]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_middle/ty/mod.rs
5bd467f8793bde6416c8b189df47af0c650f0926
[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         /// Does this value have parameters/placeholders/inference variables which could be
601         /// replaced later, in a way that would change the results of `impl` specialization?
602         const STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE = 1 << 18;
603
604         /// Flags representing the nominal content of a type,
605         /// computed by FlagsComputation. If you add a new nominal
606         /// flag, it should be added here too.
607         const NOMINAL_FLAGS               = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
608                                           | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
609                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
610                                           | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
611                                           | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
612                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
613                                           | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
614                                           | TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER.bits
615                                           | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
616                                           | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits
617                                           | TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
618                                           | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
619                                           | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits
620                                           | TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX.bits
621                                           | TypeFlags::HAS_TY_ERR.bits
622                                           | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS.bits
623                                           | TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND.bits
624                                           | TypeFlags::HAS_RE_ERASED.bits
625                                           | TypeFlags::STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE.bits;
626     }
627 }
628
629 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
630 pub struct TyS<'tcx> {
631     pub kind: TyKind<'tcx>,
632     pub flags: TypeFlags,
633
634     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
635     /// binder such that
636     ///
637     /// (a) the binder itself captures nothing but
638     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
639     ///     by some sub-binder.
640     ///
641     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
642     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
643     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
644     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
645     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
646     /// by an inner binder.
647     ///
648     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
649     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
650     /// (exclusive).
651     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
652 }
653
654 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
655 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
656 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
657
658 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
659     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
660         self.kind.cmp(&other.kind)
661     }
662 }
663
664 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
665     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
666         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
667     }
668 }
669
670 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
671     #[inline]
672     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
673         ptr::eq(self, other)
674     }
675 }
676 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
677
678 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
679     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
680         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
681     }
682 }
683
684 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ty::TyS<'tcx> {
685     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
686         let ty::TyS {
687             ref kind,
688
689             // The other fields just provide fast access to information that is
690             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
691             flags: _,
692
693             outer_exclusive_binder: _,
694         } = *self;
695
696         kind.hash_stable(hcx, hasher);
697     }
698 }
699
700 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
701 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
702
703 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
704 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
705
706 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
707
708 extern "C" {
709     /// A dummy type used to force `List` to be unsized while not requiring references to it be wide
710     /// pointers.
711     type OpaqueListContents;
712 }
713
714 /// A wrapper for slices with the additional invariant
715 /// that the slice is interned and no other slice with
716 /// the same contents can exist in the same context.
717 /// This means we can use pointer for both
718 /// equality comparisons and hashing.
719 /// Note: `Slice` was already taken by the `Ty`.
720 #[repr(C)]
721 pub struct List<T> {
722     len: usize,
723     data: [T; 0],
724     opaque: OpaqueListContents,
725 }
726
727 unsafe impl<T: Sync> Sync for List<T> {}
728
729 impl<T: Copy> List<T> {
730     #[inline]
731     fn from_arena<'tcx>(arena: &'tcx Arena<'tcx>, slice: &[T]) -> &'tcx List<T> {
732         assert!(!mem::needs_drop::<T>());
733         assert!(mem::size_of::<T>() != 0);
734         assert!(!slice.is_empty());
735
736         // Align up the size of the len (usize) field
737         let align = mem::align_of::<T>();
738         let align_mask = align - 1;
739         let offset = mem::size_of::<usize>();
740         let offset = (offset + align_mask) & !align_mask;
741
742         let size = offset + slice.len() * mem::size_of::<T>();
743
744         let mem = arena
745             .dropless
746             .alloc_raw(size, cmp::max(mem::align_of::<T>(), mem::align_of::<usize>()));
747         unsafe {
748             let result = &mut *(mem.as_mut_ptr() as *mut List<T>);
749             // Write the length
750             result.len = slice.len();
751
752             // Write the elements
753             let arena_slice = slice::from_raw_parts_mut(result.data.as_mut_ptr(), result.len);
754             arena_slice.copy_from_slice(slice);
755
756             result
757         }
758     }
759 }
760
761 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for List<T> {
762     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
763         (**self).fmt(f)
764     }
765 }
766
767 impl<T: Encodable> Encodable for List<T> {
768     #[inline]
769     fn encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
770         (**self).encode(s)
771     }
772 }
773
774 impl<T> Ord for List<T>
775 where
776     T: Ord,
777 {
778     fn cmp(&self, other: &List<T>) -> Ordering {
779         if self == other { Ordering::Equal } else { <[T] as Ord>::cmp(&**self, &**other) }
780     }
781 }
782
783 impl<T> PartialOrd for List<T>
784 where
785     T: PartialOrd,
786 {
787     fn partial_cmp(&self, other: &List<T>) -> Option<Ordering> {
788         if self == other {
789             Some(Ordering::Equal)
790         } else {
791             <[T] as PartialOrd>::partial_cmp(&**self, &**other)
792         }
793     }
794 }
795
796 impl<T: PartialEq> PartialEq for List<T> {
797     #[inline]
798     fn eq(&self, other: &List<T>) -> bool {
799         ptr::eq(self, other)
800     }
801 }
802 impl<T: Eq> Eq for List<T> {}
803
804 impl<T> Hash for List<T> {
805     #[inline]
806     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
807         (self as *const List<T>).hash(s)
808     }
809 }
810
811 impl<T> Deref for List<T> {
812     type Target = [T];
813     #[inline(always)]
814     fn deref(&self) -> &[T] {
815         self.as_ref()
816     }
817 }
818
819 impl<T> AsRef<[T]> for List<T> {
820     #[inline(always)]
821     fn as_ref(&self) -> &[T] {
822         unsafe { slice::from_raw_parts(self.data.as_ptr(), self.len) }
823     }
824 }
825
826 impl<'a, T> IntoIterator for &'a List<T> {
827     type Item = &'a T;
828     type IntoIter = <&'a [T] as IntoIterator>::IntoIter;
829     #[inline(always)]
830     fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
831         self[..].iter()
832     }
833 }
834
835 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
836
837 impl<T> List<T> {
838     #[inline(always)]
839     pub fn empty<'a>() -> &'a List<T> {
840         #[repr(align(64), C)]
841         struct EmptySlice([u8; 64]);
842         static EMPTY_SLICE: EmptySlice = EmptySlice([0; 64]);
843         assert!(mem::align_of::<T>() <= 64);
844         unsafe { &*(&EMPTY_SLICE as *const _ as *const List<T>) }
845     }
846 }
847
848 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
849 pub struct UpvarPath {
850     pub hir_id: hir::HirId,
851 }
852
853 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
854 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
855 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
856 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
857 pub struct UpvarId {
858     pub var_path: UpvarPath,
859     pub closure_expr_id: LocalDefId,
860 }
861
862 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
863 pub enum BorrowKind {
864     /// Data must be immutable and is aliasable.
865     ImmBorrow,
866
867     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
868     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
869     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
870     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
871     ///
872     ///    let x: &mut isize = ...;
873     ///    let y = || *x += 5;
874     ///
875     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
876     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
877     ///
878     ///    struct Env { x: & &mut isize }
879     ///    let x: &mut isize = ...;
880     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
881     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
882     ///
883     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
884     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
885     /// an `&mut` borrow:
886     ///
887     ///    struct Env { x: & &mut isize }
888     ///    let x: &mut isize = ...;
889     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
890     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
891     ///
892     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
893     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
894     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
895     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
896     /// borrow is hidden.
897     ///
898     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
899     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
900     /// simplicity, we don't give users the way to express this
901     /// borrow, it's just used when translating closures.
902     UniqueImmBorrow,
903
904     /// Data is mutable and not aliasable.
905     MutBorrow,
906 }
907
908 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
909 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
910 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
911 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
912     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
913     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
914     /// depending on inference.
915     ByValue,
916
917     /// Upvar is captured by reference.
918     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
919 }
920
921 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
922 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
923     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
924     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
925     /// syntax.
926     pub kind: BorrowKind,
927
928     /// Region of the resulting reference.
929     pub region: ty::Region<'tcx>,
930 }
931
932 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
933 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
934
935 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
936 pub enum IntVarValue {
937     IntType(ast::IntTy),
938     UintType(ast::UintTy),
939 }
940
941 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
942 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
943
944 impl ty::EarlyBoundRegion {
945     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
946         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
947     }
948
949     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
950     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
951     pub fn has_name(&self) -> bool {
952         self.name != kw::UnderscoreLifetime
953     }
954 }
955
956 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
957 pub enum GenericParamDefKind {
958     Lifetime,
959     Type {
960         has_default: bool,
961         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
962         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
963     },
964     Const,
965 }
966
967 impl GenericParamDefKind {
968     pub fn descr(&self) -> &'static str {
969         match self {
970             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
971             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
972             GenericParamDefKind::Const => "constant",
973         }
974     }
975 }
976
977 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
978 pub struct GenericParamDef {
979     pub name: Symbol,
980     pub def_id: DefId,
981     pub index: u32,
982
983     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
984     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
985     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
986     pub pure_wrt_drop: bool,
987
988     pub kind: GenericParamDefKind,
989 }
990
991 impl GenericParamDef {
992     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
993         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
994             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
995         } else {
996             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
997         }
998     }
999
1000     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
1001         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
1002             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
1003         } else {
1004             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
1005         }
1006     }
1007 }
1008
1009 #[derive(Default)]
1010 pub struct GenericParamCount {
1011     pub lifetimes: usize,
1012     pub types: usize,
1013     pub consts: usize,
1014 }
1015
1016 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
1017 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
1018 ///
1019 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
1020 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
1021 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1022 pub struct Generics {
1023     pub parent: Option<DefId>,
1024     pub parent_count: usize,
1025     pub params: Vec<GenericParamDef>,
1026
1027     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
1028     #[stable_hasher(ignore)]
1029     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
1030
1031     pub has_self: bool,
1032     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
1033 }
1034
1035 impl<'tcx> Generics {
1036     pub fn count(&self) -> usize {
1037         self.parent_count + self.params.len()
1038     }
1039
1040     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
1041         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
1042         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
1043         // presence of this method will be a constant reminder.
1044         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
1045
1046         for param in &self.params {
1047             match param.kind {
1048                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
1049                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
1050                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
1051             };
1052         }
1053
1054         own_counts
1055     }
1056
1057     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
1058         if self.own_requires_monomorphization() {
1059             return true;
1060         }
1061
1062         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
1063             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
1064             parent.requires_monomorphization(tcx)
1065         } else {
1066             false
1067         }
1068     }
1069
1070     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
1071         for param in &self.params {
1072             match param.kind {
1073                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
1074                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
1075             }
1076         }
1077         false
1078     }
1079
1080     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
1081         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
1082             &self.params[index]
1083         } else {
1084             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
1085                 .param_at(param_index, tcx)
1086         }
1087     }
1088
1089     pub fn region_param(
1090         &'tcx self,
1091         param: &EarlyBoundRegion,
1092         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1093     ) -> &'tcx GenericParamDef {
1094         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
1095         match param.kind {
1096             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
1097             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
1098         }
1099     }
1100
1101     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
1102     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
1103         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
1104         match param.kind {
1105             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
1106             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
1107         }
1108     }
1109
1110     /// Returns the `ConstParameterDef` associated with this `ParamConst`.
1111     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
1112         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
1113         match param.kind {
1114             GenericParamDefKind::Const => param,
1115             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
1116         }
1117     }
1118 }
1119
1120 /// Bounds on generics.
1121 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
1122 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
1123     pub parent: Option<DefId>,
1124     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
1125 }
1126
1127 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
1128     pub fn instantiate(
1129         &self,
1130         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1131         substs: SubstsRef<'tcx>,
1132     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1133         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1134         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
1135         instantiated
1136     }
1137
1138     pub fn instantiate_own(
1139         &self,
1140         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1141         substs: SubstsRef<'tcx>,
1142     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1143         InstantiatedPredicates {
1144             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
1145             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1146         }
1147     }
1148
1149     fn instantiate_into(
1150         &self,
1151         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1152         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1153         substs: SubstsRef<'tcx>,
1154     ) {
1155         if let Some(def_id) = self.parent {
1156             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
1157         }
1158         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
1159         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
1160     }
1161
1162     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1163         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
1164         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
1165         instantiated
1166     }
1167
1168     fn instantiate_identity_into(
1169         &self,
1170         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1171         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
1172     ) {
1173         if let Some(def_id) = self.parent {
1174             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
1175         }
1176         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
1177         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
1178     }
1179
1180     pub fn instantiate_supertrait(
1181         &self,
1182         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1183         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1184     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1185         assert_eq!(self.parent, None);
1186         InstantiatedPredicates {
1187             predicates: self
1188                 .predicates
1189                 .iter()
1190                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1191                 .collect(),
1192             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1193         }
1194     }
1195 }
1196
1197 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1198 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1199 pub enum Predicate<'tcx> {
1200     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1201     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1202     /// would be the type parameters.
1203     ///
1204     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1205     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1206     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1207     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>, Constness),
1208
1209     /// `where 'a: 'b`
1210     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1211
1212     /// `where T: 'a`
1213     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1214
1215     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1216     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1217     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1218
1219     /// No syntax: `T` well-formed.
1220     WellFormed(Ty<'tcx>),
1221
1222     /// Trait must be object-safe.
1223     ObjectSafe(DefId),
1224
1225     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1226     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1227     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1228     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1229
1230     /// `T1 <: T2`
1231     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1232
1233     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1234     ConstEvaluatable(DefId, SubstsRef<'tcx>),
1235 }
1236
1237 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1238 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1239 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1240 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1241 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1242 /// item.
1243 #[derive(HashStable)]
1244 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1245     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1246     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1247     /// bounds, it will have no entry.
1248     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(ty::Predicate<'tcx>, Span)]>,
1249 }
1250
1251 impl<'tcx> AsRef<Predicate<'tcx>> for Predicate<'tcx> {
1252     fn as_ref(&self) -> &Predicate<'tcx> {
1253         self
1254     }
1255 }
1256
1257 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1258     /// Performs a substitution suitable for going from a
1259     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1260     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1261     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1262     /// lengthy comment below for details.
1263     pub fn subst_supertrait(
1264         &self,
1265         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1266         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1267     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1268         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1269         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1270         //
1271         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1272         //
1273         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1274         //     trait Bar<'b,'c> { }
1275         //
1276         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1277         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1278         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1279         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1280         // normal substitution.
1281         //
1282         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1283         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1284         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1285         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1286         // `'a`.
1287         //
1288         // Another example to be careful of is this:
1289         //
1290         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1291         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1292         //
1293         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1294         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1295         // reason is similar to the previous example: any impl of
1296         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1297         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1298         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1299         //
1300         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1301         // consider the more complicated scenario:
1302         //
1303         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1304         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1305         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1306         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1307         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1308         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1309         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1310         //   DB index of 1.
1311         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1312         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1313         //   just as we wanted.
1314         //
1315         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1316         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1317         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1318         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1319         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1320         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1321         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1322         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1323         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1324         // substitution code expects equal binding levels in the values
1325         // from the substitution and the value being substituted into, and
1326         // this trick achieves that).
1327
1328         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1329         match *self {
1330             Predicate::Trait(ref binder, constness) => {
1331                 Predicate::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)), constness)
1332             }
1333             Predicate::Subtype(ref binder) => {
1334                 Predicate::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1335             }
1336             Predicate::RegionOutlives(ref binder) => {
1337                 Predicate::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1338             }
1339             Predicate::TypeOutlives(ref binder) => {
1340                 Predicate::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1341             }
1342             Predicate::Projection(ref binder) => {
1343                 Predicate::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1344             }
1345             Predicate::WellFormed(data) => Predicate::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1346             Predicate::ObjectSafe(trait_def_id) => Predicate::ObjectSafe(trait_def_id),
1347             Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) => {
1348                 Predicate::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind)
1349             }
1350             Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) => {
1351                 Predicate::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs))
1352             }
1353         }
1354     }
1355 }
1356
1357 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1358 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1359 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1360     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1361 }
1362
1363 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1364
1365 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1366     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1367         self.trait_ref.def_id
1368     }
1369
1370     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1371         self.trait_ref.input_types()
1372     }
1373
1374     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1375         self.trait_ref.self_ty()
1376     }
1377 }
1378
1379 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1380     pub fn def_id(&self) -> DefId {
1381         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1382         self.skip_binder().def_id()
1383     }
1384 }
1385
1386 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1387 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1388 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1389 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1390 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1391 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1392 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1393 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1394
1395 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1396 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1397 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1398     pub a_is_expected: bool,
1399     pub a: Ty<'tcx>,
1400     pub b: Ty<'tcx>,
1401 }
1402 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1403
1404 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1405 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1406 ///
1407 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1408 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1409 ///
1410 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1411 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1412 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1413 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1414 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1415 /// instances to normalize the LHS.
1416 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1417 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1418 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1419     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1420     pub ty: Ty<'tcx>,
1421 }
1422
1423 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1424
1425 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1426     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1427     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1428         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1429     }
1430
1431     #[inline]
1432     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1433         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1434         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1435         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1436         // return value, so we are preserving the number of binding
1437         // levels.
1438         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1439     }
1440
1441     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1442         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1443     }
1444
1445     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1446     ///
1447     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1448     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1449     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1450         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1451         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1452     }
1453 }
1454
1455 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1456     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1457 }
1458
1459 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1460     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1461         ty::Binder::dummy(*self)
1462     }
1463 }
1464
1465 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1466     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1467         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1468     }
1469 }
1470
1471 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1472     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx>;
1473 }
1474
1475 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1476     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1477         ty::Predicate::Trait(
1478             ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }),
1479             self.constness,
1480         )
1481     }
1482 }
1483
1484 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<&TraitRef<'tcx>> {
1485     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1486         ty::Predicate::Trait(
1487             ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate { trait_ref: *self.value }),
1488             self.constness,
1489         )
1490     }
1491 }
1492
1493 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1494     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1495         ty::Predicate::Trait(self.value.to_poly_trait_predicate(), self.constness)
1496     }
1497 }
1498
1499 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<&PolyTraitRef<'tcx>> {
1500     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1501         ty::Predicate::Trait(self.value.to_poly_trait_predicate(), self.constness)
1502     }
1503 }
1504
1505 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1506     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1507         Predicate::RegionOutlives(*self)
1508     }
1509 }
1510
1511 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1512     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1513         Predicate::TypeOutlives(*self)
1514     }
1515 }
1516
1517 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1518     fn to_predicate(&self) -> Predicate<'tcx> {
1519         Predicate::Projection(*self)
1520     }
1521 }
1522
1523 // A custom iterator used by `Predicate::walk_tys`.
1524 enum WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1525 where
1526     I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1527     J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1528     K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1529 {
1530     None,
1531     One(Ty<'tcx>),
1532     Two(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
1533     Types(I),
1534     InputTypes(J),
1535     ProjectionTypes(K),
1536 }
1537
1538 impl<'tcx, I, J, K> Iterator for WalkTysIter<'tcx, I, J, K>
1539 where
1540     I: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1541     J: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1542     K: Iterator<Item = Ty<'tcx>>,
1543 {
1544     type Item = Ty<'tcx>;
1545
1546     fn next(&mut self) -> Option<Ty<'tcx>> {
1547         match *self {
1548             WalkTysIter::None => None,
1549             WalkTysIter::One(item) => {
1550                 *self = WalkTysIter::None;
1551                 Some(item)
1552             }
1553             WalkTysIter::Two(item1, item2) => {
1554                 *self = WalkTysIter::One(item2);
1555                 Some(item1)
1556             }
1557             WalkTysIter::Types(ref mut iter) => iter.next(),
1558             WalkTysIter::InputTypes(ref mut iter) => iter.next(),
1559             WalkTysIter::ProjectionTypes(ref mut iter) => iter.next(),
1560         }
1561     }
1562 }
1563
1564 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1565     /// Iterates over the types in this predicate. Note that in all
1566     /// cases this is skipping over a binder, so late-bound regions
1567     /// with depth 0 are bound by the predicate.
1568     pub fn walk_tys(&'a self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
1569         match *self {
1570             ty::Predicate::Trait(ref data, _) => {
1571                 WalkTysIter::InputTypes(data.skip_binder().input_types())
1572             }
1573             ty::Predicate::Subtype(binder) => {
1574                 let SubtypePredicate { a, b, a_is_expected: _ } = binder.skip_binder();
1575                 WalkTysIter::Two(a, b)
1576             }
1577             ty::Predicate::TypeOutlives(binder) => WalkTysIter::One(binder.skip_binder().0),
1578             ty::Predicate::RegionOutlives(..) => WalkTysIter::None,
1579             ty::Predicate::Projection(ref data) => {
1580                 let inner = data.skip_binder();
1581                 WalkTysIter::ProjectionTypes(
1582                     inner.projection_ty.substs.types().chain(Some(inner.ty)),
1583                 )
1584             }
1585             ty::Predicate::WellFormed(data) => WalkTysIter::One(data),
1586             ty::Predicate::ObjectSafe(_trait_def_id) => WalkTysIter::None,
1587             ty::Predicate::ClosureKind(_closure_def_id, closure_substs, _kind) => {
1588                 WalkTysIter::Types(closure_substs.types())
1589             }
1590             ty::Predicate::ConstEvaluatable(_, substs) => WalkTysIter::Types(substs.types()),
1591         }
1592     }
1593
1594     pub fn to_opt_poly_trait_ref(&self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1595         match *self {
1596             Predicate::Trait(ref t, _) => Some(t.to_poly_trait_ref()),
1597             Predicate::Projection(..)
1598             | Predicate::Subtype(..)
1599             | Predicate::RegionOutlives(..)
1600             | Predicate::WellFormed(..)
1601             | Predicate::ObjectSafe(..)
1602             | Predicate::ClosureKind(..)
1603             | Predicate::TypeOutlives(..)
1604             | Predicate::ConstEvaluatable(..) => None,
1605         }
1606     }
1607
1608     pub fn to_opt_type_outlives(&self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1609         match *self {
1610             Predicate::TypeOutlives(data) => Some(data),
1611             Predicate::Trait(..)
1612             | Predicate::Projection(..)
1613             | Predicate::Subtype(..)
1614             | Predicate::RegionOutlives(..)
1615             | Predicate::WellFormed(..)
1616             | Predicate::ObjectSafe(..)
1617             | Predicate::ClosureKind(..)
1618             | Predicate::ConstEvaluatable(..) => None,
1619         }
1620     }
1621 }
1622
1623 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1624 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1625 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1626 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1627 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1628 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1629 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1630 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1631 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1632 /// their values.
1633 ///
1634 /// Example:
1635 ///
1636 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1637 ///
1638 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1639 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1640 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1641 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1642 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1643 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1644     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1645     pub spans: Vec<Span>,
1646 }
1647
1648 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1649     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1650         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1651     }
1652
1653     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1654         self.predicates.is_empty()
1655     }
1656 }
1657
1658 rustc_index::newtype_index! {
1659     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1660     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1661     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1662     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1663     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1664     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1665     /// new names.
1666     ///
1667     /// To make this more concrete, consider this program:
1668     ///
1669     /// ```
1670     /// struct Foo { }
1671     /// fn bar<T>(x: T) {
1672     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1673     /// }
1674     /// ```
1675     ///
1676     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1677     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1678     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1679     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1680     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1681     /// name it inside the fn type but not outside.
1682     ///
1683     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1684     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1685     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1686     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1687     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1688     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1689     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1690     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1691     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1692     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1693     /// use for checking generic functions.
1694     pub struct UniverseIndex {
1695         derive [HashStable]
1696         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1697     }
1698 }
1699
1700 impl UniverseIndex {
1701     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1702
1703     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1704     /// is considered to extend all previous universes. This
1705     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1706     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1707     ///
1708     /// ```
1709     /// for<'a> fn(&'a u32)
1710     /// ```
1711     ///
1712     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1713     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1714     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1715     /// `U` because it was not in scope there.
1716     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1717         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1718     }
1719
1720     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1721     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1722     /// `other` (`self >= other`).
1723     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1724         self.private >= other.private
1725     }
1726
1727     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1728     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1729     /// those in `other` (`self < other`).
1730     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1731         self.private < other.private
1732     }
1733 }
1734
1735 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1736 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1737 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1738 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1739 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1740 /// another.
1741 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1742 pub struct Placeholder<T> {
1743     pub universe: UniverseIndex,
1744     pub name: T,
1745 }
1746
1747 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1748 where
1749     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1750 {
1751     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1752         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1753         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1754     }
1755 }
1756
1757 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1758
1759 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1760
1761 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1762
1763 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1764 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1765 /// particular point.
1766 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, TypeFoldable)]
1767 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1768     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1769     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1770     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1771     pub caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1772
1773     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1774     /// want `Reveal::All` -- note that this is always paired with an
1775     /// empty environment. To get that, use `ParamEnv::reveal()`.
1776     pub reveal: traits::Reveal,
1777
1778     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1779     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1780     /// solver).
1781     pub def_id: Option<DefId>,
1782 }
1783
1784 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1785     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1786     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1787     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1788     /// type-checking.
1789     #[inline]
1790     pub fn empty() -> Self {
1791         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1792     }
1793
1794     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1795     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1796     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1797     /// environments like codegen or doing optimizations.
1798     ///
1799     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1800     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1801     #[inline]
1802     pub fn reveal_all() -> Self {
1803         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1804     }
1805
1806     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1807     #[inline]
1808     pub fn new(
1809         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1810         reveal: Reveal,
1811         def_id: Option<DefId>,
1812     ) -> Self {
1813         ty::ParamEnv { caller_bounds, reveal, def_id }
1814     }
1815
1816     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1817     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1818     /// (even for associated types that are specializable). This is
1819     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1820     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1821     /// which is the default.
1822     pub fn with_reveal_all(self) -> Self {
1823         ty::ParamEnv { reveal: Reveal::All, ..self }
1824     }
1825
1826     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1827     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1828         ty::ParamEnv { caller_bounds: List::empty(), ..self }
1829     }
1830
1831     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1832     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1833     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1834     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1835     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1836     /// invisible.
1837     ///
1838     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1839     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1840     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1841     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1842     /// although the surrounding function is never reachable.
1843     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1844         match self.reveal {
1845             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1846
1847             Reveal::All => {
1848                 if value.is_global() {
1849                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1850                 } else {
1851                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1852                 }
1853             }
1854         }
1855     }
1856 }
1857
1858 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1859 pub struct ConstnessAnd<T> {
1860     pub constness: Constness,
1861     pub value: T,
1862 }
1863
1864 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate()` to ensure that
1865 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1866 pub trait WithConstness: Sized {
1867     #[inline]
1868     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1869         ConstnessAnd { constness, value: self }
1870     }
1871
1872     #[inline]
1873     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1874         self.with_constness(Constness::Const)
1875     }
1876
1877     #[inline]
1878     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1879         self.with_constness(Constness::NotConst)
1880     }
1881 }
1882
1883 impl<T> WithConstness for T {}
1884
1885 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1886 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1887     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1888     pub value: T,
1889 }
1890
1891 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1892     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1893         (self.param_env, self.value)
1894     }
1895 }
1896
1897 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1898 where
1899     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1900 {
1901     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1902         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1903
1904         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1905         value.hash_stable(hcx, hasher);
1906     }
1907 }
1908
1909 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1910 pub struct Destructor {
1911     /// The `DefId` of the destructor method
1912     pub did: DefId,
1913 }
1914
1915 bitflags! {
1916     #[derive(HashStable)]
1917     pub struct AdtFlags: u32 {
1918         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1919         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1920         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1921         /// Indicates whether the ADT is a union.
1922         const IS_UNION            = 1 << 1;
1923         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1924         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1925         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1926         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1927         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1928         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1929         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1930         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1931         /// Indicates whether the type is `Box`.
1932         const IS_BOX              = 1 << 6;
1933         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1934         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1935         // FIXME(matthewjasper) replace these with diagnostic items
1936         /// Indicates whether the type is an `Arc`.
1937         const IS_ARC              = 1 << 8;
1938         /// Indicates whether the type is an `Rc`.
1939         const IS_RC               = 1 << 9;
1940         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1941         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1942         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 10;
1943     }
1944 }
1945
1946 bitflags! {
1947     #[derive(HashStable)]
1948     pub struct VariantFlags: u32 {
1949         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1950         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1951         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1952     }
1953 }
1954
1955 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1956 #[derive(Debug, HashStable)]
1957 pub struct VariantDef {
1958     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1959     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1960     pub def_id: DefId,
1961     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1962     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1963     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1964     /// Variant or struct name.
1965     #[stable_hasher(project(name))]
1966     pub ident: Ident,
1967     /// Discriminant of this variant.
1968     pub discr: VariantDiscr,
1969     /// Fields of this variant.
1970     pub fields: Vec<FieldDef>,
1971     /// Type of constructor of variant.
1972     pub ctor_kind: CtorKind,
1973     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1974     flags: VariantFlags,
1975     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1976     /// May be incomplete or bogus.
1977     pub recovered: bool,
1978 }
1979
1980 impl<'tcx> VariantDef {
1981     /// Creates a new `VariantDef`.
1982     ///
1983     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1984     /// represents an enum variant).
1985     ///
1986     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1987     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1988     ///
1989     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1990     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1991     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1992     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1993     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1994     ///
1995     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1996     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1997     pub fn new(
1998         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1999         ident: Ident,
2000         variant_did: Option<DefId>,
2001         ctor_def_id: Option<DefId>,
2002         discr: VariantDiscr,
2003         fields: Vec<FieldDef>,
2004         ctor_kind: CtorKind,
2005         adt_kind: AdtKind,
2006         parent_did: DefId,
2007         recovered: bool,
2008     ) -> Self {
2009         debug!(
2010             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2011              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2012             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2013         );
2014
2015         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2016         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
2017             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
2018             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2019         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
2020             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
2021                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
2022                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2023             }
2024         }
2025
2026         VariantDef {
2027             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2028             ctor_def_id,
2029             ident,
2030             discr,
2031             fields,
2032             ctor_kind,
2033             flags,
2034             recovered,
2035         }
2036     }
2037
2038     /// Is this field list non-exhaustive?
2039     #[inline]
2040     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2041         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2042     }
2043 }
2044
2045 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2046 pub enum VariantDiscr {
2047     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2048     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2049     Explicit(DefId),
2050
2051     /// The previous variant's discriminant plus one.
2052     /// For efficiency reasons, the distance from the
2053     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2054     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2055     Relative(u32),
2056 }
2057
2058 #[derive(Debug, HashStable)]
2059 pub struct FieldDef {
2060     pub did: DefId,
2061     #[stable_hasher(project(name))]
2062     pub ident: Ident,
2063     pub vis: Visibility,
2064 }
2065
2066 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2067 ///
2068 /// These are all interned (by `intern_adt_def`) into the `adt_defs` table.
2069 ///
2070 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2071 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2072 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2073 ///
2074 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2075 pub struct AdtDef {
2076     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2077     pub did: DefId,
2078     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2079     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2080     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2081     flags: AdtFlags,
2082     /// Repr options provided by the user.
2083     pub repr: ReprOptions,
2084 }
2085
2086 impl PartialOrd for AdtDef {
2087     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2088         Some(self.cmp(&other))
2089     }
2090 }
2091
2092 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2093 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2094 impl Ord for AdtDef {
2095     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2096         self.did.cmp(&other.did)
2097     }
2098 }
2099
2100 impl PartialEq for AdtDef {
2101     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2102     #[inline]
2103     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2104         ptr::eq(self, other)
2105     }
2106 }
2107
2108 impl Eq for AdtDef {}
2109
2110 impl Hash for AdtDef {
2111     #[inline]
2112     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2113         (self as *const AdtDef).hash(s)
2114     }
2115 }
2116
2117 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
2118     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2119         self.did.encode(s)
2120     }
2121 }
2122
2123 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
2124
2125 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2126     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2127         thread_local! {
2128             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2129         }
2130
2131         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2132             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2133             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2134                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2135
2136                 let mut hasher = StableHasher::new();
2137                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2138                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2139                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2140                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2141
2142                 hasher.finish()
2143             })
2144         });
2145
2146         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2147     }
2148 }
2149
2150 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2151 pub enum AdtKind {
2152     Struct,
2153     Union,
2154     Enum,
2155 }
2156
2157 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2158     fn into(self) -> DataTypeKind {
2159         match self {
2160             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2161             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2162             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2163         }
2164     }
2165 }
2166
2167 bitflags! {
2168     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2169     pub struct ReprFlags: u8 {
2170         const IS_C               = 1 << 0;
2171         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2172         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2173         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2174         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2175         // If true, don't expose any niche to type's context.
2176         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2177         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2178         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2179                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2180                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2181     }
2182 }
2183
2184 /// Represents the repr options provided by the user,
2185 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2186 pub struct ReprOptions {
2187     pub int: Option<attr::IntType>,
2188     pub align: Option<Align>,
2189     pub pack: Option<Align>,
2190     pub flags: ReprFlags,
2191 }
2192
2193 impl ReprOptions {
2194     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2195         let mut flags = ReprFlags::empty();
2196         let mut size = None;
2197         let mut max_align: Option<Align> = None;
2198         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2199         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2200             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2201                 flags.insert(match r {
2202                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2203                     attr::ReprPacked(pack) => {
2204                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2205                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2206                             min_pack.min(pack)
2207                         } else {
2208                             pack
2209                         });
2210                         ReprFlags::empty()
2211                     }
2212                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2213                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2214                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2215                     attr::ReprInt(i) => {
2216                         size = Some(i);
2217                         ReprFlags::empty()
2218                     }
2219                     attr::ReprAlign(align) => {
2220                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2221                         ReprFlags::empty()
2222                     }
2223                 });
2224             }
2225         }
2226
2227         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2228         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2229             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2230         }
2231         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2232     }
2233
2234     #[inline]
2235     pub fn simd(&self) -> bool {
2236         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2237     }
2238     #[inline]
2239     pub fn c(&self) -> bool {
2240         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2241     }
2242     #[inline]
2243     pub fn packed(&self) -> bool {
2244         self.pack.is_some()
2245     }
2246     #[inline]
2247     pub fn transparent(&self) -> bool {
2248         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2249     }
2250     #[inline]
2251     pub fn linear(&self) -> bool {
2252         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2253     }
2254     #[inline]
2255     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2256         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2257     }
2258
2259     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2260         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2261     }
2262
2263     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2264     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2265     /// single pointer.
2266     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2267         self.c() || self.int.is_some()
2268     }
2269
2270     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2271     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2272     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2273         if let Some(pack) = self.pack {
2274             if pack.bytes() == 1 {
2275                 return true;
2276             }
2277         }
2278         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2279     }
2280
2281     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2282     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2283         self.c()
2284     }
2285 }
2286
2287 impl<'tcx> AdtDef {
2288     /// Creates a new `AdtDef`.
2289     fn new(
2290         tcx: TyCtxt<'_>,
2291         did: DefId,
2292         kind: AdtKind,
2293         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2294         repr: ReprOptions,
2295     ) -> Self {
2296         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2297         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2298
2299         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2300             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2301             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2302         }
2303
2304         flags |= match kind {
2305             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2306             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2307             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2308         };
2309
2310         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2311             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2312         }
2313
2314         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2315         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2316             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2317         }
2318         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2319             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2320         }
2321         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2322             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2323         }
2324         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2325             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2326         }
2327         if Some(did) == tcx.lang_items().arc() {
2328             flags |= AdtFlags::IS_ARC;
2329         }
2330         if Some(did) == tcx.lang_items().rc() {
2331             flags |= AdtFlags::IS_RC;
2332         }
2333
2334         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2335     }
2336
2337     /// Returns `true` if this is a struct.
2338     #[inline]
2339     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2340         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2341     }
2342
2343     /// Returns `true` if this is a union.
2344     #[inline]
2345     pub fn is_union(&self) -> bool {
2346         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2347     }
2348
2349     /// Returns `true` if this is a enum.
2350     #[inline]
2351     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2352         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2353     }
2354
2355     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2356     #[inline]
2357     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2358         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2359     }
2360
2361     /// Returns the kind of the ADT.
2362     #[inline]
2363     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2364         if self.is_enum() {
2365             AdtKind::Enum
2366         } else if self.is_union() {
2367             AdtKind::Union
2368         } else {
2369             AdtKind::Struct
2370         }
2371     }
2372
2373     /// Returns a description of this abstract data type.
2374     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2375         match self.adt_kind() {
2376             AdtKind::Struct => "struct",
2377             AdtKind::Union => "union",
2378             AdtKind::Enum => "enum",
2379         }
2380     }
2381
2382     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2383     #[inline]
2384     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2385         match self.adt_kind() {
2386             AdtKind::Struct => "struct",
2387             AdtKind::Union => "union",
2388             AdtKind::Enum => "variant",
2389         }
2390     }
2391
2392     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2393     #[inline]
2394     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2395         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2396     }
2397
2398     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2399     /// of coherence checking.
2400     #[inline]
2401     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2402         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2403     }
2404
2405     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2406     #[inline]
2407     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2408         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2409     }
2410
2411     /// Returns `true` if this is `Arc<T>`.
2412     pub fn is_arc(&self) -> bool {
2413         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ARC)
2414     }
2415
2416     /// Returns `true` if this is `Rc<T>`.
2417     pub fn is_rc(&self) -> bool {
2418         self.flags.contains(AdtFlags::IS_RC)
2419     }
2420
2421     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2422     #[inline]
2423     pub fn is_box(&self) -> bool {
2424         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2425     }
2426
2427     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2428     #[inline]
2429     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2430         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2431     }
2432
2433     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2434     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2435         self.destructor(tcx).is_some()
2436     }
2437
2438     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2439     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2440         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2441         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2442     }
2443
2444     #[inline]
2445     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2446         tcx.predicates_of(self.did)
2447     }
2448
2449     /// Returns an iterator over all fields contained
2450     /// by this ADT.
2451     #[inline]
2452     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2453         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2454     }
2455
2456     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2457         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2458     }
2459
2460     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2461     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2462         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2463     }
2464
2465     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2466     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2467         self.variants
2468             .iter()
2469             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2470             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2471     }
2472
2473     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2474     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2475         self.variants
2476             .iter_enumerated()
2477             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2478             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2479             .0
2480     }
2481
2482     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2483     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2484         self.variants
2485             .iter_enumerated()
2486             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2487             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2488             .0
2489     }
2490
2491     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2492         match res {
2493             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2494             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2495             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2496             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2497             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2498             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2499             | Res::SelfTy(..)
2500             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2501             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2502         }
2503     }
2504
2505     #[inline]
2506     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2507         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2508         let repr_type = self.repr.discr_type();
2509         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2510             Ok(val) => {
2511                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2512                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2513                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2514                     Some(Discr { val: b, ty })
2515                 } else {
2516                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2517                     crate::mir::interpret::struct_error(
2518                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2519                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2520                     )
2521                     .emit();
2522                     None
2523                 }
2524             }
2525             Err(ErrorHandled::Reported) => {
2526                 if !expr_did.is_local() {
2527                     span_bug!(
2528                         tcx.def_span(expr_did),
2529                         "variant discriminant evaluation succeeded \
2530                          in its crate but failed locally"
2531                     );
2532                 }
2533                 None
2534             }
2535             Err(ErrorHandled::TooGeneric) => {
2536                 span_bug!(tcx.def_span(expr_did), "enum discriminant depends on generic arguments",)
2537             }
2538         }
2539     }
2540
2541     #[inline]
2542     pub fn discriminants(
2543         &'tcx self,
2544         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2545     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2546         let repr_type = self.repr.discr_type();
2547         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2548         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2549         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2550             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2551             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2552                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2553                     discr = new_discr;
2554                 }
2555             }
2556             prev_discr = Some(discr);
2557
2558             (i, discr)
2559         })
2560     }
2561
2562     #[inline]
2563     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2564         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2565     }
2566
2567     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2568     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2569     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2570     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2571     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2572     #[inline]
2573     pub fn discriminant_for_variant(
2574         &self,
2575         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2576         variant_index: VariantIdx,
2577     ) -> Discr<'tcx> {
2578         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2579         let explicit_value = val
2580             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2581             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2582         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2583     }
2584
2585     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2586     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2587     /// inferred discriminant directly.
2588     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2589         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2590         let expr_did;
2591         loop {
2592             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2593                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2594                     expr_did = None;
2595                     break;
2596                 }
2597                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2598                     explicit_index -= distance;
2599                 }
2600                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2601                     expr_did = Some(did);
2602                     break;
2603                 }
2604             }
2605         }
2606         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2607     }
2608
2609     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2610         tcx.adt_destructor(self.did)
2611     }
2612
2613     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2614     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2615     ///
2616     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2617     /// actually more expressive than checking all members:
2618     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2619     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2620     ///
2621     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2622     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2623     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2624         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2625     }
2626 }
2627
2628 impl<'tcx> FieldDef {
2629     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2630     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2631     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2632         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2633     }
2634 }
2635
2636 /// Represents the various closure traits in the language. This
2637 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2638 /// desugaring) argument that the closure expects.
2639 ///
2640 /// You can get the environment type of a closure using
2641 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2642 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2643 #[derive(HashStable)]
2644 pub enum ClosureKind {
2645     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2646     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2647     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2648     Fn,
2649     FnMut,
2650     FnOnce,
2651 }
2652
2653 impl<'tcx> ClosureKind {
2654     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2655     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2656
2657     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2658         match *self {
2659             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2660             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None),
2661             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None),
2662         }
2663     }
2664
2665     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2666     /// must also implement `other`.
2667     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2668         match (self, other) {
2669             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2670             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2671             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2672             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2673             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2674             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2675             _ => false,
2676         }
2677     }
2678
2679     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2680     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2681     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2682         match self {
2683             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2684             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2685             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2686         }
2687     }
2688 }
2689
2690 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
2691     /// Iterator that walks `self` and any types reachable from
2692     /// `self`, in depth-first order. Note that just walks the types
2693     /// that appear in `self`, it does not descend into the fields of
2694     /// structs or variants. For example:
2695     ///
2696     /// ```notrust
2697     /// isize => { isize }
2698     /// Foo<Bar<isize>> => { Foo<Bar<isize>>, Bar<isize>, isize }
2699     /// [isize] => { [isize], isize }
2700     /// ```
2701     pub fn walk(&'tcx self) -> TypeWalker<'tcx> {
2702         TypeWalker::new(self)
2703     }
2704
2705     /// Iterator that walks the immediate children of `self`. Hence
2706     /// `Foo<Bar<i32>, u32>` yields the sequence `[Bar<i32>, u32]`
2707     /// (but not `i32`, like `walk`).
2708     pub fn walk_shallow(&'tcx self) -> smallvec::IntoIter<walk::TypeWalkerArray<'tcx>> {
2709         walk::walk_shallow(self)
2710     }
2711
2712     /// Walks `ty` and any types appearing within `ty`, invoking the
2713     /// callback `f` on each type. If the callback returns `false`, then the
2714     /// children of the current type are ignored.
2715     ///
2716     /// Note: prefer `ty.walk()` where possible.
2717     pub fn maybe_walk<F>(&'tcx self, mut f: F)
2718     where
2719         F: FnMut(Ty<'tcx>) -> bool,
2720     {
2721         let mut walker = self.walk();
2722         while let Some(ty) = walker.next() {
2723             if !f(ty) {
2724                 walker.skip_current_subtree();
2725             }
2726         }
2727     }
2728 }
2729
2730 impl BorrowKind {
2731     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2732         match m {
2733             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2734             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2735         }
2736     }
2737
2738     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2739     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2740     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2741     /// question.
2742     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2743         match self {
2744             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2745             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2746
2747             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2748             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2749             // and hence is a safe "over approximation".
2750             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2751         }
2752     }
2753
2754     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2755         match *self {
2756             MutBorrow => "mutable",
2757             ImmBorrow => "immutable",
2758             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2759         }
2760     }
2761 }
2762
2763 #[derive(Debug, Clone)]
2764 pub enum Attributes<'tcx> {
2765     Owned(Lrc<[ast::Attribute]>),
2766     Borrowed(&'tcx [ast::Attribute]),
2767 }
2768
2769 impl<'tcx> ::std::ops::Deref for Attributes<'tcx> {
2770     type Target = [ast::Attribute];
2771
2772     fn deref(&self) -> &[ast::Attribute] {
2773         match self {
2774             &Attributes::Owned(ref data) => &data,
2775             &Attributes::Borrowed(data) => data,
2776         }
2777     }
2778 }
2779
2780 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2781 pub enum ImplOverlapKind {
2782     /// These impls are always allowed to overlap.
2783     Permitted {
2784         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2785         marker: bool,
2786     },
2787     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2788     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2789     ///
2790     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2791     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2792     ///
2793     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2794     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2795     ///
2796     /// ```
2797     /// trait Trait {}
2798     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2799     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2800     /// ```
2801     ///
2802     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2803     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2804     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2805     /// overlapping impls for it is sound.
2806     ///
2807     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2808     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2809     /// it has the following restrictions:
2810     ///
2811     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2812     /// positive impls.
2813     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2814     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2815     /// marker traits.
2816     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2817     ///
2818     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2819     Issue33140,
2820 }
2821
2822 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2823     pub fn body_tables(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckTables<'tcx> {
2824         self.typeck_tables_of(self.hir().body_owner_def_id(body))
2825     }
2826
2827     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2828     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2829     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2830     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = DefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2831         self.hir()
2832             .krate()
2833             .body_ids
2834             .iter()
2835             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2836     }
2837
2838     pub fn par_body_owners<F: Fn(DefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2839         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2840             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2841     }
2842
2843     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2844         self.associated_items(id)
2845             .in_definition_order()
2846             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Method && item.defaultness.has_value())
2847     }
2848
2849     pub fn trait_relevant_for_never(self, did: DefId) -> bool {
2850         self.associated_items(did).in_definition_order().any(|item| item.relevant_for_never())
2851     }
2852
2853     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2854         self.hir().as_local_hir_id(def_id).and_then(|hir_id| self.hir().get(hir_id).ident())
2855     }
2856
2857     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<AssocItem> {
2858         let is_associated_item = if let Some(hir_id) = self.hir().as_local_hir_id(def_id) {
2859             match self.hir().get(hir_id) {
2860                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2861                 _ => false,
2862             }
2863         } else {
2864             match self.def_kind(def_id) {
2865                 Some(DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy) => true,
2866                 _ => false,
2867             }
2868         };
2869
2870         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2871     }
2872
2873     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, tables: &TypeckTables<'_>) -> usize {
2874         tables.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2875     }
2876
2877     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2878         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2879     }
2880
2881     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2882     /// has no items or is annotated #[marker] and prevents item overrides.
2883     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2884         self,
2885         def_id1: DefId,
2886         def_id2: DefId,
2887     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2888         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2889         // as one of them essentially doesn't exist.
2890         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2891             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2892         {
2893             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2894         }
2895
2896         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2897             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2898                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2899                 debug!(
2900                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2901                     def_id1, def_id2
2902                 );
2903                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2904             }
2905             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2906             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2907                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2908                 debug!(
2909                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2910                     def_id1, def_id2
2911                 );
2912                 return None;
2913             }
2914             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2915             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2916         };
2917
2918         let is_marker_overlap = {
2919             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2920                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2921                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2922             };
2923             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2924         };
2925
2926         if is_marker_overlap {
2927             debug!(
2928                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2929                 def_id1, def_id2
2930             );
2931             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2932         } else {
2933             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2934                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2935                     if self_ty1 == self_ty2 {
2936                         debug!(
2937                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2938                             def_id1, def_id2
2939                         );
2940                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2941                     } else {
2942                         debug!(
2943                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2944                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2945                         );
2946                     }
2947                 }
2948             }
2949
2950             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2951             None
2952         }
2953     }
2954
2955     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2956     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2957     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2958         match res {
2959             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2960                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2961                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2962             }
2963             Res::Def(DefKind::Struct, did) | Res::Def(DefKind::Union, did) => {
2964                 self.adt_def(did).non_enum_variant()
2965             }
2966             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2967                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2968                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2969                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2970             }
2971             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2972                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2973                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2974             }
2975             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2976         }
2977     }
2978
2979     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2980         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2981             self.original_crate_name(id.krate)
2982         } else {
2983             let def_key = self.def_key(id);
2984             match def_key.disambiguated_data.data {
2985                 // The name of a constructor is that of its parent.
2986                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => {
2987                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
2988                 }
2989                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2990                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2991                 }),
2992             }
2993         }
2994     }
2995
2996     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2997     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> ReadOnlyBodyAndCache<'tcx, 'tcx> {
2998         match instance {
2999             ty::InstanceDef::Item(did) => self.optimized_mir(did).unwrap_read_only(),
3000             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
3001             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
3002             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
3003             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
3004             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
3005             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
3006             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
3007             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance).unwrap_read_only(),
3008         }
3009     }
3010
3011     /// Gets the attributes of a definition.
3012     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3013         if let Some(id) = self.hir().as_local_hir_id(did) {
3014             Attributes::Borrowed(self.hir().attrs(id))
3015         } else {
3016             Attributes::Borrowed(self.item_attrs(did))
3017         }
3018     }
3019
3020     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3021     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3022         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3023     }
3024
3025     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3026     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3027         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3028     }
3029
3030     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3031         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3032     }
3033
3034     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3035     /// If it implements no trait, returns `None`.
3036     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3037         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3038     }
3039
3040     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3041     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3042     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3043         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3044             TraitContainer(_) => None,
3045             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3046         })
3047     }
3048
3049     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3050     /// with the name of the crate containing the impl.
3051     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3052         if impl_did.is_local() {
3053             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did).unwrap();
3054             Ok(self.hir().span(hir_id))
3055         } else {
3056             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3057         }
3058     }
3059
3060     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3061     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3062     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3063     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3064         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3065         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3066         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3067         use_name.name == def_name.name
3068             && use_name
3069                 .span
3070                 .ctxt()
3071                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3072     }
3073
3074     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3075         match scope.as_local() {
3076             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3077             None => ExpnId::root(),
3078         }
3079     }
3080
3081     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3082         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3083         ident
3084     }
3085
3086     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3087         self,
3088         mut ident: Ident,
3089         scope: DefId,
3090         block: hir::HirId,
3091     ) -> (Ident, DefId) {
3092         let scope =
3093             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3094             {
3095                 Some(actual_expansion) => {
3096                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3097                 }
3098                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3099             };
3100         (ident, scope)
3101     }
3102
3103     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3104         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3105     }
3106 }
3107
3108 #[derive(Clone, HashStable)]
3109 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3110
3111 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3112 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3113     if let Some(hir_id) = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id) {
3114         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(hir_id) {
3115             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3116                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3117             }
3118         }
3119     }
3120     None
3121 }
3122
3123 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers<'_>) {
3124     context::provide(providers);
3125     erase_regions::provide(providers);
3126     layout::provide(providers);
3127     super::util::bug::provide(providers);
3128     *providers = ty::query::Providers {
3129         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3130         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3131         ..*providers
3132     };
3133 }
3134
3135 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3136 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3137 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3138 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3139 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3140 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3141 pub struct CrateInherentImpls {
3142     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3143 }
3144
3145 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
3146 pub struct SymbolName {
3147     // FIXME: we don't rely on interning or equality here - better have
3148     // this be a `&'tcx str`.
3149     pub name: Symbol,
3150 }
3151
3152 impl SymbolName {
3153     pub fn new(name: &str) -> SymbolName {
3154         SymbolName { name: Symbol::intern(name) }
3155     }
3156 }
3157
3158 impl PartialOrd for SymbolName {
3159     fn partial_cmp(&self, other: &SymbolName) -> Option<Ordering> {
3160         self.name.as_str().partial_cmp(&other.name.as_str())
3161     }
3162 }
3163
3164 /// Ordering must use the chars to ensure reproducible builds.
3165 impl Ord for SymbolName {
3166     fn cmp(&self, other: &SymbolName) -> Ordering {
3167         self.name.as_str().cmp(&other.name.as_str())
3168     }
3169 }
3170
3171 impl fmt::Display for SymbolName {
3172     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3173         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3174     }
3175 }
3176
3177 impl fmt::Debug for SymbolName {
3178     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3179         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3180     }
3181 }