline]
2430     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2431         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2432     }
2433
2434     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2435     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2436         self.destructor(tcx).is_some()
2437     }
2438
2439     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2440     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2441         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2442         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2443     }
2444
2445     #[inline]
2446     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2447         tcx.predicates_of(self.did)
2448     }
2449
2450     /// Returns an iterator over all fields contained
2451     /// by this ADT.
2452     #[inline]
2453     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2454         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2455     }
2456
2457     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2458         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2459     }
2460
2461     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2462     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2463         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2464     }
2465
2466     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2467     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2468         self.variants
2469             .iter()
2470             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2471             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2472     }
2473
2474     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2475     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2476         self.variants
2477             .iter_enumerated()
2478             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2479             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2480             .0
2481     }
2482
2483     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2484     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2485         self.variants
2486             .iter_enumerated()
2487             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2488             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2489             .0
2490     }
2491
2492     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2493         match res {
2494             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2495             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2496             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2497             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2498             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2499             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2500             | Res::SelfTy(..)
2501             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2502             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2503         }
2504     }
2505
2506     #[inline]
2507     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2508         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2509         let repr_type = self.repr.discr_type();
2510         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2511             Ok(val) => {
2512                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2513                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2514                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2515                     Some(Discr { val: b, ty })
2516                 } else {
2517                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2518                     crate::mir::interpret::struct_error(
2519                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2520                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2521                     )
2522                     .emit();
2523                     None
2524                 }
2525             }
2526             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2527                 if !expr_did.is_local() {
2528                     span_bug!(
2529                         tcx.def_span(expr_did),
2530                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2531                          in its crate but failed locally"
2532                     );
2533                 }
2534                 None
2535             }
2536             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => {
2537                 span_bug!(tcx.def_span(expr_did), "enum discriminant depends on generic arguments",)
2538             }
2539         }
2540     }
2541
2542     #[inline]
2543     pub fn discriminants(
2544         &'tcx self,
2545         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2546     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2547         let repr_type = self.repr.discr_type();
2548         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2549         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2550         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2551             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2552             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2553                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2554                     discr = new_discr;
2555                 }
2556             }
2557             prev_discr = Some(discr);
2558
2559             (i, discr)
2560         })
2561     }
2562
2563     #[inline]
2564     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2565         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2566     }
2567
2568     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2569     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2570     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2571     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2572     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2573     #[inline]
2574     pub fn discriminant_for_variant(
2575         &self,
2576         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2577         variant_index: VariantIdx,
2578     ) -> Discr<'tcx> {
2579         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2580         let explicit_value = val
2581             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2582             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2583         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2584     }
2585
2586     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2587     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2588     /// inferred discriminant directly.
2589     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2590         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2591         let expr_did;
2592         loop {
2593             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2594                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2595                     expr_did = None;
2596                     break;
2597                 }
2598                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2599                     explicit_index -= distance;
2600                 }
2601                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2602                     expr_did = Some(did);
2603                     break;
2604                 }
2605             }
2606         }
2607         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2608     }
2609
2610     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2611         tcx.adt_destructor(self.did)
2612     }
2613
2614     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2615     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2616     ///
2617     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2618     /// actually more expressive than checking all members:
2619     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2620     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2621     ///
2622     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2623     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2624     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2625         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2626     }
2627 }
2628
2629 impl<'tcx> FieldDef {
2630     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2631     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2632     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2633         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2634     }
2635 }
2636
2637 /// Represents the various closure traits in the language. This
2638 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2639 /// desugaring) argument that the closure expects.
2640 ///
2641 /// You can get the environment type of a closure using
2642 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2643 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2644 #[derive(HashStable)]
2645 pub enum ClosureKind {
2646     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2647     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2648     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2649     Fn,
2650     FnMut,
2651     FnOnce,
2652 }
2653
2654 impl<'tcx> ClosureKind {
2655     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2656     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2657
2658     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2659         match *self {
2660             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2661             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None),
2662             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None),
2663         }
2664     }
2665
2666     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2667     /// must also implement `other`.
2668     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2669         match (self, other) {
2670             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2671             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2672             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2673             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2674             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2675             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2676             _ => false,
2677         }
2678     }
2679
2680     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2681     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2682     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2683         match self {
2684             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2685             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2686             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2687         }
2688     }
2689 }
2690
2691 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2692     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2693     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2694     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2695     /// structs or variants. For example:
2696     ///
2697     /// ```notrust
2698     /// isize => { isize }
2699     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2700     /// [isize] => { [isize], isize }
2701     /// ```
2702     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2703         TypeWalker::new(self)
2704     }
2705
2706     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2707     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2708     /// (but not `i32`, like `walk`).
2709     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2710         walk::walk_shallow(self)
2711     }
2712
2713     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2714     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2715     /// children of the current type are ignored.
2716     ///
2717     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2718     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2719     where
2720         F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool,
2721     {
2722         let mut walker = self.walk();
2723         while let Some(ty) = walker.next() {
2724             if !f(ty) {
2725                 walker.skip_current_subtree();
2726             }
2727         }
2728     }
2729 }
2730
2731 impl BorrowKind {
2732     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2733         match m {
2734             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2735             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2736         }
2737     }
2738
2739     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2740     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2741     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2742     /// question.
2743     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2744         match self {
2745             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2746             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2747
2748             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2749             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2750             // and hence is a safe "over approximation".
2751             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2752         }
2753     }
2754
2755     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2756         match *self {
2757             MutBorrow => "mutable",
2758             ImmBorrow => "immutable",
2759             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2760         }
2761     }
2762 }
2763
2764 #[derive(Debug, Clone)]
2765 pub enum Attributes<'tcx> {
2766     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2767     Borrowed(&'tcx [ast::Attribute]),
2768 }
2769
2770 impl<'tcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'tcx> {
2771     type Target = [ast::Attribute];
2772
2773     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2774         match self {
2775             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2776             &Attributes::Borrowed(data) => data,
2777         }
2778     }
2779 }
2780
2781 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2782 pub enum ImplOverlapKind {
2783     /// These impls are always allowed to overlap.
2784     Permitted {
2785         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2786         marker: bool,
2787     },
2788     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2789     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2790     ///
2791     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2792     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2793     ///
2794     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2795     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2796     ///
2797     /// ```
2798     /// trait Trait {}
2799     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2800     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2801     /// ```
2802     ///
2803     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2804     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2805     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2806     /// overlapping impls for it is sound.
2807     ///
2808     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2809     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2810     /// it has the following restrictions:
2811     ///
2812     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2813     /// positive impls.
2814     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2815     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2816     /// marker traits.
2817     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2818     ///
2819     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2820     Issue33140,
2821 }
2822
2823 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2824     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckTables<'tcx> {
2825         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2826     }
2827
2828     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2829     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2830     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2831     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2832         self.hir()
2833             .krate()
2834             .body_ids
2835             .iter()
2836             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2837     }
2838
2839     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2840         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2841             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2842     }
2843
2844     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2845         self.associated_items(id)
2846             .in_definition_order()
2847             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Method && item.defaultness.has_value())
2848     }
2849
2850     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2851         self.associated_items(did).in_definition_order().any(|item| item.relevant_for_never())
2852     }
2853
2854     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2855         self.hir().as_local_hir_id(def_id).and_then(|hir_id| self.hir().get(hir_id).ident())
2856     }
2857
2858     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssocItem> {
2859         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2860             match self.hir().get(hir_id) {
2861                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2862                 _ => false,
2863             }
2864         } else {
2865             match self.def_kind(def_id) {
2866                 Some(DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy) => true,
2867                 _ => false,
2868             }
2869         };
2870
2871         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2872     }
2873
2874     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2875         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2876     }
2877
2878     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2879         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2880     }
2881
2882     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2883     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2884     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2885         self,
2886         def_id1: DefId,
2887         def_id2: DefId,
2888     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2889         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2890         // as one of them essentially doesn't exist.
2891         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2892             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2893         {
2894             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2895         }
2896
2897         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2898             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2899                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2900                 debug!(
2901                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2902                     def_id1, def_id2
2903                 );
2904                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2905             }
2906             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2907             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2908                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2909                 debug!(
2910                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2911                     def_id1, def_id2
2912                 );
2913                 return None;
2914             }
2915             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2916             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2917         };
2918
2919         let is_marker_overlap = {
2920             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2921                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2922                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2923             };
2924             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2925         };
2926
2927         if is_marker_overlap {
2928             debug!(
2929                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2930                 def_id1, def_id2
2931             );
2932             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2933         } else {
2934             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2935                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2936                     if self_ty1 == self_ty2 {
2937                         debug!(
2938                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2939                             def_id1, def_id2
2940                         );
2941                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2942                     } else {
2943                         debug!(
2944                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2945                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2946                         );
2947                     }
2948                 }
2949             }
2950
2951             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2952             None
2953         }
2954     }
2955
2956     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2957     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2958     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2959         match res {
2960             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2961                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2962                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2963             }
2964             Res::Def(DefKind::Struct, did) | Res::Def(DefKind::Union, did) => {
2965                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2966             }
2967             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2968                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2969                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2970                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2971             }
2972             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2973                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2974                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2975             }
2976             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2977         }
2978     }
2979
2980     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2981         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2982             self.original_crate_name(id.krate)
2983         } else {
2984             let def_key = self.def_key(id);
2985             match def_key.disambiguated_data.data {
2986                 // The name of a constructor is that of its parent.
2987                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => {
2988                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
2989                 }
2990                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2991                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2992                 }),
2993             }
2994         }
2995     }
2996
2997     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2998     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> ReadOnlyBodyAndCache<'tcx, 'tcx> {
2999         match instance {
3000             ty::InstanceDef::Item(did) => self.optimized_mir(did).unwrap_read_only(),
3001             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
3002             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
3003             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
3004             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
3005             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
3006             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
3007             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
3008             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance).unwrap_read_only(),
3009         }
3010     }
3011
3012     /// Gets the attributes of a definition.
3013     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3014         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3015             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
3016         } else {
3017             Attributes::Owned(self.item_attrs(did))
3018         }
3019     }
3020
3021     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3022     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3023         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3024     }
3025
3026     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3027     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3028         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3029     }
3030
3031     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3032         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3033     }
3034
3035     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3036     /// If it implements no trait, returns `None`.
3037     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3038         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3039     }
3040
3041     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3042     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3043     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3044         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3045             TraitContainer(_) => None,
3046             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3047         })
3048     }
3049
3050     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3051     /// with the name of the crate containing the impl.
3052     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3053         if impl_did.is_local() {
3054             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3055             Ok(self.hir().span(hir_id))
3056         } else {
3057             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3058         }
3059     }
3060
3061     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3062     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3063     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3064     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3065         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3066         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3067         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3068         use_name.name == def_name.name
3069             && use_name
3070                 .span
3071                 .ctxt()
3072                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3073     }
3074
3075     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3076         match scope.as_local() {
3077             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3078             None => ExpnId::root(),
3079         }
3080     }
3081
3082     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3083         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3084         ident
3085     }
3086
3087     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3088         self,
3089         mut ident: Ident,
3090         scope: DefId,
3091         block: hir::HirId,
3092     ) -> (Ident, DefId) {
3093         let scope =
3094             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3095             {
3096                 Some(actual_expansion) => {
3097                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3098                 }
3099                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3100             };
3101         (ident, scope)
3102     }
3103
3104     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3105         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3106     }
3107 }
3108
3109 #[derive(Clone, HashStable)]
3110 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3111
3112 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3113 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3114     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3115         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(hir_id) {
3116             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3117                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3118             }
3119         }
3120     }
3121     None
3122 }
3123
3124 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3125     context::provide(providers);
3126     erase_regions::provide(providers);
3127     layout::provide(providers);
3128     super::util::bug::provide(providers);
3129     *providers = ty::query::Providers {
3130         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3131         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3132         ..*providers
3133     };
3134 }
3135
3136 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3137 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3138 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3139 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3140 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3141 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3142 pub struct CrateInherentImpls {
3143     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3144 }
3145
3146 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
3147 pub struct SymbolName {
3148     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3149     // this be a `&'tcx str`.
3150     pub name: Symbol,
3151 }
3152
3153 impl SymbolName {
3154     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3155         SymbolName { name: Symbol::intern(name) }
3156     }
3157 }
3158
3159 impl PartialOrd for SymbolName {
3160     fn partial_cmp(&self, other: &SymbolName) -> Option<Ordering> {
3161         self.name.as_str().partial_cmp(&other.name.as_str())
3162     }
3163 }
3164
3165 /// Ordering must use the chars to ensure reproducible builds.
3166 impl Ord for SymbolName {
3167     fn cmp(&self, other: &SymbolName) -> Ordering {
3168         self.name.as_str().cmp(&other.name.as_str())
3169     }
3170 }
3171
3172 impl fmt::Display for SymbolName {
3173     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3174         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3175     }
3176 }
3177
3178 impl fmt::Debug for SymbolName {
3179     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3180         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3181     }
3182 }